潜艇在水中是怎么实现上浮和下潜的?
潜艇（别称：黑鱼）或称潜水船、潜舰是能够在水下运行的舰艇。潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。按体积可分为大型（主要为军用）、中型或小型（袖珍潜艇、潜水器）和水下自动机械装置等。
大型潜艇多为圆柱形，船中部通常设立一个垂直结构（舰桥），早期称为“指挥塔/指挥台”，内有通讯、感应器、潜望镜和控制设备等。如今的深海潜艇或专业潜艇常已无此设计。 自第一次世界大战后，潜艇得到广泛运用，担任许多大国海军的重要位置，其功能包括攻击敌人军舰或潜艇、近岸保护、突破封锁、侦察和掩饰特种部队行动等。
潜艇也被用于非军事用途，如海洋科学研究、抢救财物、勘探开采、科学侦测、维护设备、搜索援救、海底电缆维修、水下旅游观光、学术调查等，超级富豪甚至用为海下移动豪宅。 潜艇是公认的战略性武器（尤其是在裁军或扩军谈判中），其研发需要高度和全面的工业能力，目前只有少数国家能够自行设计和生产。特别是弹道导弹核潜艇更是核三位一体的关键一极。潜艇也是较早期就有的匿踪载具。潜艇的噪音降至90分贝左右就可以“淹没”在浩瀚的海洋背景噪音中，就不是当代声纳所能侦测的。
潜艇最早可追溯到15－16世纪的列昂纳多·达芬奇。据说他曾构思“可以水下航行的船”，但这种能力向来被视为“邪恶的”，所以他没有画出设计图。直至一战前夕，潜艇仍被当成“非绅士风度”的武器，其被俘艇员可能被以海盗论处。
潜艇主压载水舱注满水时，增加重量抵消其储备浮力，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的水排出，重量减小，储备浮力恢复，即从水下浮出水面。
潜艇内设有专门的浮力调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。
艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱，通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。艇首（或指挥室围壳处）和尾部各设有一对水平升降舵，用以操纵潜艇变换和保持所需要的潜航深度。艇尾装有螺旋桨和方向舵，保证潜艇航行和变换航向。
扩展资料
史上第一艘用于军事的潜艇出现于美国独立战争。美国耶鲁大学的大卫·布什奈尔（David Bushnell）建成海龟号（Turtle），通过脚踏阀门向水舱注水，可使艇潜至水下6米，能在水下停留约30分钟。
艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨，使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵，排出水舱内的水，使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包，可在艇内操纵系放于敌舰底部。内部仅容纳一人操作方向舵和螺旋桨。
1776年，海龟号企图攻击英国皇家海军老鹰号（HMS Eagle），虽未获成功，但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。
