神秘的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。