潜水艇的工作原理

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 1首先潜水艇的一般原理是通过水仓进出水,改变本身的重量,来实现在水里上下远动的当然原理就是浮力=重力 现在的潜艇是动力潜艇,就是潜艇通过增加向上的推力,来增加向下的力,来实现沉浮的 2潜水艇在水里不侧翻,是和不倒翁一样,重心控制好了 还有潜水艇在同一平面上是可以旋转的 补充：悬浮就是让浮力=重力就好 水仓进水这是最初的潜水艇,当然潜入的水深较浅现在应该已经没有这种骨灰级的潜艇了 外加动力是现在潜艇是现在潜艇潜水的主要方法 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

潜水艇是模仿剑鱼制造的，雷达声纳系统来确定距离和深度通过模仿海豚和蝙蝠，气仓内气体的多少决定潜艇的沉浮模仿鱼泡，潜艇的外形设计为头圆尾尖的流线型来减少阻力模仿鱼的外形。

潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。

大型潜艇多为圆柱形，船中部通常设立一个垂直结构（舰桥），早期称为“指挥塔/指挥台”，内有通讯、感应器、潜望镜和控制设备等。如今的深海潜艇或专业潜艇常已无此设计。

扩展资料：

自第一次世界大战后，潜艇得到广泛运用，担任许多大国海军的重要位置，其功能包括攻击敌人军舰或潜艇、近岸保护、突破封锁、侦察和掩饰特种部队行动等。

潜艇也被用于非军事用途，如海洋科学研究、抢救财物、勘探开采、科学侦测、维护设备、搜索援救、海底电缆维修、水下旅游观光、学术调查等，超级富豪甚至用为海下移动豪宅。

潜艇是公认的战略性武器（尤其是在裁军或扩军谈判中），其研发需要高度和全面的工业能力，目前只有少数国家能够自行设计和生产。特别是弹道导弹核潜艇更是核三位一体的关键一极。

所有在水面上的船只，包括上浮后的潜艇，它们所受的正浮力一定大于重力。如要潜下去，潜艇必须得到负浮力，即或将自身的重力大于其所受的浮力，或降低其排水量。这都可通过“沉浮箱”的排水量来控制。

对于普通的下潜和上浮动作，潜艇通常用前后二个称为主沉浮箱来完成。需要下潜时，主沉浮箱水口完全开启并注水，以增大潜艇的重力。而需要上浮时，在主沉浮箱注入压缩空气并打开箱口排水，以减少重力。

主沉浮箱主要负责潜艇大幅度沉浮动作，通常也安置在漂浮吃水线以下。如要更精确控制潜艇所处深度，则要用深度控制水柜或称硬水柜。这种水柜可放在潜艇中心附近，也可放在艇身上。当潜艇下沉时，潜艇壳体通常可承受水压达四兆巴（相当于400米水深的压强）。

现代潜艇一般是雪茄型的。这比最早海龟号的”蛋型“已有了很大改进。通常称这样的壳体为“水滴型壳体”，经过长时间实践证明，水滴型壳体是当前水下阻力最小的壳体形状。但这种形状在海面漂浮时抵御海浪的能力也差一些。

潜艇上部突出的舰桥围壳部分可以增长潜望镜和无线电的使用长度。舰桥围壳内通常都有无线电设备，雷达，电子设备，通气管等设备。早期潜艇中，指挥舱都设在潜艇的舰桥围壳中，常称为”指挥塔“。但大部潜艇的指挥舱通常都设在潜艇中了。

扩展资料：

艇型结构：双壳潜艇艇体分内壳和外壳，内壳是钢制的耐压艇体，保证潜艇在水下活动时，能承受与深度相对应的静水压力；外壳是钢制的非耐压艇体，不承受海水压力。

内壳与外壳之间是主压载水舱和燃油舱等。单壳潜艇只有耐压艇体，主压载水舱布置在耐压艇体内。一个半壳潜艇，在耐压艇体两侧设有部分不耐压的外壳作为潜艇的主压载水舱。

潜艇艇体多呈流线型（先进的潜艇一般设计成水滴形或者雪茄形），以减少水下运动时的阻力，保证潜艇有良好的操纵性。

耐压艇体内通常分为艏、舯、艉三大段，分割成3～8个密封舱室，舱室内设置有操纵指挥部位及武器、设备、装置、各种系统和艇员生活设施等，以保证艇员正常工作、生活和实施战斗。

现代潜艇在艏段安装有大型球形声纳基阵和鱼雷舱，在鱼雷舱内一般安装有4-8具533-650mm鱼雷发射管。

舯段有耐压的指挥室和非耐压的水上指挥舰桥。在指挥室及其围壳内，布置有可在潜望深度工作的潜望镜、通气管及无线电通信、雷达、雷达侦察告警接收机、无线电定向仪等天线的升降装置。

艉段主要安装有动力装置和传动装置。在艇身两侧一般还安装有声纳基阵。潜艇之所以能够发展到今天，是因为它具有以下特点：能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击；有较大的自给力、续航力和作战半径，可远离基地，

在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战，有较强的突击威力；能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷，攻击海上和陆上目标。

参考资料：

　　电视剧《深海利剑》正在热播，海军高级军官为了能够阻止其他的入侵者进入中国海域，就让吕奉光和金子晴两人到海军大学招募潜艇人员，最后两人选择了卢一涛和姜耀，然后加上其他几位精心挑选的人才组成了T计划的成员。在《深海利剑》中卢一涛为了实现自己的梦想和找到293号潜艇的残骸答应了吕奉光来参加T计划，239号潜艇的沉没是一个谜也是卢一涛家里的伤痛，所以卢一涛一定要找到残骸。

　在第一集中我们就见到的真实的潜艇，它的庞大让人惊讶，但是正是因为这样的庞大才能抵挡外侵者，保卫祖国。吕奉光和金子晴来到海军大学找适合当潜艇员的人，但是进过一系列的测试没有一个学生令他们满意，最后他们发现了计算能力超强的卢一涛，对于卢一涛他们是百分百的确定是个好人才，如果能够在潜艇上发挥他的特长将对以后的潜艇发展有很大的好处。

　但是卢一涛并不喜欢当潜艇员，在他的心里还是希望设计出一个不能沉没的潜艇，能够保证潜艇中每一个人都是安全的，吕奉光告诉他如果没有看过潜艇摸过潜艇是不会设计出这样的潜艇的，虽然卢一涛觉得他说的很有道理，可依旧不愿意去当海军。吕奉光没办法让金子晴去说服卢一涛的母亲，只要卢一涛的母亲同意这件事情就好办。

　金子晴来找卢一涛母亲，没想到卢妈妈也不同意卢一涛去当潜艇员，甚至卢妈妈的态度比卢一涛还要强硬，最后没办法金子晴只能让吕奉光出马。吕奉光在海军资料库查到当年北极星任务中的293号潜艇沉没全员牺牲，其中就有卢一涛的外公，到现在293号潜艇的残骸还没有找到，据悉当时潜艇之所以沉没是因为海底断崖而沉没，所以那片海域被人称为死亡海域。

　卢妈妈不愿意让卢一涛去当海军的原因是因为她不希望卢一涛也出现什么意外，已经失去一个亲人不想再失去另一个。吕奉光和金子晴了解了事情的真相，明白卢妈妈的心情，但是如果卢一涛不去当潜艇员他永远不会实现自己的梦想，卢一涛的外公是祖国的英雄，卢一涛也应该为保护国家尽自己的全部力量。最终卢妈妈答应让卢一涛去当潜艇员，延续外公没有完成的使命，永远把国家的安全放在第一位。至于293号潜艇的残骸找没找到只能等电视剧更新了，相信卢一涛一定会找到的。