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有人说潜艇就像海上的“不倒翁”,但是潜艇真的永远不会倾覆吗?

潜艇作为深海中的“大鱼”,其实也是一样的。潜艇不会乱翻,对于一艘潜艇来说,保证不翻是最基本的标准。

潜艇在设计时就已经考虑保持稳定了,指挥、生活等较轻的舱室在上层,动力、推进、武器、蓄电池等重型舱室在下层,潜艇上轻下重,像“不倒翁”一样稳定。更重要的是,潜艇艇艏艇尾以及艇身两侧安装有十几个水柜,控制潜艇的升降与平衡。各个水柜通过增减水量,保持潜艇横向和纵向平衡。

在恶劣海况下潜艇一般是不会在海面航行的(除非特殊情况),因此,恶劣海况对潜艇的挑战并不大。防止潜艇倾覆主要靠两个方面:一是重心与浮心的相互关系;二是纵向“自由液面”和载荷移动控制。

横向稳定主要靠艇体“重心”与“浮心”设计:“重心”是指潜艇的重力中心,比较好理解;“浮心”是指浮体或潜体水下部分体积的形心,当浮体方位在发生偏转时,其水下部分的体积虽保持不变,但其形状却发生变化,因而浮心的位置也相应地移动。重心与浮心如果不在同一垂直直线上,就会产生力矩,而重心与浮心间的力矩是潜艇及船舶横向稳定性的关键因素。 船舶“浮心”与“重心”力矩的形成(潜艇也一样) 而对于潜艇水下航行的稳定性,也同样决定于浮心与重心之间的距离,即水下稳心高。浮心在重心之上,则稳心高为正值,潜艇可以自动恢复到原平衡位置,使潜艇处于稳性平衡状态;浮心与重心重合,则稳心高为零,潜艇既无扶正力矩,也无使潜艇继续倾斜的力矩,潜艇将停留在倾斜位置,使潜艇处于中性平衡状态;浮心在重心之下,则稳心高为负值,扶正力矩与倾斜方向一致,起着倾覆作用,当外力作用消失后,潜艇将在此倾覆力矩作用下,继续倾斜,使潜艇处于不稳定平衡状态,直至倾覆。

纵向稳定性重要靠控制“艇内自由液面”实现:影响潜艇纵向稳性的主要因素是,艇内“自由液面”的流动和在纵向上移动载荷。压载水舱内的水及燃油等“自由液面”流动,可减弱潜艇纵向稳定性;而艇内纵向移动载荷(如密封舱进水、鱼雷位置移动等)易使潜艇产生纵向不平衡力矩。由于潜艇长宽比很大,水下纵向扶正能力差,产生的纵向不平衡力矩往往很大,使潜艇易出现大纵倾,一旦监控或操作不及时就会发生沉艇的风险。

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