潜艇是怎么上下沉浮的?

不进攻不投降


潜艇的绝招就是在大海中下潜、上浮,由此获得绝佳的隐蔽性。

潜艇下潜上浮的原理很简单:就像个密封铁盒子,通过增加减少盒子里的水量,改变整体重力和浮力。重力大于浮力,潜艇潜入水下;重力小于浮力,潜艇浮出水面;二者相等,潜艇悬浮。


虽然看似简单,但实际上潜艇下潜、上浮非常复杂,涉及到复杂的计算、精确的均衡和严格的控制。

潜艇不是潜下去就完事了,它在水下不能过度纵倾,也不能横倾,要保持均衡。否则头上尾下、头下尾上或身子偏向一边,都不能正常航行和战斗。

一、为达到均衡,潜艇有很多个水舱共同工作。

包括:主压载水舱、浮力调整水舱、纵倾均衡水舱、快潜水舱、燃油压载水舱、燃油舱、武器补重水舱、鱼雷环形间隙水舱、淡水舱和污水舱等。

大型潜艇有6~12个主压载水舱,分布在潜艇纵轴和左右两舷,又分成艏组压载水舱、舯组压载水舱、艉组压载水舱三部分,是潜艇最重要的浮力控制设备。

二、潜艇有4种工作状态:

1、水面航行状态;

2、半潜航行状态,指挥塔围壳和一小部分上甲板露出水面;

3、潜望深度航行状态,潜艇潜入水下,潜望镜露出水面观察情况;

4、水下状态,包括工作潜深、安全潜深、极限潜深等。

针对这4种状态,潜艇要提供4档不同的浮力和均衡能力。

三、潜艇下潜。

潜艇巡航水线以上的水密体积之和称为储备浮力,又等于全部主压载水舱的净容积,是潜艇浮力的重要指标。潜艇下潜,需要让储备浮力和纵倾角为0,或在要求范围内。

1、正式出航之前,先进行均衡试验,校正浮力和纵倾,检查耐压艇体水密性。

在半潜航行状态下,向纵倾平衡水舱、调整水舱注入提前计算好的水量。如果有纵倾,就通过纵倾平衡水舱消除它。再将舯组压载水舱注满,用调整水舱消除剩余浮力,等潜艇浮力、纵倾均衡后就可以出航了。

2、水面航行状态下,向艏组压载水舱和艉组压载水舱注水,潜艇便会到半潜航行状态。

3、再向舯组压载水舱注水,潜艇便会潜望镜深度航行状态。

4、如果快潜水舱提前注满了,要在潜望镜深度之前用高压气体吹除,以防止潜速过快及难以操纵。

5、到达潜望镜深度后,在螺旋桨推动下,潜艇艏艉水平舵、围壳舵在水流作用下产生升力,潜艇就可以进一步下潜和机动了。

在水中航行时,燃油、滑油、淡水等可变载荷不断消耗,发射鱼雷、水雷等武器后,潜艇重量也会减轻,所以要随时向相关水舱注入海水补重,以维持均衡。

四、潜艇上浮过程与下潜过程相反:

1、先靠潜艇动力和各舵面升力上浮到潜望镜深度。

2、再用高压空气吸除舯组压载水舱,使潜艇到达半潜状态,指挥围壳和部分上甲板露出水面。

▲“鲟鱼”级潜艇在水面吹除压载水舱

3、进一步用柴油机废气等中压空气(高压空气很珍贵)排空艏、艉组压载水舱,潜艇就浮出水面了。

燃油仓和燃油压载水仓,也是提供浮力的重要组成部分。燃油压载水舱装载附加燃油,航行时先将附加燃油用光,空出来的容积就可以作主压载水舱用了。

五、紧急上浮。

常规状态下,潜艇可以慢慢上浮,节约能源便于操控。当潜艇遇到爆破、艇体漏水等紧急情况时,就需要快速浮出水面。

▲紧急上浮

这时候就不考虑节约了,而是向所有主压载水舱注入高压空气,快速吹除海水,同时艏艉水平舵调整到相应角度,将动力开到最大,在浮力和升力共同作用下,全力以赴冲出水面。这种保命绝技会经常演练,浮上来就是胜利。

综上,潜艇上浮下潜虽然看似简单,但实际上包含着非常复杂的计算、精确的均衡和严格的控制,才能拥有战斗力。一点点细微的疏忽,都可能让潜艇失衡,引发严重事故。潜艇部队的工作非常专业,非常危险,也非常辛苦,让人敬重!


和风漫谈


你好,我是齐奥尔科夫,我来回答这个问题。

根据阿基米德定律,船舶能浮在海面上,主要是依靠船舶的船体排开一定体积的海水产生的浮力来支持船舶浮在海面上。这前提条件是这一部分被排开的海水提供浮力必须大于船舶本身的重量。潜艇能浮在海面上或下潜到海中某一深度同样也根据浮力的大小来决定:当浮力大于潜艇本身的重量时,潜艇就能浮出水面;当浮力小于潜艇本身的重量时,潜艇就能下潜;与浮力正好等于潜艇本身的重量时,潜艇就悬浮在水面下一定深度处。

潜艇上浮下沉示意图

那么如何调节浮力的大小?这正是潜艇构造的特点潜艇一般都在两舷的双层壳体内设置压载水舱和一套操纵系统。该系统用于实现潜艇下潜上浮,水下均衡.保持和变换航向、深度等。潜艇主压载水舱注满水时,增加重量抵消其储备浮力,即从水面潜入水下、用压缩空气把主压载水舱内的水排出,重量减小,储备浮力恢复,即从水下浮出水面,艇内设有专门的浮力调整水舱。用于注入或排出适量的水以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。艇舷、艇艇还设有纵倾平衡水舱。通过调整舫、艉平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。

艇艏(或指挥室围壳处)和艉部各设有一对水平升降舵。用以操纵潜艇变换和保持所需要的潜航深度艇艇装有螺旋桨和方向舵,保证潜艇航行和变换航向。多数的大型核潜艇艇艏水平舵在舰桥(指挥室),也有少数常规潜艇艏水平舵拥有此布局。


齐奥尔科夫


潜水艇为什么能在水中上下沉浮呢?

因为它的两侧有水舱。充水时潜艇下降;排水时潜艇上升。

排水靠的是压缩空气。

人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇,这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力,它能下潜离水面深达500米,具有良好的隐蔽性 和续航力,能从水下袭击水面舰船和岸上目标,也能作侦察、布雷和运输等。最初,人们也是将石头或铅块等重物装进潜艇,使潜艇下沉,卸掉石头或铅使潜艇重浮 水面,这种潜艇当然不能下潜太深,而且费事,上浮后再要下潜,则又要从岸上取得石头。 后来改进了,用浮箱充水取代石头,使潜艇下沉,要上浮时,用压缩空气通入浮箱排水,并可通过调节使艇身周围海水的比重相等就能保持潜艇在水中一定深度,不浮不沉,这种潜艇非但省事得多,而且可以控制潜水深度,自由沉浮。

现代又用核动力作为推进动力制成核潜艇,水中排水量达到万吨以上,水下续航力达20万海里,自持能力达2~3月。从原始的潜艇到现代的核潜艇都是以沉浮原理作为基础。然而,早在人类出现以前,许多水中动物已经具有很好的潜水本领,具有令人赞叹的浮箱系统结构。

到海底去,除了要解决沉浮问题外,如何抵抗深海的巨大压力也是要解决的。人平时所承受的大气压力约为每平方英寸15磅,而水下3000英 尺深度的压力达到每平方英寸四分之三吨。用作科学考察的美国特里斯特号深海潜艇能下潜35800英尺,那里的压力超过每平方英寸16000磅,仍然有鱼类 活动。

为了抗压,潜艇的外壳大都采用抗高压合金钢;特里斯特号的乘客舱的外壳厚度达到7英寸。然而,不管是乌贼还是鱼的皮肤与它相比又是显得多么薄,深海 潜水艇的沉浮系统没有采用浮箱,而是用一艘充满比水轻的航空汽油的“气船”,它既能沉浮又能抵抗深海的巨大压力,球形的乘客舱连接在“气船”的下面。有一 种深海乌贼叫酸浆乌贼,它具有类似深海潜艇所用的“气船”的构造。大多数乌贼的体腔都已退化成围心腔、肾管内腔和生殖腺外面的囊腔等,而酸浆乌贼还存留有 真体腔的地方,腔内充满一种比水还轻的含氨液体。这个低密度液体“气船”帮助酸浆乌贼上浮,并起有抵抗深海压力的作用。

核潜艇与常规潜艇的沉浮原理一样。

潜艇为什么能在水中下潜、上浮,甚至悬停呢?

这主要与重力和浮力有关。根据“浮性定律”(或阿基米德定律),任何物体在液体中都会受到浮力的作用,浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量。当物体的重量大于浮力时它就会下沉;小于浮力时就会上浮;等于浮力时就会悬停在液体中,这两个力大小相等,但方向正好相反。

潜 艇在水中时,这两种力也都会作用在潜艇上。如上所述,潜艇本身的重量叫做重力,潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力,要使潜艇下潜只要使它的重量大于它 的浮力就行了,那么怎样增加潜艇的重量呢?在潜艇上都设有压载水舱,只要往空的压载水舱里注水,潜艇就变重了,这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量(即 大于浮力),潜艇就逐渐下潜。

当潜艇正常上浮时,用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去,使之充满了空气,使潜艇在水下的重量减轻了,当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时(即小于浮力时),潜艇就会上浮,直至浮出水面。

另外,也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深度(安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度),继续上浮到10—30米深度时是危险深度,上浮到10米左右时属于潜望深度,到达潜望深度后就可以排水上浮了。

潜 艇下潜和上浮的原理就跟鱼类差不多,鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔,其作用类似于潜艇上的压载水舱,是鱼在水中沉浮的主要调节器官。当鱼要下沉时,挤 出鱼鳔中的气体(潜艇是向压载水舱里注水),使身体的重量加重;相反,鱼要上浮时,通过摄取水中的气体来充满鱼鳔,使身体的重量减轻。


就是个谝talk


说起潜艇的沉浮原理有说不完的话题,由此衍生出来的作战战术和潜艇设计更是千变万化。潜艇之所以能沉到海里是因为它可以灵活控制潜艇的“重力大小”,因为潜艇自身的浮力是不变的所以重力小于浮力就会上升、大于浮力就会下降、等于浮力就会悬浮在水中。又因为不同深度的物体承受的浮力是不一样的,所以潜艇下潜的深度有一定极限。鲸鱼通过排出肺部的海水形成真空来减小体重让自己上浮,潜水艇的“水柜”也可以通过排水和进水控制体重实现沉浮。

当水柜进水后潜艇体重就会升高,而他的排水量在潜入水中之后就不会再改变,因此浮力也不会再改变,在大于浮力的重力作用下就会让潜艇下沉。而且潜水艇的水柜进水口一般靠近潜艇艏部,所以当艇长下令下潜时水手都会以最快的速度跑到潜艇内的最前部,其目的是将潜艇的重心转移到靠近水柜进水口的位置,这时候潜艇就像跳水运动员一样钻入水中,以最快的速度下潜,这种战术可以让潜水艇以最快的时间逃离水面反潜武器的打击,安全脱离战场,在很多潜艇战电影中都可以看到这种战术。

此外,潜水艇活动在冰封海域时也可以利用突然的浮力改变冲破冰面,到达冰面以上的潜艇才能进行换气工作。尤其是活动在北冰洋里的俄罗斯潜艇必须要具备这种冲破冰面的技术,除了对潜艇指挥塔和表面部分加固之外,控制浮力也是很重要的。冲出冰面时必须尽可能快的将水柜中的水排净,在水下为潜艇争取最大的加速度和最长的加速距离,因此现代化潜艇的水柜排水口不止一个,可以保证在最短的时间内排空水柜里的水。

上文说到,自动控制浮力是潜艇沉浮的主要动力,那吗浮力的最大值越大潜艇就越不容易沉没,;而最小浮力就更容易下潜,这就取决于潜水艇水柜的空间大小。采用单艇壳设计的欧美潜艇留给水柜的安装空间很小,因此浮力跳动范围非常的小,这被称为储备浮力,而俄罗斯潜艇热衷于双艇壳设计,这也是为了增加储备浮力的举措,因此体型巨大的双艇壳潜艇是最安全、最不容易沉没的潜艇。


利刃号


筒单说,潜艇的浮沉是依据阿基米德定理,受到的浮力=排开水的重量,

深入一点探讨,又分为鲸式(水柜)沉浮与鲨式(助力)沉浮。

水柜注水排水是主力,一般用压缩气体,是粗调,可上浮,下沉,悬浮,抬头,低头,用艇身不同位置的水柜注水量调控。但总体反应迟钝。遇到水下断崖,往往来不及反应。造成掉深。

所以又发明了鲨式(胸鳍助力)

在鲸式平衡的基础上,在胸鳍部位加一对助力矢量助推,一对助力矢量旋桨无轴泵,进行灵敏微调,

俄罗斯鲸鲨级就是这类。

有了鲨式(胸鳍矢量助力)就可以应对水下断崖,也可水底转小急弯,灵活机动。









AUTUYT


潜水艇是一种既能在水面航行、又能潜伏于水中进行活动的军舰。它以其特有的隐蔽性、强大的攻击力、使用的灵活性以及越来越高的技术含量,使海洋战场的作战范围由水面扩展至水下,使海战样式日趋复杂、残酷。
潜水艇的浮沉原理来自阿基米德定律。任何物体在液体中都会受到浮力的作用,浮力的大小等于这个特体所排开液体的重量。当物体重量大于浮力时,物体就下沉;当物体重量小于浮力时就上浮;当物体重量等于浮力时就在液体中悬着。


目前约有50多个国家发行了200多种潜水艇专题邮票,此外还有一些相关的邮戳和邮政用品,从中可以看到潜水艇的发展史。
最初的潜艇
1578年,英国人威廉·伯恩出版了一本关于潜艇理论的书。1620年,荷兰一位名叫科尼利斯·德布雷的物理学家,根据伯恩的理论研制了一艘世界上最早的潜艇。这艘潜艇可装载12名水手,用桨推进。船体用木框做成,外面蒙着涂了油的牛皮,能下潜到水下15英尺左右。船体内装有作为压缩水舱的羊皮囊,下潜时往羊皮囊中注水,上浮时则将水从羊皮囊中挤出。


酒后的疯度


你好,这里要简单说一下潜艇的大致原理:

潜艇一般的吨位都在百吨千吨,但这是按照排水量说的。中学物理我们知道水是有浮力的,水的浮力大小接近于与物体体积相等的水的重量。

一艘潜艇不可能是实心的,人需要活动的空间,武器需要存储的空间,还要预留出其他空间安装各种设备和动力系统。制造潜艇的材料无论是什么,其密度都比水要大很多,所以潜艇里面如果灌满水(潜艇当然不会变瘦或变胖),重量肯定会大于等体积的水的重量,自然就会下沉。

而潜艇中有一个一个的隔断,专门用来存放海水,根本不用全部灌满,重量就会超过等体积的水的重量;而全部隔断中的水排空的时候,肯定就不会下沉了。

此外,潜艇还有尾部的尾桨用来控制潜艇在水中上下左右的动作,但是其上浮和下潜一定要通过给潜艇减重和增重的过程来实现。


文军强


因为它的两侧有水舱。充水时潜艇下降;排水时潜艇上升。排水靠的是压缩空气。人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇,这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力,它能下潜离水面深达500米,具有良好的隐蔽性和续航力,能从水下袭击水面舰船和岸上目标,也能作侦察、布雷和运输等。最初,人们也是将石头或铅块等重物装进潜艇,使潜艇下沉,卸掉石头或铅使潜艇重浮水面,这种潜艇当然不能下潜太深,而且费事,上浮后再要下潜,则又要从岸上取得石头。后来改进了,用浮箱充水取代石头,使潜艇下沉,要上浮时,用压缩空气通入浮箱排水,并可通过调节使艇身周围海水的比重相等就能保持潜艇在水中一定深度,不浮不沉,这种潜艇非但省事得多,而且可以控制潜水深度,自由沉浮。现代又用核动力作为推进动力制成核潜艇,水中排水量达到万吨以上,水下续航力达20万海里,自持能力达2~3月。从原始的潜艇到现代的核潜艇都是以沉浮原理作为基础。然而,早在人类出现以前,许多水中动物已经具有很好的潜水本领,具有令人赞叹的浮箱系统结构。到海底去,除了要解决沉浮问题外,如何抵抗深海的巨大压力也是要解决的。人平时所承受的大气压力约为每平方英寸15磅,而水下3000英尺深度的压力达到每平方英寸四分之三吨。用作科学考察的美国特里斯特号深海潜艇能下潜35800英尺,那里的压力超过每平方英寸16000磅,仍然有鱼类活动。为了抗压,潜艇的外壳大都采用抗高压合金钢;特里斯特号的乘客舱的外壳厚度达到7英寸。然而,不管是乌贼还是鱼的皮肤与它相比又是显得多么薄,深海潜水艇的沉浮系统没有采用浮箱,而是用一艘充满比水轻的航空汽油的“气船”,它既能沉浮又能抵抗深海的巨大压力,球形的乘客舱连接在“气船”的下面。有一种深海乌贼叫酸浆乌贼,它具有类似深海潜艇所用的“气船”的构造。大多数乌贼的体腔都已退化成围心腔、肾管内腔和生殖腺外面的囊腔等,而酸浆乌贼还存留有真体腔的地方,腔内充满一种比水还轻的含氨液体。这个低密度液体“气船”帮助酸浆乌贼上浮,并起有抵抗深海压力的作用。


独自流浪



潜艇的浮潜依靠前后二个压水舱和高压空气压缩机组来控制。当艇长发出下潜指令时,由值班军官控制一个光阵系列指示牌来操纵。现在的核潜艇水下排水量达上万吨,如果你是第一次出航,肯定会被那声音吓到。开始下潜,水舱进水的声音就像上万个抽水马桶同时冲水一样惊人。值班军官面前的光阵显示已到达预定深度时,就停止放水,通过前后水舱调节,将艇身配平。如艇长发出上浮的命令,值班军官将开启高压空气压缩机组,将水舱内的水排出艇外,艇就起浮了。说的过程很简单,实际操作是必须全神贯注,一人操纵,另一人在旁监控,严格按照操作程序进行。以防万一误操作酿成大事故。曾经有发生过炊事班把食物残余处理过程中,因为值班军官没注意,内管没注水就打开外管门阀,结果造成潜艇沉没的惨烈事故。


手机用户崔永方


艇长:15°下潜。

小兵:一号水柜注水三分之一下潜。。。。。。。。。。。。。。。

艇长:紧急上浮!

小兵:全部水柜排空,全速上浮。