大海的呼喚123smnop

深海潛航器為了特定的下潛深度，從設計理論、選材到施工都經歷的過專門的研究，特別設計了耐壓結構，當然不會被壓扁。

▲雙殼體潛艇結構示意

這一點可以參考普通軍用雙殼體潛艇的輕質外殼來理解，比如說俄羅斯建造的絕大多數核潛艇和常規潛艇，都是雙殼體，但是隻有內層殼體是耐壓殼（紅圈），外層殼體（黃圈）是一種壁厚較薄非耐壓結構。那麼在正常使用過程中（雖然最大潛深一般只有幾百米），雙殼體潛艇的外殼並沒有被海水壓變形吧？這是因為這種潛艇的輕質外殼除了極個別地方以外，都是通海的，下潛時與海水想通，所以也就不承載海水壓力。而其耐壓殼體內因為要安裝各種設備、承載人員活動，所以必須是一個密閉常壓空間，那麼當下潛到海面以下時（每下潛10米，殼體外大約增加一個大氣壓），耐壓殼內外就會形成壓力差，下潛得越深承受的壓力就越大，因此“想要海中被壓扁，首先你得是一個密封空心結構才行”。至於坦克在設計的時候，不會去考慮深潛密封性，所以很快就會因密封破壞、湧入海水而達到內外壓力平衡，此時坦克的結構會受到一定程度的破壞，但是達不到被壓扁的程度，你就把他當成一個“四處漏水”的非耐壓殼體就完事了。

▲“蛟龍”號載人深海潛航器

其實現代的深海潛航器整體上也分為耐壓結構和非耐壓結構，耐壓結構提供密閉常壓艙體，主要是為乘員和儀器設備提供常壓環境的載人艙；非耐壓結構由外部框架和輕殼體組成，主要是為耐壓艙、儀器設備、穩定翼、回收吊放裝置、浮力塊等提供安裝、固定基礎，並且用輕外殼構成潛航器的水動力線性。所以，一般情況下你可以把深海潛航器的耐壓和非耐壓結構與雙殼體潛艇相比較。

▲“蛟龍”號深潛器的結構示意圖

此外，世界上並沒有那麼多深度超過萬米的地方，下潛深度達到6500米的深潛器，基本上就可以覆蓋全球99%海域作業環境。目前，絕大多數工作深度超過800米的載人深潛器耐壓殼體都採用球形，並且多采用鈦合金材料，具備很高的強度和耐腐蝕能力。

▲球形耐壓殼體

深海的潛水器耐壓殼，經過理論設計、數學模型建立、選材、試驗、製造工藝保障等內內外外複雜流程，確保了其從理論到實踐能夠滿足在特定深度海水中正常工作的極限強度和可靠性。其中涉及的各種學科並不比載人航天少多少，單單是材料一方面就經過了幾十年的進步。要知道，光是我國的“蛟龍”號載人深潛器，就經歷了10年申請立項、10年研製試驗的漫長曆程，為了確保在深海中安全作業，其科研歷程不可謂不艱辛。

▲耐壓殼體的評價指標體系

1964年，美國建成的Alvin潛水器，使用HY-100鋼建造耐壓殼體（也就是一般軍用潛艇使用的鋼材），雖然採用了各種加強結構並且殼體體積比一般潛艇小的多，但是最大下潛深度也不超過2000米。1972年，美國使用50毫米厚的Ti6Al2Nb1Ta-0.8Mo鈦合金製成了與原來HY-100球殼一致的新耐壓殼體，替換安裝到Alvin潛水器上，使其下潛深度超過了3600米。日本在上世界80年代末研製的“深海6500”深潛器，使用Ti-6Al-4VELI鈦合金製造耐壓球殼，並使用純鈦角鋼材料製作骨架，下潛深度可以達到6500米。目前，有些國家已經開始研製、使用耐壓陶瓷材料來製造耐壓殼，其耐壓性能更為優越。

▲日本深海6500深潛器結構

關於深海潛航器耐壓結構的其他知識，我們以後再講吧，總之就是用合適的材料、合理的結構、科學的製造工藝，保障深潛器耐壓殼有足夠的耐壓能力和可靠性，所以在其設計極限深度範圍內，不會被壓扁。當然，與其使用工況也有一定關係，比如急速下潛、急速回收，也可能破壞其耐壓結構穩定性。

裝備空間

海底萬米絕對不會將坦克壓扁，這一點，你多慮了，因為坦克從來就不是一個完全氣密結構，內外有聯通孔道，海水灌進去，內外壓力平衡，在地面什麼樣子，沉到了11000米深的海溝，還是什麼樣子，絕對保持威武雄壯，氣死你！

（這是二戰坦克，在海底幾十年了，壓扁了麼？）

在沉入海底的過程中，坦克內外的油路、液壓管道、電氣管道由於有相對封閉空間，會被壓裂，發生漏油，其餘無礙，不過拽上來也無法開動了。當然，你非得較真，炮彈可是密封的，可以被壓扁，萬一正好壓到引信，導致爆炸，不在此例，謝謝。

你看看，蛟龍號下潛到7000米，帶下去的塑料籃子都是好好的，為啥子會這樣？不是應該被壓碎麼？可惜，籃子是開放空間構造，固體很難壓縮了，坦克殼體也是如此，要不然，海底就不會出現石頭，巨大的水壓會壓碎一切，都成了海底泥了，撈上來，直接抹臉上，護膚極品！別做夢了。

蛟龍號能夠潛到海底，排水量是72立方米，內部空間是10立方米左右，這中間的差異就是鈦合金材料的體積，超過22噸的鈦合金啊，以及其他動力設施，這都是高強度的結構支撐著，否則早壓扁了。

向蛟龍號勇士致敬！

諸葛小村姑

為什麼坦克壓不扁

有一件事需要了解一下：水深每增加10米基本上相當於增加了一個大氣壓。這樣計算一下海底萬米深度實際上可以達到將近1000倍的大氣壓力。

標準的大氣壓為101.325KPa，也就是說在海底10000米的深度海水壓力可以達到100MPa以上。

從數值上來看的確是可以把坦克壓扁，畢竟目前的鍛造鋼鐵的大型水壓機也就只是35MPa左右的壓力。深海壓力實際已經達到了超大型水壓機的能力範疇了。

但要知道有一點就是坦克是一個非密封機構，在進入海中的一瞬間水就充斥到坦克內部形成了壓力平衡。這樣坦克的大部分結構是毫無壓力的，壓不扁。

其次為什麼密封的深潛器也壓不扁？

我們先來看一個潛艇的結構。

無論是雙層殼體的潛艇還是單層殼體的潛艇這裡面的“層”的概念並不是指薄薄的一層鋼板。

而是一種複合結構，是帶有龍骨的。

當外界的壓力均勻的施加到潛艇外殼上的時候，潛艇外殼會產生形變。但形變的應力模量會均勻的傳遞到平行於殼體的龍骨山，這時，垂直於潛艇殼體的壓力就會在環形的龍骨上相互抵消掉。簡單的說——豎向的力轉化為了橫力。

這種結構即便是一個外殼厚度只有0.38毫米的雞蛋也是可以扛住1000米深海水的壓力的。

說回深潛器，深潛器的結構也有點類似於蛋殼，通過拱形結構將壓力分散到整體結構上因此在水下也是可以保證不被壓扁的。

最後說一個典型的問題

為什麼深潛器還不能潛到無限深度？

這好像是一個悖論的問題，目前人類的小型深潛器的確可以潛到海底1萬米左右的深度，但潛艇目前最大潛深卻只有600米。而且就目前而言，即便我們的深潛器做的如何結實也很難繼續再往更深的海底（當然海底最深也就是11000米）繼續下潛。

原因其實很簡單——加工精度。剛剛我們提到了潛水器是依靠結構進行壓力分解的，但在巨大的壓力下一點點的裝配誤差就會導致壓力分佈不均勻。這樣這些不均勻的受力點就是首先崩潰的故障點。

就象雞蛋一樣，破了一個小點，那麼整體也就失去了抗壓作用。

軍武數據庫

結構的變形，跟外力的大小，跟材料自身的強度，以及結構的具體形式有關。在同樣的外力和材料條件下，那麼結構的具體形式就是變形的決定性因素了。下面，我就從力學的角度，詳細講解下坦克或者潛水器是否被壓扁的問題。

1、基本力學原理

我們知道，現實世界中，萬物皆可壓，也不存在剛體。所有的固體材料都是變形體，區別就在於變形量的大小。比如美麗的鑽石（下圖）變形就非常小，而橡皮變形非常大。假如把這兩者做成同樣的形狀，扔進大海後，鑽石的變形肯定比橡皮小的多。這種材料本身具備的性質，學術上用彈性模量來衡量。彈性模量越大，就越難以發生變形。所以，鑽石的彈性模量比橡皮的大很多。

此外，對於同樣的材料，比如橡皮筋。我們在拉它的時候，如果用的力越大，那麼它就會變得越長，如下圖。所以，變形跟外力也是正相關的。

另外，在工程中，我們也經常能見到一些結構（建築、機器等），發現一些關鍵位置，受力比較大的，這些位置的零件就會比其他部位的更結實，也就是說，更加厚、更加粗。這就是結構自身尺寸對變形的影響，越厚越粗，變形也就越小

2、坦克壓縮問題

實際上，坦克這種車體，適用於地面，所以對密封沒有要求。也就是說，坦克是個完全開放的空間，進入萬米水深後，水會順著縫隙進入坦克內部，甚至可以說水充斥著整個坦克的內部，於是無論哪個位置，坦克本體收到的水壓處處相等。下圖即為新聞播報的坦克入水情況。

萬米水下，水壓約為100MPa，對於製作坦克的金屬來說，100MPa實在是小意思。普通的金屬，比如Q235，其屈服極限就遠超100MPa。所以，萬米深的水壓，根本壓不潰金屬實體。對坦克來講，由於水壓充斥整個空間，所以實際受壓的是金屬實體，不是金屬結構了。

3、潛水艇的壓縮問題

潛水艇必須是密封的，如下圖。我們會發現，潛水艇的橫截面是圓形的。其實，這就正是為了分散水壓而特別設計的。水壓是均勻的，分散在物體的表面。而圓形的結構，能夠很好地分散這些水壓。就像雞蛋似乎很容易破碎，但是想要握碎雞蛋，卻需要較大的力。

萬米水下，水壓100MPa，潛水艇內部是一個標準大氣壓，約0.1MPa。內外壓力相差1000倍。這麼巨大的壓差，對潛水艇是個非常嚴峻的考驗。儘管金屬材料強度極限遠超外界水壓，但是由於潛水艇結構不是一整陀鐵疙瘩，內部有較大的空間，就像一個“薄殼”雞蛋一樣。水壓作用下，內層產生應力，而且這個應力遠超外界水壓，這其實也正是應力集中現象的體現。殼越薄，這個應力會越大。為了能夠承受水壓，必須將潛水艇做的非常厚。

實際上，深潛萬米，太難了。我國的蛟龍號最大深度是7020m，還差3000米。為何難以實現呢？最重要的原因就在於結構上，為了抗萬米水壓，潛水艇必須做的非常厚，這就造成空間必然狹小。另外，潛水艇畢竟不是一個完整的殼子，有很多的接縫，這些都是薄弱環節。為了保證密封，這些接縫處都有自己的承受的最大水壓。

4、總結

相信通過上面的解釋，應該從理論上了解了壓縮變形的幾大因素：外力、材料、結構。具體來講，潛水艇之所以不被壓扁，是其結構較厚，把水壓分散的比較開。

力學Nerd王小胖

首先是承壓結構，其次是材料強度

球形是是最合理的外壓承受結構。均勻厚壁厚的空心球的殼體在外壓作用下不存在局部應力集中，只要其最大壓應力不超過材料的最大允許強度時，不會被壓扁。

而坦克（外殼全密封起來）在承受外壓時是非均勻的極，存在應力集中，在壓力不高時這些地方的壓應力就會超過坦克鋼材的最允許應力，自然就壓扁了。

小編的題目中錯誤的把受外壓結構形式和材料強度混淆了，並不是強度最大的材料就能承受很大的外壓力，而是承壓結構形式和材料強度共同的結果。

初中、高中的物理課和化工壓力容器課程中都有的知識哈。

redfoxen

潛水艇說明白了就是潛入水下的船隻，在設計的時候，都有它的設計壓力，好像蓋樓能達到幾級抗震，只要不超過它的設計時的壓力，就不會被水壓給壓癟，當然你問的是能否壓扁，只要超過了他的設計極限，當然可以壓扁。

防雷設備生產廠家

是哪個缺德的人告訴你坦克進海底就變畫片了？等等，你是一個學文科的吧，要不這個初中物理常識不應該不知道啊！學渣？弱智？謝謝

Jerryli63267726

潛水艇入水是隔絕艇內外環境，艇殼阻止水進入，殼體要承受水壓。坦克扔到海底也壓不扁。因為坦克進水了，內外壓力差平衡了。這個問題好比人的皮膚表面積是兩平方米，大氣壓是100000帕，人體表面要承受20萬牛頓的壓力，好像20噸的重物壓在人身上，人為什麼沒有被壓死。

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