造一艘小船的科学原理是什么?

紧急情况下就得用高压空气直接吹进水仓,瞬间把水挤出去实现快速上浮。不过艇上储存的高压空气有限,这种操作很耗资源,所以只有遇到危险时才会这么干。

正常上浮的时候,潜艇会先用升降舵慢慢上升到海面,然后打开通气管把外面的空气打进水仓,把水排出去就能漂浮了。这种方式比较缓慢稳定,是常规的上浮方法。

潜艇的下潜其实分两个步骤,首先要往水仓里注水让船完全没入水中,这时候浮力和重力平衡就能悬浮。之后通过调整升降舵的角度来控制深度,就像潜水艇用舵来保持不同水深那样。

不过后来船舶技术发展发现,螺旋桨的推进效率比轮子高多了,所以现代船舶基本都改用螺旋桨了。现在只有在特别浅的水域或者游乐场所才能看到带轮子的船,大部分机动船都改叫某船了,比如客船、货船,不再强调'轮'这个字。

改变船体体积来控制浮沉虽然理论上可行,但实际操作起来特别麻烦。要是只要求偶尔上浮一次,倒是可以挂几个小沙袋,需要上浮时直接扔掉沙袋就行,这种方法简单粗暴但只能用一次。

有趣的是,早在我国明代就已经出现带轮子的船了,不过那时候还是靠人力来转动轮子推进的。等到后来西方发明了蒸汽机带动的轮船,国人觉得这种机器带动轮子的设计很新鲜,就直接把机动船统称为轮船了,像货轮、客轮这些称呼都是这么来的。

轮船这个名称其实源自早期的船舶设计,那时候船只会用轮状装置来推进。特别是蒸汽机发明后,人们把蒸汽机和这种轮子结合起来,装在船的两侧或尾部,通过转动轮子来推动船前进,所以这种用机器带动轮子推进的船就被叫做轮船了。

如果想自己做个能水下活动的小船,最简单的办法就是装个升降舵,通过调整配重让船悬浮在水中。不过要是想做真潜艇模型,就得加装空气泵、可控水仓和排水排气装置,难度会大很多。