当潜水艇需要上浮时，操作流程则相反。此时，机器会将大量预先储存的压缩空气强行注入水舱。高压空气会迫使舱内的海水排出到外部，随着海水被排出，潜艇的整体重量减轻，浮力大于重力，潜水艇便会迅速浮出水面。
潜艇下潜时水舱里的空气会被压缩吗？
在潜艇的外观设计上，早期设计师也深受生物界的启发。他们模仿鳟鱼等鱼类的外形，将船体设计成狭长的流线型。这种设计不仅美观，更重要的是能有效减少潜艇在水中航行时的阻力，提高航行的效率和速度。
例如，人们观察到僧帽水母拥有充气的“浮鳔”，这些气囊可以根据感觉细胞的信号充入适量气体，使水母能够浮在水面上。这种通过调节气体量来控制沉浮的机制，为人类设计潜艇的浮力控制系统提供了重要的生物学启示。
当潜水艇执行下沉任务时，操作人员会打开特定的阀门，允许外部海水涌入水舱。随着海水不断注入，潜艇的整体重量逐渐增加，当重量超过浮力时，潜艇就会开始慢慢下沉，这个过程完全通过控制进水量来实现。
最初的潜艇研制经历了一个漫长的发展过程。最早期的尝试甚至是依靠人力来操作，人们需要手动摇动机械装置，往水柜里注水或排水，以此来控制潜艇的下潜和上浮。虽然效率低下，但这标志着人类征服水下世界迈出了第一步。
鱼类则是依靠精巧的鱼鳔来充气和排气，从而实现沉浮。鱼鳔就像一个气球，充气时体积增大，浮力增加；排气时体积缩小，浮力减小。这种自然的沉浮机制深深启发了人类，促使我们从17世纪初开始尝试研制人造的潜水装置。
乌贼也是利用改变体内水的密度来实现沉浮的高手。它们体内的浮室——海鳔鞘，其中的孔隙会按照游泳水深所需的特定比例，混合水和气体。通过调节这种混合物，乌贼能够精准地控制自己在海水中的深度。
潜艇的设计灵感很大程度上来源于自然界的水生生物。早期科学家和工程师在研究如何实现潜艇的自由沉浮时，开始向海洋生物请教，观察它们如何利用身体结构在不同深度间自由移动，从而获得技术上的突破。
关于您提到的水舱中空气的问题，实际上在注水下沉时，空气是通过压力排出水舱的，而不是被留在里面压缩。在下潜过程中，海水进入占据空间，空气被压出舱体。而在上浮时，则是重新注入高压空气来排出海水，这是一个动态的置换过程。
如果希望潜水艇能够悬停在海洋中的某一特定深度进行作业或航行，只需精确控制水舱内注入的海水量即可。通过保持适量的海水，使得潜艇的重力与浮力达到平衡，从而稳定地维持在目标深度。
潜水艇在水下作业时，其外壳体积是固定不变的，因此根据阿基米德原理，它受到的浮力也是恒定的。为了能够顺利潜入水中，潜水艇必须依靠内部那些专门设计的“水舱”来调节自身的重量，这是实现下潜的关键机制。