Question

潜水艇的原理是什么？

Answer 1

潜水艇工作的原理其实很简单。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。

Answer 2

潜水艇原理
固体可以用排斥的水量来量，这方法称为「阿基米得原理」或「比重定律」。科学家仍根据这定律测量许多东西。
现代的潜水艇根据这原理制造和操作。潜水艇内部有许多隔间，隔间内可以引进海水，来控制潜水艇的浮沉。
『阿基米得原理』：物体在液体中所受的浮力，等于所排开的液体重。
再来看看潜水艇的原理：东西的浮与沈，牵涉到密度问题。当物体的密度小于液体的密度时，就会浮在液体上；相反地，当物体的密度大于液体时，就会下沈。而密度是怎样求出来的呢？在物理上的定义，密度﹦质量÷体积。传统潜水艇的船身里，有一个占据相当大空间的『压舱』，当潜水艇浮在水面上的时候，压舱里没有水，因此质量较轻（只有船身的质量），在除以潜水艇的体积之后，密度小于海水，因此就浮在水面上；而当潜水艇要潜入海中时，压舱的进水口就会打开，引入海水，在潜水艇体积不变的情况下，因为增加了海水的重量，使得潜水艇的密度增大，超过了海水的密度，因此就往下沈了！
说到潜水艇与阿基米得原理的关系，当物体浮在液体上时，重量＝浮力；当物体下沈时，重量大于浮力。因为潜水艇的体积固定，所以它所能排开的海水重量是固定的，也就是说最大的浮力是不变的。这种情况下，要控制潜水艇的浮沈，只能改变潜水艇的重量，也就是上面所说的排水、进水的方法。因此，两者当然有关系！

Answer 3

9.3.3潜水艇的工作原理