潛艇是怎麼上下沉浮的?

不進攻不投降


潛艇的絕招就是在大海中下潛、上浮,由此獲得絕佳的隱蔽性。

潛艇下潛上浮的原理很簡單:就像個密封鐵盒子,通過增加減少盒子裡的水量,改變整體重力和浮力。重力大於浮力,潛艇潛入水下;重力小於浮力,潛艇浮出水面;二者相等,潛艇懸浮。


雖然看似簡單,但實際上潛艇下潛、上浮非常複雜,涉及到複雜的計算、精確的均衡和嚴格的控制。

潛艇不是潛下去就完事了,它在水下不能過度縱傾,也不能橫傾,要保持均衡。否則頭上尾下、頭下尾上或身子偏向一邊,都不能正常航行和戰鬥。

一、為達到均衡,潛艇有很多個水艙共同工作。

包括:主壓載水艙、浮力調整水艙、縱傾均衡水艙、快潛水艙、燃油壓載水艙、燃油艙、武器補重水艙、魚雷環形間隙水艙、淡水艙和汙水艙等。

大型潛艇有6~12個主壓載水艙,分佈在潛艇縱軸和左右兩舷,又分成艏組壓載水艙、舯組壓載水艙、艉組壓載水艙三部分,是潛艇最重要的浮力控制設備。

二、潛艇有4種工作狀態:

1、水面航行狀態;

2、半潛航行狀態,指揮塔圍殼和一小部分上甲板露出水面;

3、潛望深度航行狀態,潛艇潛入水下,潛望鏡露出水面觀察情況;

4、水下狀態,包括工作潛深、安全潛深、極限潛深等。

針對這4種狀態,潛艇要提供4檔不同的浮力和均衡能力。

三、潛艇下潛。

潛艇巡航水線以上的水密體積之和稱為儲備浮力,又等於全部主壓載水艙的淨容積,是潛艇浮力的重要指標。潛艇下潛,需要讓儲備浮力和縱傾角為0,或在要求範圍內。

1、正式出航之前,先進行均衡試驗,校正浮力和縱傾,檢查耐壓艇體水密性。

在半潛航行狀態下,向縱傾平衡水艙、調整水艙注入提前計算好的水量。如果有縱傾,就通過縱傾平衡水艙消除它。再將舯組壓載水艙注滿,用調整水艙消除剩餘浮力,等潛艇浮力、縱傾均衡後就可以出航了。

2、水面航行狀態下,向艏組壓載水艙和艉組壓載水艙注水,潛艇便會到半潛航行狀態。

3、再向舯組壓載水艙注水,潛艇便會潛望鏡深度航行狀態。

4、如果快潛水艙提前注滿了,要在潛望鏡深度之前用高壓氣體吹除,以防止潛速過快及難以操縱。

5、到達潛望鏡深度後,在螺旋槳推動下,潛艇艏艉水平舵、圍殼舵在水流作用下產生升力,潛艇就可以進一步下潛和機動了。

在水中航行時,燃油、滑油、淡水等可變載荷不斷消耗,發射魚雷、水雷等武器後,潛艇重量也會減輕,所以要隨時向相關水艙注入海水補重,以維持均衡。

四、潛艇上浮過程與下潛過程相反:

1、先靠潛艇動力和各舵面升力上浮到潛望鏡深度。

2、再用高壓空氣吸除舯組壓載水艙,使潛艇到達半潛狀態,指揮圍殼和部分上甲板露出水面。

▲“鱘魚”級潛艇在水面吹除壓載水艙

3、進一步用柴油機廢氣等中壓空氣(高壓空氣很珍貴)排空艏、艉組壓載水艙,潛艇就浮出水面了。

燃油倉和燃油壓載水倉,也是提供浮力的重要組成部分。燃油壓載水艙裝載附加燃油,航行時先將附加燃油用光,空出來的容積就可以作主壓載水艙用了。

五、緊急上浮。

常規狀態下,潛艇可以慢慢上浮,節約能源便於操控。當潛艇遇到爆破、艇體漏水等緊急情況時,就需要快速浮出水面。

▲緊急上浮

這時候就不考慮節約了,而是向所有主壓載水艙注入高壓空氣,快速吹除海水,同時艏艉水平舵調整到相應角度,將動力開到最大,在浮力和升力共同作用下,全力以赴衝出水面。這種保命絕技會經常演練,浮上來就是勝利。

綜上,潛艇上浮下潛雖然看似簡單,但實際上包含著非常複雜的計算、精確的均衡和嚴格的控制,才能擁有戰鬥力。一點點細微的疏忽,都可能讓潛艇失衡,引發嚴重事故。潛艇部隊的工作非常專業,非常危險,也非常辛苦,讓人敬重!


和風漫談


你好,我是齊奧爾科夫,我來回答這個問題。

根據阿基米德定律,船舶能浮在海面上,主要是依靠船舶的船體排開一定體積的海水產生的浮力來支持船舶浮在海面上。這前提條件是這一部分被排開的海水提供浮力必須大於船舶本身的重量。潛艇能浮在海面上或下潛到海中某一深度同樣也根據浮力的大小來決定:當浮力大於潛艇本身的重量時,潛艇就能浮出水面;當浮力小於潛艇本身的重量時,潛艇就能下潛;與浮力正好等於潛艇本身的重量時,潛艇就懸浮在水面下一定深度處。

潛艇上浮下沉示意圖

那麼如何調節浮力的大小?這正是潛艇構造的特點潛艇一般都在兩舷的雙層殼體內設置壓載水艙和一套操縱系統。該系統用於實現潛艇下潛上浮,水下均衡.保持和變換航向、深度等。潛艇主壓載水艙注滿水時,增加重量抵消其儲備浮力,即從水面潛入水下、用壓縮空氣把主壓載水艙內的水排出,重量減小,儲備浮力恢復,即從水下浮出水面,艇內設有專門的浮力調整水艙。用於注入或排出適量的水以調整因物資、彈藥的消耗和海水密度的改變而引起的潛艇水下浮力的變化。艇舷、艇艇還設有縱傾平衡水艙。通過調整舫、艉平衡水艙水量以消除潛艇在水下可能產生的縱傾。

艇艏(或指揮室圍殼處)和艉部各設有一對水平升降舵。用以操縱潛艇變換和保持所需要的潛航深度艇艇裝有螺旋槳和方向舵,保證潛艇航行和變換航向。多數的大型核潛艇艇艏水平舵在艦橋(指揮室),也有少數常規潛艇艏水平舵擁有此佈局。


齊奧爾科夫


潛水艇為什麼能在水中上下沉浮呢?

因為它的兩側有水艙。充水時潛艇下降;排水時潛艇上升。

排水靠的是壓縮空氣。

人們根據沉浮原理成功地製造了潛水艇,這種能在水下作戰的艦艇在歷次海戰中都顯示其戰鬥力,它能下潛離水面深達500米,具有良好的隱蔽性 和續航力,能從水下襲擊水面艦船和岸上目標,也能作偵察、佈雷和運輸等。最初,人們也是將石頭或鉛塊等重物裝進潛艇,使潛艇下沉,卸掉石頭或鉛使潛艇重浮 水面,這種潛艇當然不能下潛太深,而且費事,上浮後再要下潛,則又要從岸上取得石頭。 後來改進了,用浮箱充水取代石頭,使潛艇下沉,要上浮時,用壓縮空氣通入浮箱排水,並可通過調節使艇身周圍海水的比重相等就能保持潛艇在水中一定深度,不浮不沉,這種潛艇非但省事得多,而且可以控制潛水深度,自由沉浮。

現代又用核動力作為推進動力製成核潛艇,水中排水量達到萬噸以上,水下續航力達20萬海里,自持能力達2~3月。從原始的潛艇到現代的核潛艇都是以沉浮原理作為基礎。然而,早在人類出現以前,許多水中動物已經具有很好的潛水本領,具有令人讚歎的浮箱系統結構。

到海底去,除了要解決沉浮問題外,如何抵抗深海的巨大壓力也是要解決的。人平時所承受的大氣壓力約為每平方英寸15磅,而水下3000英 尺深度的壓力達到每平方英寸四分之三噸。用作科學考察的美國特里斯特號深海潛艇能下潛35800英尺,那裡的壓力超過每平方英寸16000磅,仍然有魚類 活動。

為了抗壓,潛艇的外殼大都採用抗高壓合金鋼;特里斯特號的乘客艙的外殼厚度達到7英寸。然而,不管是烏賊還是魚的皮膚與它相比又是顯得多麼薄,深海 潛水艇的沉浮系統沒有采用浮箱,而是用一艘充滿比水輕的航空汽油的“氣船”,它既能沉浮又能抵抗深海的巨大壓力,球形的乘客艙連接在“氣船”的下面。有一 種深海烏賊叫酸漿烏賊,它具有類似深海潛艇所用的“氣船”的構造。大多數烏賊的體腔都已退化成圍心腔、腎管內腔和生殖腺外面的囊腔等,而酸漿烏賊還存留有 真體腔的地方,腔內充滿一種比水還輕的含氨液體。這個低密度液體“氣船”幫助酸漿烏賊上浮,並起有抵抗深海壓力的作用。

核潛艇與常規潛艇的沉浮原理一樣。

潛艇為什麼能在水中下潛、上浮,甚至懸停呢?

這主要與重力和浮力有關。根據“浮性定律”(或阿基米德定律),任何物體在液體中都會受到浮力的作用,浮力的大小等於物體本身所排開液體的重量。當物體的重量大於浮力時它就會下沉;小於浮力時就會上浮;等於浮力時就會懸停在液體中,這兩個力大小相等,但方向正好相反。

潛 艇在水中時,這兩種力也都會作用在潛艇上。如上所述,潛艇本身的重量叫做重力,潛艇入水部分所排開海水的重量叫做浮力,要使潛艇下潛只要使它的重量大於它 的浮力就行了,那麼怎樣增加潛艇的重量呢?在潛艇上都設有壓載水艙,只要往空的壓載水艙裡注水,潛艇就變重了,這時潛艇的重量就會大於它排開水的重量(即 大於浮力),潛艇就逐漸下潛。

當潛艇正常上浮時,用高壓空氣分步驟把壓載水艙裡的水擠出去,使之充滿了空氣,使潛艇在水下的重量減輕了,當潛艇的重量小於它同體積的水的重量時(即小於浮力時),潛艇就會上浮,直至浮出水面。

另外,也可以採用操舵的方法將航行中的潛艇調整到距水面30米的安全深度(安全深度是為了防止與水面船隻碰撞的限制深度),繼續上浮到10—30米深度時是危險深度,上浮到10米左右時屬於潛望深度,到達潛望深度後就可以排水上浮了。

潛 艇下潛和上浮的原理就跟魚類差不多,魚兒腹中有一種可充滿氣體的囊狀鰾,其作用類似於潛艇上的壓載水艙,是魚在水中沉浮的主要調節器官。當魚要下沉時,擠 出魚鰾中的氣體(潛艇是向壓載水艙裡注水),使身體的重量加重;相反,魚要上浮時,通過攝取水中的氣體來充滿魚鰾,使身體的重量減輕。


就是個諞talk


說起潛艇的沉浮原理有說不完的話題,由此衍生出來的作戰戰術和潛艇設計更是千變萬化。潛艇之所以能沉到海里是因為它可以靈活控制潛艇的“重力大小”,因為潛艇自身的浮力是不變的所以重力小於浮力就會上升、大於浮力就會下降、等於浮力就會懸浮在水中。又因為不同深度的物體承受的浮力是不一樣的,所以潛艇下潛的深度有一定極限。鯨魚通過排出肺部的海水形成真空來減小體重讓自己上浮,潛水艇的“水櫃”也可以通過排水和進水控制體重實現沉浮。

當水櫃進水後潛艇體重就會升高,而他的排水量在潛入水中之後就不會再改變,因此浮力也不會再改變,在大於浮力的重力作用下就會讓潛艇下沉。而且潛水艇的水櫃進水口一般靠近潛艇艏部,所以當艇長下令下潛時水手都會以最快的速度跑到潛艇內的最前部,其目的是將潛艇的重心轉移到靠近水櫃進水口的位置,這時候潛艇就像跳水運動員一樣鑽入水中,以最快的速度下潛,這種戰術可以讓潛水艇以最快的時間逃離水面反潛武器的打擊,安全脫離戰場,在很多潛艇戰電影中都可以看到這種戰術。

此外,潛水艇活動在冰封海域時也可以利用突然的浮力改變衝破冰面,到達冰面以上的潛艇才能進行換氣工作。尤其是活動在北冰洋裡的俄羅斯潛艇必須要具備這種衝破冰面的技術,除了對潛艇指揮塔和表面部分加固之外,控制浮力也是很重要的。衝出冰面時必須儘可能快的將水櫃中的水排淨,在水下為潛艇爭取最大的加速度和最長的加速距離,因此現代化潛艇的水櫃排水口不止一個,可以保證在最短的時間內排空水櫃裡的水。

上文說到,自動控制浮力是潛艇沉浮的主要動力,那嗎浮力的最大值越大潛艇就越不容易沉沒,;而最小浮力就更容易下潛,這就取決於潛水艇水櫃的空間大小。採用單艇殼設計的歐美潛艇留給水櫃的安裝空間很小,因此浮力跳動範圍非常的小,這被稱為儲備浮力,而俄羅斯潛艇熱衷於雙艇殼設計,這也是為了增加儲備浮力的舉措,因此體型巨大的雙艇殼潛艇是最安全、最不容易沉沒的潛艇。


利刃號


筒單說,潛艇的浮沉是依據阿基米德定理,受到的浮力=排開水的重量,

深入一點探討,又分為鯨式(水櫃)沉浮與鯊式(助力)沉浮。

水櫃注水排水是主力,一般用壓縮氣體,是粗調,可上浮,下沉,懸浮,抬頭,低頭,用艇身不同位置的水櫃注水量調控。但總體反應遲鈍。遇到水下斷崖,往往來不及反應。造成掉深。

所以又發明了鯊式(胸鰭助力)

在鯨式平衡的基礎上,在胸鰭部位加一對助力矢量助推,一對助力矢量旋槳無軸泵,進行靈敏微調,

俄羅斯鯨鯊級就是這類。

有了鯊式(胸鰭矢量助力)就可以應對水下斷崖,也可水底轉小急彎,靈活機動。









AUTUYT


潛水艇是一種既能在水面航行、又能潛伏於水中進行活動的軍艦。它以其特有的隱蔽性、強大的攻擊力、使用的靈活性以及越來越高的技術含量,使海洋戰場的作戰範圍由水面擴展至水下,使海戰樣式日趨複雜、殘酷。
潛水艇的浮沉原理來自阿基米德定律。任何物體在液體中都會受到浮力的作用,浮力的大小等於這個特體所排開液體的重量。當物體重量大於浮力時,物體就下沉;當物體重量小於浮力時就上浮;當物體重量等於浮力時就在液體中懸著。


目前約有50多個國家發行了200多種潛水艇專題郵票,此外還有一些相關的郵戳和郵政用品,從中可以看到潛水艇的發展史。
最初的潛艇
1578年,英國人威廉·伯恩出版了一本關於潛艇理論的書。1620年,荷蘭一位名叫科尼利斯·德佈雷的物理學家,根據伯恩的理論研製了一艘世界上最早的潛艇。這艘潛艇可裝載12名水手,用槳推進。船體用木框做成,外面蒙著塗了油的牛皮,能下潛到水下15英尺左右。船體內裝有作為壓縮水艙的羊皮囊,下潛時往羊皮囊中注水,上浮時則將水從羊皮囊中擠出。


酒後的瘋度


你好,這裡要簡單說一下潛艇的大致原理:

潛艇一般的噸位都在百噸千噸,但這是按照排水量說的。中學物理我們知道水是有浮力的,水的浮力大小接近於與物體體積相等的水的重量。

一艘潛艇不可能是實心的,人需要活動的空間,武器需要存儲的空間,還要預留出其他空間安裝各種設備和動力系統。製造潛艇的材料無論是什麼,其密度都比水要大很多,所以潛艇裡面如果灌滿水(潛艇當然不會變瘦或變胖),重量肯定會大於等體積的水的重量,自然就會下沉。

而潛艇中有一個一個的隔斷,專門用來存放海水,根本不用全部灌滿,重量就會超過等體積的水的重量;而全部隔斷中的水排空的時候,肯定就不會下沉了。

此外,潛艇還有尾部的尾槳用來控制潛艇在水中上下左右的動作,但是其上浮和下潛一定要通過給潛艇減重和增重的過程來實現。


文軍強


因為它的兩側有水艙。充水時潛艇下降;排水時潛艇上升。排水靠的是壓縮空氣。人們根據沉浮原理成功地製造了潛水艇,這種能在水下作戰的艦艇在歷次海戰中都顯示其戰鬥力,它能下潛離水面深達500米,具有良好的隱蔽性和續航力,能從水下襲擊水面艦船和岸上目標,也能作偵察、佈雷和運輸等。最初,人們也是將石頭或鉛塊等重物裝進潛艇,使潛艇下沉,卸掉石頭或鉛使潛艇重浮水面,這種潛艇當然不能下潛太深,而且費事,上浮後再要下潛,則又要從岸上取得石頭。後來改進了,用浮箱充水取代石頭,使潛艇下沉,要上浮時,用壓縮空氣通入浮箱排水,並可通過調節使艇身周圍海水的比重相等就能保持潛艇在水中一定深度,不浮不沉,這種潛艇非但省事得多,而且可以控制潛水深度,自由沉浮。現代又用核動力作為推進動力製成核潛艇,水中排水量達到萬噸以上,水下續航力達20萬海里,自持能力達2~3月。從原始的潛艇到現代的核潛艇都是以沉浮原理作為基礎。然而,早在人類出現以前,許多水中動物已經具有很好的潛水本領,具有令人讚歎的浮箱系統結構。到海底去,除了要解決沉浮問題外,如何抵抗深海的巨大壓力也是要解決的。人平時所承受的大氣壓力約為每平方英寸15磅,而水下3000英尺深度的壓力達到每平方英寸四分之三噸。用作科學考察的美國特里斯特號深海潛艇能下潛35800英尺,那裡的壓力超過每平方英寸16000磅,仍然有魚類活動。為了抗壓,潛艇的外殼大都採用抗高壓合金鋼;特里斯特號的乘客艙的外殼厚度達到7英寸。然而,不管是烏賊還是魚的皮膚與它相比又是顯得多麼薄,深海潛水艇的沉浮系統沒有采用浮箱,而是用一艘充滿比水輕的航空汽油的“氣船”,它既能沉浮又能抵抗深海的巨大壓力,球形的乘客艙連接在“氣船”的下面。有一種深海烏賊叫酸漿烏賊,它具有類似深海潛艇所用的“氣船”的構造。大多數烏賊的體腔都已退化成圍心腔、腎管內腔和生殖腺外面的囊腔等,而酸漿烏賊還存留有真體腔的地方,腔內充滿一種比水還輕的含氨液體。這個低密度液體“氣船”幫助酸漿烏賊上浮,並起有抵抗深海壓力的作用。


獨自流浪



潛艇的浮潛依靠前後二個壓水艙和高壓空氣壓縮機組來控制。當艇長髮出下潛指令時,由值班軍官控制一個光陣系列指示牌來操縱。現在的核潛艇水下排水量達上萬噸,如果你是第一次出航,肯定會被那聲音嚇到。開始下潛,水艙進水的聲音就像上萬個抽水馬桶同時沖水一樣驚人。值班軍官面前的光陣顯示已到達預定深度時,就停止放水,通過前後水艙調節,將艇身配平。如艇長髮出上浮的命令,值班軍官將開啟高壓空氣壓縮機組,將水艙內的水排出艇外,艇就起浮了。說的過程很簡單,實際操作是必須全神貫注,一人操縱,另一人在旁監控,嚴格按照操作程序進行。以防萬一誤操作釀成大事故。曾經有發生過炊事班把食物殘餘處理過程中,因為值班軍官沒注意,內管沒注水就打開外管門閥,結果造成潛艇沉沒的慘烈事故。


手機用戶崔永方


艇長:15°下潛。

小兵:一號水櫃注水三分之一下潛。。。。。。。。。。。。。。。

艇長:緊急上浮!

小兵:全部水櫃排空,全速上浮。


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