核潜艇工作原理,潜水艇的设计原理
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核潜艇全称核动力潜艇，是指以核反应堆作为主动力源的潜艇。
核潜艇通常采用压水型核反应堆装置，简称压水堆。核反应堆产生的核能是不能直接驱动潜艇的，必须经过几次能量转换，其基本过程是：核反应堆中的核燃料在进行核裂变时产生极高的温度，利用获得的高温加热一回路的高压水，这种高热高压水在经过蒸汽发生器后，把热量传递给二回路，使二回路的水被加热成蒸汽，然后利用蒸汽推动汽轮机运转，并通过传动装置带动螺旋桨旋转，最终驱动潜艇航行，这种推进方式称为“蒸汽轮机推进”方式.
还有一种“电动机推进”方式。它是利用核反应堆提供的蒸汽带动汽轮发电机发电，再把电能输送给大功率的电动机，电动机运转带动螺旋桨旋转，达到潜艇航行的目的.
由于核反应堆的作用是提供工作蒸汽，它就相当于一台烧水的锅炉，因此有人称它为“原子锅炉”。
核潜艇是在常规潜艇的基础上发展起来的，从总体上看，除了主动力完全不同外，其他方面与常规潜艇的基本原理没有太大的区别。然而，正是由于采用了核动力，使千百年来的传统舰船动力发生了革命性的变化，并由此大大提高了潜艇的战术技术性能。核潜艇集中了更多的高新技术，具有更为突出的优势，特别是在隐蔽性、机动性上有很大的提高。
1．隐蔽性。
核潜艇采用核动力装置工作，具有充足的能源，而且工作中不需要氧气，不用浮出水面就可以连续在水下长期航行，有着几乎不受距离和时间限制的巨大优越性。从理论上讲，核潜艇一次核装料可以在水下连续高速航行数百个昼夜、数十万海里，也就是说，可以在水下绕地球航行十几圈。1960年，美国的“海神”号核潜艇在水下用两个月时间沿着麦哲伦航线首次环绕地球一圈，以后核潜艇更是经常进行环球航行和从冰冠下穿越北极，其行踪秘密，难以被发现。
虽然核潜艇本身有“无限”的续航力，但是潜艇艇员的耐久力和食品的装载量会限制核潜艇的续航能力。即使这样，核潜艇也可以在水下连续潜航两三个月，而且航速不受限制。核潜艇超强的水下续航能力，使它成为真正意义上的“潜”艇；而常规潜艇使用蓄电池，水下全速航行一两个小时就会把电能耗尽，低速航行也仅能维持几天，然后必须浮起到通气管状态充电补充能量，一次充电时间达数小时到十几个小时，且充电时的噪声很大，潜艇的水下连续航行计划被迫中断，暴露的机会明显增多；即使采用先进的“AIP”动力航行，连续潜航的时间最多也只有二十来天，且只能低速航行，所以仍然不能与核动力相提并论。
隐形是潜艇的主要“盾牌”，核推进极大地增强了这张盾牌的作用，使潜艇的生存能力大为提高，生存能力的提高意味着军事实力的加强, 其本身就构成了一种无形的威慑力。
2．机动性
常规潜艇水下航速最高20节左右；核潜艇具有大功率的动力装置，水下航速一般在25节至35节，有的甚至高达40节左右。 所以，可保持水下高速航行是核潜艇的又一特点。核潜艇可以用持久不变的高速主动搜索目标、摆脱危险、抢占阵位、奔袭战场和为同样是高速的水面舰船伴随护航等，而不是仅仅局限于等待目标进入它的伏击范围。核潜艇的高航速提供了核潜艇机动灵活的作战特性，就战场主动性而言，核潜艇在作战使用上发生了质的飞跃。
一、核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力，热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变，所以核能暂时未能得到大规模的利用。利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。
二、潜艇为什么能在水中上下沉浮呢？
因为它的两侧有水舱。充水时潜艇下降；排水时潜艇上升。
排水靠的是压缩空气。
人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇，这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力，它能下潜离水面深达500米，具有良好的隐蔽性和续航力，能从水下袭击水面舰船和岸上目标，也能作侦察、布雷和运输等。最初，人们也是将石头或铅块等重物装进潜艇，使潜艇下沉，卸掉石头或铅使潜艇重浮水面，这种潜艇当然不能下潜太深，而且费事，上浮后再要下潜，则又要从岸上取得石头。
后来改进了，用浮箱充水取代石头，使潜艇下沉，要上浮时，用压缩空气通入浮箱排水，并可通过调节使艇身周围海水的比重相等就能保持潜艇在水中一定深度，不浮不沉，这种潜艇非但省事得多，而且可以控制潜水深度，自由沉浮。
现代又用核动力作为推进动力制成核潜艇，水中排水量达到万吨以上，水下续航力达20万海里，自持能力达2～3月。从原始的潜艇到现代的核潜艇都是以沉浮原理作为基础。然而，早在人类出现以前，许多水中动物已经具有很好的潜水本领，具有令人赞叹的浮箱系统结构。
到海底去，除了要解决沉浮问题外，如何抵抗深海的巨大压力也是要解决的。人平时所承受的大气压力约为每平方英寸15磅，而水下3000英尺深度的压力达到每平方英寸四分之三吨。用作科学考察的美国特里斯特号深海潜艇能下潜35800英尺，那里的压力超过每平方英寸16000磅，仍然有鱼类活动。
为了抗压，潜艇的外壳大都采用抗高压合金钢；特里斯特号的乘客舱的外壳厚度达到7英寸。然而，不管是乌贼还是鱼的皮肤与它相比又是显得多么薄，深海潜水艇的沉浮系统没有采用浮箱，而是用一艘充满比水轻的航空汽油的“气船”，它既能沉浮又能抵抗深海的巨大压力，球形的乘客舱连接在“气船”的下面。有一种深海乌贼叫酸浆乌贼，它具有类似深海潜艇所用的“气船”的构造。大多数乌贼的体腔都已退化成围心腔、肾管内腔和生殖腺外面的囊腔等，而酸浆乌贼还存留有真体腔的地方，腔内充满一种比水还轻的含氨液体。这个低密度液体“气船”帮助酸浆乌贼上浮，并起有抵抗深海压力的作用。
核潜艇与常规潜艇的沉浮原理一样。
潜艇为什么能在水中下潜、上浮，甚至悬停呢？
这主要与重力和浮力有关。根据“浮性定律”（或阿基米德定律），任何物体在液体中都会受到浮力的作用，浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量。当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中，这两个力大小相等，但方向正好相反。
潜艇在水中时，这两种力也都会作用在潜艇上。如上所述，潜艇本身的重量叫做重力，潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力，要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行了，那么怎样增加潜艇的重量呢？在潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力），潜艇就逐渐下潜。
当潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，使潜艇在水下的重量减轻了，当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时），潜艇就会上浮，直至浮出水面。
另外，也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深度（安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度），继续上浮到10—30米深度时是危险深度，上浮到10米左右时属于潜望深度，到达潜望深度后就可以排水上浮了。
潜艇下潜和上浮的原理就跟鱼类差不多，鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔，其作用类似于潜艇上的压载水舱，是鱼在水中沉浮的主要调节器官。当鱼要下沉时，挤出鱼鳔中的气体（潜艇是向压载水舱里注水），使身体的重量加重；相反，鱼要上浮时，通过摄取水中的气体来充满鱼鳔，使身体的重量减轻
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潜艇设计与工作原理潜艇为什么能在水中下潜、上浮，甚至悬停呢？这主要与重力和浮力有关。根据“浮性定律”（或阿基米德定律），任何物体在液体中都会受到浮力的作用，浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量。当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中，这两个力大小相等，但方向正好相反。
潜艇在水中时，这两种力也都会作用在潜艇上。如上所述，潜艇本身的重量叫做重力，潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力，要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行了，那么怎样增加潜艇的重量呢？在潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力），潜艇就逐渐下潜。
当潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，使潜艇在水下的重量减轻了，当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时），潜艇就会上浮，直至浮出水面。
另外，也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深度（安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度），继续上浮到10—30米深度时是危险深度，上浮到10米左右时属于潜望深度，到达潜望深度后就可以排水上浮了。
潜艇下潜和上浮的原理就跟鱼类差不多，鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔，其作用类似于潜艇上的压载水舱，是鱼在水中沉浮的主要调节器官。当鱼要下沉时，挤出鱼鳔中的气体（潜艇是向压载水舱里注水），使身体的重量加重；相反，鱼要上浮时，通过摄取水中的气体来充满鱼鳔，使身体的重量减轻。