《前潜进海底—潜水艇》由会员分享，可在线阅读，更多相关《前潜进海底—潜水艇（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、前(潛)進海底潛水艇 1 篇名 前(潛)進海底潛水艇 作者 郁潔。彰化中。三七班 前(潛)進海底潛水艇 2 壹前言 美的海洋浩蕩寬廣，色的海水波濤起伏，海洋這個神秘的世界，千百 一直在招喚著我們。那深底的海底世界，是吸引著人去探尋、去征服。 多少，潛入海洋深處一直是人的夢想。 海面看似平靜水底卻有著平凡的騷動。它巨大卻安靜笨拙地伏於海中，有 如鯨魚一般，但是它卻載著幾十人甚至是幾百人，或許只是單純地在海作研究 也或許有著侵性的軍事動。 魚兒自由的在水中游，這是它們生存的本能，人雖然可以學會在水中游泳，但 是無法長時間在水中活動或是潛入深海中，藉著人的智慧，我們發展一艘艘可 在水中自由的游的潛水
2、艇。 潛水艇的源起源於阿基米德，他其中一項重要的發現浮原。阿基米得在泡 澡時發現密和體積的關係，推出體積、質、浮的關係再導出對人影響 很大的浮原，證明物體在液體中所受到的浮和它所排出的液重相等。這就 是阿基米德原。 貳正文 一、潛水艇的起源 戰爭是潛水艇發展的主要動，因為戰爭，只海上，海也是勝負的關鍵，因 此潛艇的發展是在戰爭炮火中斷的演進的。 早在文藝興時達文西即繪製水下戰鑑的圖，過他深知這會造成戰爭可 怕，所以他一直都沒發表。 1620 荷人尼斯德爾造出世上第一艘人潛艇，也是目前潛水艇的雛 型。 工業革命帶科技急速的發展，現代潛艇之父約翰霍，在 19 世紀末創造 出現代潛艇，他所造的潛艇中
3、以霍 2 號最重要，其成功之處在於首次安裝使 潛艇能在前進中下潛而保持縱向穩定的升舵，下潛時，是靠增加重，而是 用水平舵下潛和保持深。1893 ，霍建成“潛水者”號潛艇，它使用雙 推進裝置 ，就是在水面航時使用蒸汽推進裝置，在水下航時使用電動推進 裝置。1897 ，現代潛艇著名的霍號潛艇建造成功，霍號裝有一具 艇艏魚發射管和可以水下發射的 3 枚魚，靠操縱潛艇自身去對准目標。它在 水上航平穩，下潛迅速，機動活，綜合性能好，在潛艇發展史上前所未有 的成功，因此被認為現代潛艇的鼻祖 。(註一) 前(潛)進海底潛水艇 3 二、潛艇的種 01.柴油動：早期的潛水艇是用柴油發動渦，但是由於柴油引擎必須燃
4、燒 空氣，燃燒後會有廢氣產生，所以還必須伸出一根管子到海面上以獲得空 氣，另一根伸出海面以排出廢氣，所以出航時必須定時浮出水面換氣。 02.核子動：目前的潛艇大部分都屬於核子潛艇，用核能發動渦的潛水艇 出現以後，出航時間就可以增加到浮出水面。 A. 空氣的供應：氧氣是採取電解法製 造，用塊電屬板放在水中，通上電 ，水分子就會分成氫原子和氧原子，其 中氧氣會集中在正極版上，儲存起之 後，可以按照需要加到空氣中。 B. 水的供應：將海水蒸餾，去除鹽和其 他雜質，就可以得到純淨的淡水。(註二) 三、潛水艇的基本構造 註三 為模仿鸚鵡騾的構造，當它要潛下水時，就開始吸水，把水吸到潛艇內側，吸到 一定的
5、重它就會開始沉下去，如果要浮上的話，就把水排掉。 且並非是完全是球形，而是線形，在海水中進時可減少阻並節燃，又 於在海水中的活動，增加動速。(註四) 早期的潛艇技術還沒有很好，船艙內空間狹小，如果空間的溫急遽上升，很 容就讓人覺得呼吸困難。 目前潛艇的構造和一般的船差多,有船艙等,但主要的分別是在設計上，艇內的 空間很少(但是核潛艇的空間較多，因為核潛艇用核動推動,比用笨重的內燃渦 前(潛)進海底潛水艇 4 機空間多很多),艙是密封的,目的防止水滲入艙內.最外層船體和艙內的外層甲 板中夾有一層空間供空氣進入，這是潛艇的下潛以及上浮的關鍵。(註五) 以核子潛艇為，它的構造大致有： 1. 船鰭：潛
6、艇浮出水面時，作為它的駕駛台，側的水平舵有助於穩定。其上 還安裝著天線、通氣管、潛望鏡等。 2. 核子彈頭 3. 動系統：核子反應產生的能造出蒸汽轉動渦，渦經一根主動軸和 一組此傳動推近器，即可推動潛水艇。潛水艇的主要目的之一是在海底 航而被發現，因此設計上都盡可能將引擎的聲音至最小。 4. 生活艙 5. 船體和船首：船體分為內外層，內層與外層間是壓艙水箱，要潛水時把水 箱充水，潛艇就會下。由於在深水海水壓很高，船體要用特別堅固的合 鋼製造 ， 還有特殊的焊接技術。 在船首部分裝有聲納設備和魚發射管。 (註 ) 6. 潛望鏡：潛望鏡深是指艦體出水面而潛望鏡能伸出 水面進有效觀測的深，狹義的講，
7、只有瞭望鏡（潛望鏡） 與物的幾何光學有直接的關係。可以用二個等腰直角鏡， 用全反射現象向上觀看前方。 7. 聲納和聲納達設備：聲納分種，一種是主動聲納，主動聲納的原是發 出聲波後，另一種則是被動聲納，收集其它物體的回聲，這種方法比較容被敵 艦發現位址。用聲納達或海圖，用海底的地形畫出海圖，潛水艇內的人會根 據海潮的速和船速，計算船大概在哪，美國海軍的潛水艇久前就因為海圖 出錯而撞到。 四、潛水艇的基本原 01. 固體可以用排斥的水，這方法稱為阿基米德原或比重定 。浮 與，牽涉到密問題。當物體的密小於液體（通常是水）的密時，就會浮 在液體上，相反地，當物體的密大於液體時，就會下。 密質體積。 傳
8、統潛水艇的船身， 壓艙 佔據相當大空間，當潛水艇浮在水面上的時候， 前(潛)進海底潛水艇 5 壓艙沒有水，因此質較輕(=船身的質） ，在除以潛水艇的體積之後，密 小於海水，因此就浮在水面上；而當潛水艇要潛入海中時，壓艙的進水口就會打 開，引入海水，在潛水艇體積變的情況下，增加海水的重，使得潛水艇的 密增大，大於海水的密，如此就往下。潛水艇的浮潛全程由 3 個水櫃協 調完成： 1. 主水櫃 在潛艇上浮下潛中起主要作用的水櫃為主水櫃。現代潛艇一般都是層殼 體，其主水櫃就是潛艇內外層殼體之間的空間。 潛艇從艇艏到艇艉的距較長，因此潛艇內、外層殼體之間通常被分隔成 干個水櫃，在每個水櫃的頂部設有通氣閥
9、，底部有通海閥。當潛艇需要下 潛時，同時打開通氣閥和通海閥，水櫃中的空氣從通氣閥中排出，艇外的海 水從通海閥入水櫃，然後潛艇本身的重增加，就會開始下潛。相反地， 潛艇需要上浮時，則關閉上部的通氣閥，同時向水櫃內供應高壓氣，慢慢將 海水從水櫃經通海閥壓出艇外，則潛艇本身的重變輕，就可上浮。 但潛艇懸在水中時，其本身的重是經常變化的。如食吃、武器發射， 都會使潛艇本身的重減輕。而且各處海水比重同，潛艇受到的浮也 盡相同。在這種情況下設計出調節水櫃。 2. 調節水櫃 調節水櫃中約儲有 1312 的海水，這部分海水的重已先包括在潛艇的 重。潛艇的重減輕，就打開調節水櫃的通氣閥和通海閥，讓海 水進到調節
10、櫃中，讓進入水櫃的海水代替減輕的重。當潛艇潛至海水比重 較大處時，潛艇所受浮增大，就打開通海閥向調節水櫃灌點水；而當潛 艇潛至海水比重較小處時，則通過高壓氣體將調節水櫃中的海水向艇外排出 一些。除外，調節水櫃還有特別的功能。由於主水櫃裝滿水後，潛艇的水下 重恰好等於潛艇整個艇體排開海水的重，所以僅有潛艇的主水櫃是無法 使潛艇坐沉海底的，而潛艇有時又必須得坐沉海底整休或規避，這時，只要 向調節水櫃灌些水，使潛艇的重大於潛艇所排開海水的重，就可沉入海 底。 3. 速潛水櫃 通常速潛水櫃是灌水的，只使用主水櫃控制潛艇的沉浮。當潛艇遇到危 險時，主水櫃和速潛水櫃同時灌水，在短時間內大大增加潛艇的重，這
11、樣 潛艇潛到水下的時間就大為縮短，以避免遭敵攻擊。速潛過程中，隨著速潛 水櫃海水的增加，總重斷增大，下潛速就越快。為防止潛艇速越 越快地深入海底，在潛艇下潛到水下一定深後，必須用用高壓氣體將速潛 水櫃中的水排出去，使潛艇的重與艇體排開海水的重相等，就可保證潛 艇懸浮在水下一定深上。(註七) 02. 潛艇水下航速快 前(潛)進海底潛水艇 6 潛艇在水面航時影響航速的阻有摩擦阻、旋渦阻、興波阻、突出體阻 和空氣阻。阻隨著航速的增加而變大。而潛艇在水下時沒有空氣阻。波 造成的興波阻也會隨著潛艇的下潛深的增加而減小，所以水面驚濤駭 時，水下可能風平靜。因此，影響潛艇水下航速的阻就只剩下摩擦阻、旋 渦阻
12、和突出體阻。 如果潛艇都是以同樣的低速航，其在水面所受到的阻小於水下受到的阻， 航速以水面為快。因為潛艇低速在水面航時，興波阻和空氣阻都相當 小，面對的只是摩擦阻、突出體阻和旋渦阻；而潛艇在水下低速航時的 主要航阻也是這 3 個阻，但潛艇在水下時浸水表面積大增，使摩擦變 大，且潛艇在水下時一些突出體入水後會加大突出體阻，所以其水下航速 自然低於在水面航。 然而高速航時，隨著航速的增加，潛艇在水面上的空氣阻和興波阻將大大 增加，其總阻值大於在水下高速航的潛艇的總阻值。估計算，當潛艇的速 達一定值時，水面阻甚至是水下阻的倍。對於核潛艇，管是水面 航還是水下航都用的同一動裝置，在同樣的額定功下，在水
13、面和水下就 會產生出同的最大航速值。核潛艇的主要活動是在水下，在動裝置的設計上 主要考慮的是減少水下的阻，所以核潛艇的水下航速高於水面航速。 五、潛水艇如何攻擊 如果目標是大型戰，則可能會使用到潛射型導彈，潛射型巡弋飛彈，如果是要 進港口或重要海域通道封鎖，將會使用魚對敵方進攻擊，潛艇還可以進 特種部隊的滲透任務。潛艇保護自己的最大武器就是安靜 ，避免被敵人發現 對潛艇而言極為重要，為達到安靜，許多潛水艇都會在表皮貼上隔音磚或是在 引擎方面進特殊改裝。延長待在海底的時間也是潛水艇的重要戰術，過去的潛 水艇採用柴油引擎，必須時常浮上海面進充電，這大大低蹤性，所以才 會有核子潛水艇的出現，目的是要
14、能長久融入大海中，使敵人難以發現。 結 從一開始人想長期待在水中，先有水下漫步到水下浮艙、潛水艙至目前的潛水 艇。潛水艇的發明讓人對海洋的開發與用進入一個空前的境界，海底的許 多資源與任何海面之施工，都少小型的潛水艇，用現代生物科技之發 展有許多是因為受到深海的特有生物其特殊之生活習慣與生構造之激而產 生的。在地球表面生活環境日漸化的情形下，人也已開始發展海底城之科 技，潛水艇正是這一之所以可能之原因。 前(潛)進海底潛水艇 7 肆引註資 註一、 註二、http:/www.ymca-coll.edu.hk/phyweb/project/3Achan/power.htm 註三、 i=big5 http:/www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=5610 註四、 註五、 註、 .tw/pupuliao/%BC%E7%A4%F4%B8%A5.doc 註七、
