潜水艇是如何实现沉浮的?

当潜艇需要下潜时,它通过位于艇身的压载水舱来增加自身的重量。工作人员会往空的压载水舱里注入海水,这使得潜艇的整体重量超过它排开海水的重量,也就是重力大于浮力,潜艇便会逐渐向海底下潜。

潜水艇的沉浮主要遵循阿基米德浮力定律,也就是任何物体在液体中都会受到向上的浮力,且这个力的大小等于它排开液体的重量。潜艇在水中同时受到向下的重力和向上的浮力,这两个力方向相反,潜艇的状态取决于这两者的平衡关系。

反之,当潜艇需要上浮时,它会使用高压空气将压载水舱中的海水强行排出,取而代之的是空气。这样潜艇在水下的重量就会减轻,当总重量小于同体积海水的重量,即重力小于浮力时,潜艇就会自然上浮回到水面。

除了改变重量,潜艇也可以通过操纵舵面的方法来调整深度。例如在航行中调整到距离水面30米的安全深度以避免碰撞,或者上浮至10米左右的潜望深度,到达该深度后再进行排水操作,从而实现从水下浮出水面的过程。