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潜艇潜艇也叫潜水艇,潜水船甚至还有一个别称叫黑鱼,它就是一种能够在水中持续潜行一段时间和距离的舰艇。
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潜艇的种类和大小有很多,既有只能容下一个操作人员下潜数小时的民用潜水探测器,又有能容下上百人,持续潜航几个月的战略性打击核潜艇。
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8 U6 Y( p# C, g0 q幻想潜水艇 : I9 h# Q3 ]3 N, I1 P8 Z
潜艇的应用也非常的广泛,在军事,科学考察,搜索救援,海底电缆维修以及水下旅游观光等诸多行业和领域都有运用。 & X5 g( ~2 v7 N# Y/ V* h
潜艇的发展历史1 J: u8 b; K. ]# J, m: B7 j- L
潜艇的出现可以最早追溯到十六世纪,其被称之为“可以潜水的船”,但当时这种具有很强隐蔽性的舰艇并不被人接受,主要还是觉得不够绅士。 2 A$ l: H' V; @* a: \
直到一战前潜艇都并未受到人们的重视,对其未来也并不看好。
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一战末和二战时期,潜艇在战场上的巨大威力显现出来,潜艇能在海底隐藏,然后出其不意的发动攻击的能力被所有国家所接受,潜水艇也得到了快速发展。
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特别是随着技术的发展,具有静音和更长续航能力的核潜艇在军事上的用途更是被无限放大,成为各大国争相发展的军事武器。 * O, a- v, F& B2 o$ ~ W1 Z+ e
潜水艇的特点
% C0 F# v+ s4 r4 f" ~5 `潜水艇能够发展得越来越好,这主要还是与它具有的一些特点有着密切的关系。 5 _2 `; v7 [2 {
首先是具有强大的自给能力,能够在长时间潜航在深海中,远离基地,航行到很远的地方。 ; I+ ]* y2 k m2 I. }4 q5 M0 O2 q
潜艇具有非常好的隐蔽性,在战时可以悄悄的绕到敌人后方发动突然攻击,具有强大的威慑力。
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海面上的狂风大浪,海面下则不会有这样的情况,所以潜水艇相对于其它水面船只要安全一些。
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但由于要深入到深海中,所以潜水艇的通讯较困难,并且还不具有在陆地上那样的观察距离。 3 }' t6 b) A. t l. J. C
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潜艇的制造对技术,工艺和材料的要求非常的高,并且配套设备多样,所以世界上能够自行研发和制造潜艇的国家并不多。 9 g- z( T" F! ^) x; v: V7 m
潜水艇的工作原理% p8 `7 n$ P2 w5 G$ t% u/ X/ k
潜水艇能够自如的在水中上升和下沉,那么它是怎么做到的呢? 2 U; n) ~/ k0 A! J3 X; y d# ]% |
地球上任何物体都会受到其引力的作用,而在水中还会受到浮力的作用,重力向下浮力向上。 7 B9 N7 s9 u5 W' M; |4 a
物体都有自己的密度,密度不同的物体在水中就会呈现出不同的状态, ; x& J: Y) `2 X- ^- B* }7 [/ Q# H
当物体的密度大于水的时候,则就会重力大于浮力,物体就会下沉; 而当物体密度小于水的密度时,浮力就会大于重力,物体则会上浮; 当物体的密度与水的密度相同,那么物体就会悬浮在水中。 而要想让一个密度小于水的物体下沉,就只有增加物体的单位密度,所以说在物体体积不变的情况下,通过改变物体密度,就能改变其在水中的状态。 潜水艇就是利用了这一原理,在其内部设计了多个储水仓,用来调节上升和下潜,而要保持潜艇的平衡,也是通过调节不同储水仓内水的多少来实现平衡的。
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而在水中的鱼类也同样是利用这一方法,鱼利用体内的鱼泡,通过往里面充气和放气来实现上浮和下潜的。
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潜水艇除了使用储水仓来实现上升和下潜外,还会使用升降舵,通过改变升降舵的角度并配合推进器,就能改变潜艇的深度,所以潜水艇的上浮和下潜通常都是由储水仓与升降舵配合完成。 潜艇要受多大的压力3 A% e/ h! D8 [/ [3 \( G
任何物体只要在水中就要承受四周水的巨大压力,潜艇也是一样的,潜的越深受到的压力就会越大。 0 v. w/ U+ W2 a2 J2 n
潜艇每下潜10米,就会随之增加一个大气压的压强,而当潜艇在水下500米时,其外壳每平方米就要承受大约50个大气压的压强,就相当于每平方米的面积上要承受超过500吨的重量。
/ V) V2 j( T) D9 m+ A潜艇的3D CG渲染3D CG rendering of a submarine , m" O* e7 {! a& t/ ]! p1 J( D2 k
因此潜艇要想潜得更深,就需要外壳更加坚固,现在很多潜艇外壳都采用坚固的钛合金材料,这让潜水艇的承受压强的能量变得更高。
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同时,将潜水艇设计成水滴型结构,能够达到分散外壳受到的压强,从而减小潜艇外壳单位面积上所受到的压强,并且这样的设计还能减小航行时的阻力。
( v& j0 b* f: R* V6 e' h+ Q1 _% P* y 潜艇中氧气从哪里来
3 K; f# T- d9 l w1 e/ n1 ?1 ]潜艇长时间在水中航行,这就需要能够持续给在密闭潜艇内工作的舰员供氧,那么这些氧气是从哪里来的呢。 ! v {' l/ N" ^! ]% O: s$ }0 A' T
早期的潜艇需要每隔数小时就上浮出水面,或者是水下数米的深度,使用通气管来向艇内输送氧气,并将废气排出艇外。 后来的潜艇开始使用制氧设备,采用空气再生法制氧,将排出的废气经过处理分离出二氧化碳,再由制氧装置加工产生氧气,潜艇内的空气就能循环使用,这样潜水艇能在水下待4~7天。 0 y. ~% R4 z C4 M& {; m. @: x* v
而更厉害的核潜艇所采用的是电解水法,通过电解就能在水中分离出氧气,能为潜艇连续供氧,从理论上讲核潜艇可以长年累月的在水下航行,但考虑到舰员长期在密闭的环境中所承受的巨大压力,核潜艇连续呆在水中的时间不会超过3个月。 1 H3 F( B* R; C5 p
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目前核潜艇水下潜航时间世界纪录,是由中国海军创造的,时间为90天。 : j2 X! T- `3 o8 V( M
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