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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。 - H0 r' D2 U9 I
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 Q7 X' u: Z1 ^3 X1 L; W5 M幻想潜水艇
$ e% |/ z/ l& b+ r. }# |) b) \/ r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。
& e: r, c! h6 B# ~9 J 潜艇的发展历史% y" o1 j" e) D8 C
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。 / [7 w/ }2 M0 o4 B# G+ M2 `: 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。 9 u9 ^. i: |& o( R5 j! }3 {, p9 T2 u
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。
1 l; E+ u4 Y# F0 a8 e7 K 潜水艇的特点
0 H9 U1 o+ w. d/ Q! r- ~# P8 u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。
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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。
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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。 * m' m5 Y1 \0 ]6 z* n
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。 4 P8 ^2 [; F- p" e
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。 % m0 c; ~9 w9 j# ?" [
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. T- D1 B+ s9 Y4 `# i/ m9 x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。
4 e- ?" R# p+ f2 p$ l9 B: s: u0 T 潜水艇的工作原理
, `: q( u. @9 E! j: z- J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? 5 x) K. K! F) Y6 W/ ~# n% {* n
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。
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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, 8 y" v' W0 S0 ]/ Q/ x% p( J
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。 7 ?4 E) ]; u5 {: w! d6 E
, i1 F/ V% J' n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。 0 }9 Q: G$ E; F
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7 C" h- U2 v" d+ g( s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
! [. `& z$ x4 u8 F5 N) N! Z! `2 }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。
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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。 - U5 m; W. n6 t9 T1 ?. _6 d
潜艇的3D CG渲染3D CG rendering of a submarine
0 G; p8 ?) R# M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。 # |4 f# D/ T4 l
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。
* R! ~! s0 @, @- s 潜艇中氧气从哪里来! ^8 t; x' |" l" o7 M
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。 4 q q2 a+ ~; o5 E7 f
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。
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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。 : ?, P/ J' C; b N
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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。
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