關於潛水艇...

潛水艇是靠什麼裝置

才能讓他浮起來的呢

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  • 韋志
    Lv 5
    2 decades ago
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    潛水艇為什麼能潛入水裡?它是運用什麼原理?東西的浮與沈,牽涉到密度問題。當物體的密度小於液體(通常是水)的密度時,就會浮在液體上(像冰山、船就是最好的例子);相反地,當物體的密度大於液體時,就會下沈。而密度是怎樣求出來的呢?在物理上的定義,密度﹦質量÷體積。傳統潛水艇的船身裡,有一個佔據相當大空間的『壓艙』,當潛水艇浮在水面上的時候,壓艙裡沒有水,因此質量較輕(只有船身的質量),在除以潛水艇的體積之後,密度小於海水,因此就浮在水面上;而當潛水艇要潛入海中時,壓艙的進水口就會打開,引入海水,在潛水艇體積不變的情況下,因為增加了海水的重量,使得潛水艇的密度增大,超過了海水的密度,因此就往下沈了! 潛艇是上萬噸的龐然大物,為何如同蛟龍,上浮下潛,悠然自如?浮力原理告訴我們,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浮起;當物體重量等於浮力時,物體就在液體中懸浮著。因此,潛艇沉浮只需調節其所受的浮力即可。而這一過程是由3個水櫃協調完成的。先讓我們認識一下「老大」── 主水櫃 在潛艇上浮下潛中起主要作用的水櫃被稱為主水櫃。由於現代潛艇一般都是兩層殼體,所以,其主水櫃一般就是潛艇內外兩層殼體之間的空間。 由於潛艇從艇艏到艇艉的距離較長,所以,潛艇內、外兩層殼體之間通常被分隔成若干個水櫃,在每個水櫃的頂部設有通氣閥,底部設有通海閥。當潛艇需要下潛時,同時打開通氣閥和通海閥,水櫃中的空氣從通氣閥中排出,艇外的海水便從通海閥流入水櫃,這樣,潛艇本身的重量增加,就會開始下潛。而一旦潛艇需要上浮,則關閉上部的通氣閥,同時向水櫃內供應高壓氣,逐步將海水從水櫃經通海閥壓出艇外,這樣,潛艇本身的重量變輕,自然而然就上浮了。 然而,在潛艇懸浮在水中時,其本身的重量卻是經常變化的。比如糧食吃了、武器發射了,都會使潛艇本身的重量減輕。同時由於各處海水比重不同,潛艇受到的浮力也不盡相同。在這種情況下,如何保持潛艇在水中懸浮和平衡呢?這又涉及到水櫃中的「老二」── 調節水櫃 通常,調節水櫃中儲有1/3~1/2的海水,並且這部分海水的重量已包括在潛艇的重量裏了。假若潛艇的重量減輕了,就打開調節水櫃的通氣閥和通海閥,讓海水進到調節櫃中,讓進入水櫃的海水替代減輕的重量。當潛艇潛至海水比重較大處時,潛艇所受浮力增大,就打開通海閥向調節水櫃裏灌點水;而當潛艇潛至海水比重較小處時,則通過高壓氣體將調節水櫃中的海水向艇外排出部分。 調節水櫃還有獨特的功能。由於主水櫃裝滿水後,潛艇的水下重量恰好等於潛艇整個艇體排開海水的重量,所以僅依靠潛艇的主水櫃是無法使潛艇坐沉海底的,而潛艇有時又需要坐沉海底休整或規避,這時,就要利用調節水櫃了。只要向調節水櫃灌一些水,使潛艇的重量大於潛艇所排開海水的重量,潛艇就會像鐵塊一般沉入海底休整或規避(當然必須是在潛艇殼體本身耐壓能力所能承受的深度)。 前面介紹的都是潛艇在正常潛航下的下潛或上浮,那麼,當潛艇需要快速下潛或快速上浮怎麼辦?這時就要利用水櫃中的「老三」速潛水櫃 在正常情況下,速潛水櫃是不灌水的,只使用主水櫃來控制潛艇的沉浮。大多數常規潛艇使用主水櫃下潛時,從水面潛至水下8~15米的時間為30~50秒,而一旦潛艇遇到敵飛機、獵潛艇攻擊或其他危險時,主水櫃和速潛水櫃同時灌水,在短時間內大大增加潛艇的重量,這樣潛艇從水面下潛到水下的時間就大為縮短,從而避免遭敵攻擊。 在速潛過程中,隨著速潛水櫃海水的增加,潛艇的總重量不斷增大,下潛速度將越來越快。為防止潛艇速度越來越快地紮入海底,在潛艇下潛到水下一定深度後,需要及時用高壓氣體將速潛水櫃中的水排出去,使潛艇的重量與艇體排開海水的重量相等,這樣就可以保證潛艇懸浮在水下一定深度上。 潛水艇的原理:東西的浮與沈,牽涉到密度問題。當物體的密度小於液體的密度時,就會浮在液體上;相反地,當物體的密度大於液體時,就會下沈。而密度是怎樣求出來的呢?在物理上的定義,密度﹦質量÷體積。傳統潛水艇的船身裡,有一個佔據相當大空間的『壓艙』,當潛水艇浮在水面上的時候,壓艙裡沒有水,因此質量較輕(只有船身的質量),在除以潛水艇的體積之後,密度小於海水,因此就浮在水面上;而當潛水艇要潛入海中時,壓艙的進水口就會打開,引入海水,在潛水艇體積不變的情況下,因為增加了海水的重量,使得潛水艇的密度增大,超過了海水的密度,因此就往下沈了!說到潛水艇與阿基米德原理的關係,當物體浮在液體上時,重量=浮力;當物體下沈時,重量大於浮力。因為潛水艇的體積固定,所以它所能排開的海水重量是固定的,也就是說最大的浮力是不變的。這種情況下,要控制潛水艇的浮沈,只能改變潛水艇的重量,也就是上面所說的排水、進水的方法。因此,兩者當然有關係! 樓上的!!!你答非所問吧!!!!!!!!!!!要注意一下喔!!!

  • 2 decades ago

    美國最早發明潛艇者:萊克

    萊克是一位愛動腦筋的美國青年,在經過刻苦探索之後,他于1893年研發出一艘柜子形狀的小型潛水艇。因為要借助壓載物才能沉入海底,而且要靠輪子滾動才能在海底行進,所以這種形狀的潛水艇穩定性很不理想,雖然萊克對其進行了多次改進,但效果仍不明顯。

    某天,為了放鬆緊張的神經,萊克約幾位朋友到海灘野餐。酒足飯飽之後,他們舉行了扔酒瓶比賽。隨著陣陣“噗通”聲,被扔出的酒瓶一個個沉入海底。然而,一個扔得最遠的酒瓶由於還裝有半瓶酒而沒有沉下去,在水面上伸著瓶頸搖晃。當朋友們看著這只搖搖晃晃的酒瓶發笑時,萊克卻從這一偶然的現象中得到啟示:如果能加大潛艇上部浮力,它就能穩住而不會沉沒。

    萊克將“酒瓶不沉”的原理應用於潛水艇設計,發明了由耐壓殼體和非耐壓殼體構成的雙殼體潛水艇,獲得了巨大成功。

    潛艇發展早期一直是由人力推進的,這就極大地限制了潛艇的發展,隨著蒸汽動力的出現,機械動力潛艇的設想開始變得現實起來。

    1863年,法國建成了一艘名為“潛水員”的潛艇,第一次使用一部功率為80馬力的壓縮空氣發動機作動力。它長42.67米,排水量420噸,外形模仿海豚,速度2.4節,潛深12米,能在水下航行3小時,是20世紀以前建造的最大一艘潛艇。它的動力裝置有了質的飛躍,但由于潛艇在水下時蒸汽機需要的空氣無法保障,并且穩定性很差,最終以失敗告終。

    蒸汽機作為潛艇動力失敗后,人們又把目光盯上了剛剛出現的電推進裝置。1866年,英國建造了“鸚鵡螺”號潛艇,使用蓄電池作動力,航速6節,續航力80海里。1893,法國海軍“古斯塔夫﹒齊德”號潛艇下水,它長45.8米,排水量266噸,采用電動機帶動螺旋槳推動潛艇前進,這是當時各國潛艇中最先進的一艘。

    雖然以電動裝置方式推進是潛艇動力的革命性進展,但在當時,電動潛艇存在著無法在海中充電的缺陷,并且潛艇的穩定性普遍不好,所以潛艇仍然處于研究階段,無法投入實用。   

    經過許多先行者的艱辛探索,隨著工業革命帶來的科學技朮的迅猛發展,現代潛艇終于在19世紀末登上了歷史舞台,它的創造者就是被后人尊稱為“現代潛艇之父”的愛爾蘭人約翰﹒霍蘭。

    在歷史上著名的“霍蘭”號潛艇之前,霍蘭還建造過5艘潛艇,其中較為重要的是第二艘“霍蘭-2”號。它全長10米,裝一台功率15馬力的內燃機,排水量19噸,其成功之處在于首次安裝了使潛艇能在前進中下潛而保持縱向穩定的升降舵。當它下潛時,不是靠增加重量,而是用水平舵下潛和保持深度﹔當潛艇上浮時,又可提供少量貯備浮力上浮,這在當時是一個重要進展。1893年,在美國海軍的資助下,霍蘭建成了“潛水者”號潛艇,它使用了所謂的“雙推進裝置”,也就是在水面航行時使用蒸汽推進裝置,在水下航行時使用電動推進裝置。

    1897年5月17日,在現代潛艇發展史上著名的“霍蘭”號潛艇建造成功了。它長約15米,裝有45馬力的汽油發動機和以蓄電池為動力的電動機。該艇采用雙推進方式,在水面航行時用汽油機,時速7海里,續航力達到了1000海里﹔在水下潛航時用電動機,時速5海里,續航力50海里。“霍蘭”號上共有5名艇員,裝有一具艇艏魚雷發射管和可以水下發射的3枚魚雷,另有2門火炮,1門向前,1門向后,靠操縱潛艇自身去對准目標。該艇水上航行平穩,下潛迅速,機動靈活,綜合性能良好,在潛艇發展史上獲得了前所未有的成功,被公認為“現代潛艇的鼻祖”。   

    ☆ 雙殼潛艇    與霍蘭同時代的另一位卓越的潛艇制造者是美國的西蒙﹒萊克,他在潛艇發展史上的功績是造出了第一艘雙層殼體的潛艇。

    1894年,萊克制成了一艘名為“小亞古爾爸爸”的潛艇,它的樣子象一個特大的木柜子,長4.2米,高1.5米,艇體以松木板內襯帆布制成,底部安裝有三個木制輪子(前一后二),能在海底滾動。這艘潛艇在外形上就根本不能說是一艘“潛艇”,它的上浮和下沉也很原始,是靠拋投艇內壓載物而實現的。

    為了解決“小亞古爾爸爸”號上浮時艇體不穩的問題,萊克對該艇進行了改進,并在1897年完工。改裝后的潛艇被稱為“亞古爾”號,使用一部30馬力的汽油機和一部電動機作動力,潛艇上有一個可以伸出水面的吸氣和排煙管為汽油機服務。艇上安裝了壓載水箱來代替壓載物。為了改善潛艇適航性,萊克在吸氣管和排氣管外面包上了一層外殼,使它的外形看起來象現代潛艇上層建筑(即指揮台)的第二層艇殼。這樣,“亞古爾”號的下潛和上浮都比較穩定,而且能在一個適當的深度上將內燃機水下工作時所用的通氣管伸出水面,增加潛艇水下工作的時間。此外,他還在潛艇上安裝了四個翼形升降舵,兩前兩后,以使潛艇在慢速航行時也能保持一定深度,而無需改變艇上的壓載。

    “亞古爾”號完工后,萊克曾想把它用于軍事目的,例如運送潛水員、切割敵人海底電纜、消滅敵人水雷等。1898年,“亞古爾”號依靠自身動力,從諾福克航行到紐約,成為歷史上第一艘在公海遠航的潛艇。

    在19世紀最后10年,潛艇已經成為一種實用有效的海戰兵器,但各國海軍對它仍存有偏見,認為它是屬于弱小國家的偷襲武器,對海軍強國并不適用。直到1898年,法國“古斯塔夫﹒齊德”號潛艇用魚雷擊沉了英國戰列艦“馬琴他”號,顯示了潛艇在海戰中的巨大威力,如夢初醒的各國海軍才開始著手發展潛艇。

    由于美國海軍的短視,它先后拒絕了霍蘭和萊克的性能優良的潛艇,致使法國在潛艇發展中處于領先地位。1888年,法國建成了排水量30噸,但未裝備武器的“電鰻”號潛艇。截至1904年,它建造了多種型號的潛艇42艘,排水量大至300噸,小至30噸﹔到1906年,包括設計中的在內,法國潛艇有18個型號,90艘之多。

    英國發展潛艇在法國之后。1900年,英國海軍從美國訂購了5艘“霍蘭”型潛艇,自己也著手自行開發。截至1905年,包括建造中的在內,英國擁有40艘左右的潛艇。1906年,英國開始研制D級潛艇,該級潛艇排水量500噸,雙層殼體,適航性好,并且安裝有試驗用柴油機。1912年,更新型的E級潛艇服役,到1914年,共有11艘該級潛艇服役。E級潛艇水面排水量約700噸,并裝有4具450mm魚雷發射管(首尾各兩具),水面航速16節,水下航速10節,續航力為3000海里,這在當時稱得上是相當優異的性能指標了。

    俄國人也是在法國人之后發展潛艇的,它在1901年建造了一艘水面排水量60噸,裝有2枚魚雷的潛艇。1903年,俄國“海豚”型潛艇下水,此后又建造了6艘該級改進型。在日俄戰爭中,俄國還從美國購買了“霍蘭”級和“萊克”級潛艇各6艘,從德國購買了“日爾曼”型潛艇1艘。

    德國雖然在兩次世界大戰中以潛艇戰聞名于世,但它的潛艇發展起步很晚,直到1904年,一直反對建造潛艇的海軍大臣梯比茨轉變了對潛艇的態度,德國才在1908年7月建成了“日爾曼”級改進型潛艇,也就是后來舉世聞名的U型艇。1913年,德國有了專用于潛艇的柴油機,并且建成了性能優秀的柴油機-電動機潛艇。直到今日,絕大多數常規動力潛艇還沿用著這種動力形式。

    美國早期潛艇可謂是“牆里開花牆外香”,美國人建造了“霍蘭”和“萊克”這樣的優秀潛艇,但美國海軍卻遲遲不予采用。直到俄英等國都裝備潛艇之后,美國才在1900年訂購了第一艘“霍蘭”潛艇,几年后又相繼訂購了6艘“霍蘭A”和3艘“霍蘭B”潛艇,從此走上了潛艇發展的康庄大道。

    日本潛艇發展也較晚,但它善于吸取他人的經驗,因而其潛艇發展較快。1904年,日本向美國購買了5艘“霍蘭”潛艇的專利,第二年這5艘潛艇在橫濱完工。這時,失意中的霍蘭本人又將他的設計圖送給了日本人,神戶船廠據此造出了2艘潛艇。其后,日本又從英、法、意等國購買了潛艇。1910年,川崎船廠著手設計日本自己的潛艇。1917年,日本自行設計的“海中”型潛艇在吳港船廠開工,并于1919年建成。1924年,川崎船廠又建成了“特中”型潛艇,一時間,飛速發展的日本潛艇引起各國海軍的關注。

    中國第一艘潛水艇來自天津機器制造局:

    天津機器制造局不只是仿制洋槍洋炮洋火藥而已,還做出獨特的貢獻,直到現在,在軍事工業上仍居高難度產物的潛水艇,把它從紙上變為實物,在水中能進能退,能上能下的潛水艇,它的第一個胎兒竟是出自天津機器制造局。較之西洋試制的潛水艇整整早了六個春秋!遺憾的是,創制第一艘潛水艇的技師和助手沒有留下大名,只有當時的《益聞錄》留下兩段記載。

    1880年6月20日載稱:[頃聞津廠陳觀察繪圖貼說,募工趲造,並經府道大員通牒大府,具保領款。並稱如不適用,願將開出款項照數賠償。具結申送。現於津廠後面繚以周垣,開工設造,僱用工匠十餘人,自備薪米油燭等費,並木料鐵皮分頭采買,不動該廠公項。禁止外人窺探,即其餘工師均設嚴禁,不准窺視。聞夏秋之間當可竣工。]

    1880年9月19日載稱:[茲已造成,蓋駛行水底機船也。式如橄欖,入水半游水面,上有水標及吸氣機。可於水底暗送水雷,置於敵船之下,其水標縮入船一尺,船即入水一尺。中秋節下水,靈捷異常,頗為合用。]這是天津機器制造局對中國的一大貢獻,也是天津人敢想敢乾結出的碩果。

    美國潛艇的戰史

    美國潛艇的戰史 太平洋戰爭時 英勇的美國海軍太平洋艦隊司令部的潛水艇部隊在太平洋各日本佔領區與日本本土埋伏日軍並配合美國陸軍航空隊與美國海軍航空隊的戰鬥機及轟炸機打擊日軍的運輸艦隊 凡是有日本人的地方 美國潛挺就會出現在哪裡 從西太平洋海域到澳紐地區 在從東男亞地區到中國延海 美國潛艇就像是一隻大手掐住日軍的脖子 為什麼只寫二戰期間美國潛艇網頁? 也許是因為二戰期間日本鬼子對我門中國人, 美國人的迫害吧.美國潛艇部隊噸位只佔美國海軍的2%,卻擊沉全日本1/2的商船及1/3的軍艦. 台灣有7個日本海軍聯合艦隊網站, 但沒有1個二戰美國海軍網站!!!美國潛艇在太平洋戰爭中自有不可磨滅的地位!! 讓我們讓我們一起努力共同維護歷史!!

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