Question

潜艇在海面航行阻力大还是在水下航行阻力大?为什么?

Answer 1

早期的常规潜艇在水面航行的时候多，艇体的形状接近水面舰船，它的头部比较尖，主要是为了减小冲浪时的面积，克服前进中的波浪阻力(即兴波阻力)，另外它还有水下部分的摩擦阻力、形状阻力和附属体阻力。(注意:水上部分的空气阻力与其它阻力相比很小，可忽略)。这种艇型一旦到了水下，尽管没有了兴波阻力和空气阻力，但其它阻力特别是形状阻力剧增，其效果大大超过原来的水面各种阻力。所以在同样的功率下，虽然水下阻力种类减少，但水下航速反而小于水面。
由于现代潜艇在水下逗留的时间往往比水面长，战场基本在水下，所以必须提高水下航速。为了达到这一目的，现代潜艇的外形一般都做成“水滴型”，特别是核潜艇大部分都是水滴型。水滴型物体的流线型好，在介质(如空气、水)中的运行速度最快，形状阻力最小(雨滴都是这种形状)。但它一旦到了水面，波浪的阻力又占了上风(主导地位)，所以水滴型潜艇在水面开不起来。
目前大部分常规潜艇的艇型折衷了上两种艇型，即:在潜艇的水线以上部分做成稍尖的形状，而在水线以下部分做成水滴型(俗称大鼻子)，这样在水面航行时，水下部分的阻力最小，水面部分的阻力也最小，提高了水面航速;而在水下航行时，由于有一部分艇形是水滴型，所以减少了一部分水下阻力。这种折衷的潜艇，其水下航速仍然比水面低。