潜水艇在水中的沉浮能解释什么科学原理
潜水艇在水中的沉浮能解释重力和浮力科学原理。
因为任何物体在水中，除受到整直向下的重力外，还受到水对它的上托力。这个上托力就是浮力。当浮力大于重力时，物体就能浮在水面上；当浮力小于重力时，物体就下沉；当浮力等于重力或相差很小时，物体就可“悬浮”在水中任何位置。
如果调整潜艇的重力和浮力的差值，它就能沉下去、浮上来了。但是，潜艇的艇体是固定不变的，它在水中受到的浮力也是一定的。因此，要调整这个差值，只能从改变潜艇自身重量方面着手。
人们给潜艇也安装了一个类似鳔的舱体，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。
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潜艇设计师把潜艇的艇体，设计成由内壳和外壳2个壳体构成的双层艇体。在内层壳体和外层壳体之间的空院里，分隔出若干个水舱，称为压载水舱。每个水舱都装有进水阀和排水阀。浮在水面上的潜艇如需下沉，只要打开水舱的进水阀，让海水迅速灌满各个水舱，潜艇的重量增加了，当重力超过浮力时就会下沉。
在水下的潜艇若要上浮，只要关闭水舱的进水网，用压力极大的压缩空气把水舱里的水通过排水阀压出去，重量减轻了，即可上浮。
体积不变，减轻重量可以是物体在水中上浮，增加重量可以使物体在水中下沉。
根据物体沉浮的规律设计的。当往压载舱里注满水时，潜艇变重了，潜艇的重量大于它排开的水的重量，潜艇就下沉。当将压载舱里的水排除时，潜艇变轻了，它就上浮，其实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，潜艇就逐渐下潜。
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，上浮。
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潜艇之所以能够发展到现在，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。
潜艇配套设备多样，技术要求高，全世界能够自行研制并生产潜艇的国家不多。潜艇自卫能力差，缺少有效的对空观测手段和对空防御武器；水下通信联络较困难，不易实现双向、及时、远距离的通信；探测设备作用距离较近。
观察范围受限，容易受环境影响,掌握敌方情况比较困难；常规动力潜艇水下航速较低，水下高速航行时续航力极为有限，充电时须处于通气管航行状态，易于暴露。
常规潜艇的自持力一般在45天左右，核潜艇最高纪录可以达到90天。
潜艇发明家从鱼那里得到了启发，发现鱼是靠体内的鱼鳔来控制沉浮的。鱼在水中的浮力是鱼的身体所排开的海水体积和海水比重的乘积，而海水比重是随着水压变化而变化的。大海越深，海水的压力就越大，比重也越大；为了适应这种变化，鱼鳔就起到调节鱼体比重的作用。鱼要上浮时，鱼鳔就膨胀，体积变大，鱼体比重相应变小，当鱼体比重小于海水比重时，鱼就浮出水面了。当鱼鳔压缩时，体积就小，鱼体比重相对增加，鱼体比重大于海水比重，鱼就下潜了。鱼体比重和海水比重相等时，鱼就停留在水中。
科学家们把鱼体上浮下潜的奥秘应用到潜艇的制造上来。要使舰船上浮下沉，关键就在控制浮力。人们把潜艇的壳体做成双层。外壳是非耐压壳体，里面是固壳，是用耐压钢材焊接而成。这两层壳体之间就是浮力舱，它好比是鱼体内的鳔。当浮力舱注水时，艇体重量增加，超过海水比重，潜艇就下沉了。浮力舱排水充气，艇体浮力增加，比重小于海水，潜艇就浮了上来。潜艇上的升降舵、推进器，就好像鱼的胸鳍和尾鳍，保持了潜艇在水中的各种状态。
潜艇上的浮力舱又叫压载舱，由许多舱室组成，以舱室注水多少来控制潜艇下潜的潜深度。如要速潜时，便打开所有浮力舱的阀门，往里同时注水，潜艇就很快地下沉了。
潜艇有装在艇首的水平舵和装在艇尾的艉水平舵两个舵。当潜艇下潜时，首舵向下倾，而艉舵则向上翘，这样艇首朝下，潜艇便下潜；潜艇上浮时，首舵向上翘，艉舵向下倾，这样艇首就朝上，潜艇便浮了上来。潜艇水平舵的原理，跟鱼体上的胸腹鳍和尾鳍道理是一样的。
常规潜艇的动力有两种。在水面航行时，靠柴油机作动力。当潜水艇在水下航行时，由于它跟水面的空气完全隔绝，这时的动力主要靠蓄电池来提供电动机的电源。所以潜艇上装有数百块电池，分成组，藏在底层舱里。当电池快要用完时，潜艇就得浮出水面，改用柴油机作动力，同时给电池充电，为下一次水下航行准备。由此，不难看出，因为受到电池电能的限制，常规潜艇一个最大的弱点就是不能长时间在水下航行。
潜水艇为什么可以在深海里上下自如，一直以来都是很多人的疑问 ，潜水艇的升降原理其实跟浮尘子的升降原理，可以说是完全一样的。什么是浮尘子？它是用于演示液体浮力气体具有可压缩性以及液体的压强的传递的仪器。
