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潛艇是如何控制上浮和下潛的,里面的氧氣又是從哪里來的

來源:IT之家  時間:2022-12-24 09:25  編輯:谷小金   閱讀量:16963   

眾所周知,我們居住的星球被海洋包圍著可以說,地球實際上是一個海洋星球

潛艇是如何控制上浮和下潛的,里面的氧氣又是從哪里來的

可是,人類對海洋卻知之甚少據(jù)統(tǒng)計只有5%左右在我們的印象中,上天比入海更難,但實際情況恰恰相反可是,人類從未停止對海洋的探索

海洋的感覺深不可測,神秘莫測,能在海洋中自由穿梭的潛艇也充滿了神秘感,所以很多人都會好奇潛艇在海洋中是如何上浮下潛的,氧氣從何而來,最長能潛伏多久。

潛水艇

潛艇也叫潛水艇潛水船甚至還有另一個綽號叫蛇頭,是一種可以在水中持續(xù)潛行一段時間和距離的船

潛艇有許多類型和大小,從只能容納一名操作人員數(shù)小時的民用潛水探測器,到可以容納數(shù)百人并潛水數(shù)月的戰(zhàn)略打擊核潛艇。

潛艇還廣泛應用于軍事,科學考察,搜救,海底電纜維護,水下旅游等諸多行業(yè)和領域。

潛艇的發(fā)展歷史

潛艇的出現(xiàn)可以追溯到16世紀,被稱為會潛水的船但在當時,這種隱蔽性很強的船并不被人們接受,主要是不夠紳士

直到第一次世界大戰(zhàn),潛艇都不被人們重視,未來也不被看好。

一戰(zhàn)和二戰(zhàn)結束,潛艇在戰(zhàn)場上的巨大威力才顯露出來潛艇隱藏在海底,然后出其不意地發(fā)動攻擊的能力被各國接受,潛艇也迅速發(fā)展起來

尤其是伴隨著技術的發(fā)展,靜音,續(xù)航時間更長的核潛艇的軍事用途被無限放大,成為各大國爭相發(fā)展的軍事武器。

潛艇的特性

潛艇能越發(fā)展越好,主要和它的一些特性有關。

首先,它自給能力強,可以長時間在深海浮潛,遠離基地,航行到很遠的地方。

潛艇具有非常好的隱蔽性,戰(zhàn)時可以偷偷繞到敵人后方發(fā)動突然襲擊,具有很強的威懾力。

而在海面下,海上風浪大就不會出現(xiàn)這種情況,所以潛艇比其他水面艦艇更安全。

但是潛艇通信比較困難,因為要深入海底,沒有陸地上那么大的觀察距離。

潛艇的制造需要非常高的技術,工藝和材料,配套設備多種多樣,所以世界上能夠自行研制制造潛艇的國家并不多。

潛艇的工作原理

潛艇可以在水中自由升降,那么它是怎么做到的呢。

地球上任何物體都會受到其重力的影響,在水中也會受到浮力的影響重力下降,浮力上升

所有的物體都有自己的密度,密度不同的物體在水中會表現(xiàn)出不同的狀態(tài)。

當物體的密度大于水時,重力就會大于浮力,物體就會下沉,

當物體的密度小于水的密度時,浮力就會大于重力,物體就會浮起來,

當一個物體的密度與水的密度相同時,它就會懸浮在水中。

要想讓一個密度小于水的物體下沉,只需要增加物體的單位密度即可所以,如果物體的體積不變,可以通過改變其密度來改變物體在水中的狀態(tài)

潛艇利用了這一原理,在其內(nèi)部設計了幾個儲水罐,以調(diào)節(jié)其上升和下降維持潛艇的平衡,也是通過調(diào)節(jié)不同儲水罐的水量來實現(xiàn)的

水里的魚也用這種方法魚利用它們身體里的魚泡泡來膨脹和收縮泡泡,以實現(xiàn)漂浮和潛水

除了利用儲水倉升降,潛艇還會使用電梯通過改變升降舵的角度,配合螺旋槳,可以改變潛艇的深度因此,潛艇的上升和下降通常由儲水倉和升降舵來完成

潛艇要承受多大的壓力。

任何物體只要在水中,都會承受周圍水的巨大壓力,潛艇也是一樣潛得越深,壓力就越大

潛艇每下潛10米,就會增加一個大氣壓的壓力當潛艇在水下500米時,其外殼每平方米將承受約50個大氣壓,相當于每平方米500多噸的重量

所以,潛艇要想下潛更深,就需要更堅固的外殼現(xiàn)在很多潛艇外殼都是用堅固的鈦合金制造,使得潛艇的承壓能量更高

同時,將潛艇設計成水滴形結構,可以分散殼體上的壓力,從而減少潛艇殼體單位面積上的壓力,這種設計也可以減少航行時的阻力。

潛艇里的氧氣從哪里來。

潛艇長時間在水中航行,需要能夠為在密閉潛艇中工作的艇員持續(xù)供氧那么這些氧氣從哪里來呢

早期的潛艇必須每隔幾個小時浮出水面,或者在幾米的深度,使用通氣管將氧氣輸送到艇內(nèi),并將氣體排出艇外。

后來一些潛艇開始使用制氧設備,利用空氣再生法制氧,排出的廢氣經(jīng)過處理分離出二氧化碳,再經(jīng)過制氧裝置處理產(chǎn)生氧氣,使?jié)撏?nèi)的空氣得以循環(huán)利用,使?jié)撏г谒峦A?~7天。

威力更大的核潛艇采用電解水法,通過電解將氧氣從水中分離出來,可以持續(xù)給潛艇供氧理論上,核潛艇可以在水下航行多年,但考慮到艇員長期處于封閉環(huán)境下的巨大壓力,核潛艇在水中連續(xù)停留時間不超過3個月

目前潛艇下潛時間的世界紀錄是由中國海軍創(chuàng)下的,時間為90天。

本文Gif摘自YouTube《美國海軍最大的潛艇》

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