Question

为什么潜水艇能够在水中自由上浮或下潜

Answer 1

依靠的是潜艇两侧的主压载水舱。主压载水舱的功能就是通过注水、排水实现潜艇的下潜、上浮。要下潜时，往主压载水舱注水，空气被排出艇外，潜艇的自重增加，艇体下沉。要上浮时，用高压的气体把主压载水舱的水压出艇外，潜艇的自重减少，潜艇便可浮出水面。
潜艇在水中能自由下潜、上浮，甚至悬停，这是借鉴了鱼儿的浮沉方法。鱼体内有一种叫鳔的器官，在肌肉的控制下能够收缩或膨胀。收缩时，鱼鳔的体积变小，其内气体被排出，水对鱼的浮力因此变小，鱼就沉入水中。膨胀时，鱼鳔的体积变大，空气进入鱼鳔，水对鱼的浮力因此增大，鱼就上浮了。
受此启发，人们给潜艇也安装了一个类似鳔的舱体，它就是潜艇两侧被称为主压载水舱的舱体。主压载水舱的功能就是通过注水、排水实现潜艇的下潜、上浮。要下潜时，往主压载水舱注水，空气被排出艇外，潜艇的自重增加，艇体下沉。要上浮时，用高压的气体把主压载水舱的水压出艇外，潜艇的自重减少，潜艇便可浮出水面。
为了更好地控制潜艇的状态，人们还为潜艇装上了补重水舱、快潜水舱等辅助压载水舱。比如，发射鱼雷或导弹以后，潜艇的重量会发生改变，这时就需要补重水舱来补偿已发射的鱼雷和导弹的重量。在紧急情况下需要急速下潜时，仅靠主压载水舱是不够的，还需要快潜水舱的帮忙，以加快潜艇的下潜速度。此外，大部分潜艇上还安装了水平舵，又叫升降舵，它们可以在潜艇运动时与水作用，从而产生力矩，让潜艇上仰或下俯，向上方或下方前进。