鯨魚能潛到3000米深海,為何潛艇超1000米就扁了?專家:構造不同

2020-12-06 利刃號

潛艇自問世以來,至今最深下潛記錄為1300米,該記錄是由前蘇聯時期685型攻擊核潛艇"共青團員號"所創造的。當下,即便是目前中美俄三國最先進的軍用潛艇,其下潛深度也普遍控制在1000米之內。因為即便在耐壓殼體技術方面不斷升級,但潛艇依然無法抵禦1000米以上深海帶來的強大水壓。下潛深度超過1000米,潛艇殼體就有被壓扁的危險。而與潛艇相比,鯨魚堪稱深潛高手,其中的抹香鯨甚至能潛入3000米深海捕食。科學家分析,鯨魚的這一本領,正是由其獨特的生理結構所決定的。

科學家曾經經過精密測算,海平面以下3000米深海的海水壓力甚至達到了300個大氣壓,在這樣的壓強下,即便是最堅固的潛艇殼體也將難以承受,被水壓完全壓扁。與此相比,鯨魚除了長期保持1小時以上的水下活動時間外,"潛水之王"抹香鯨甚至在深海中能夠憋氣遊動長達兩小時。能夠超越現代潛艇達到身體內部與海水外部的壓力平衡,其獨特的身體構造功不可沒。眾所周知,抹香鯨擁有碩大的頭部,其頭部甚至達到了整個身體大小的四分之一。由於擁有龐大堅固的頭骨保護,抹香鯨完全可以忽略深海壓力。與此同時,經過數百萬年的進化,抹香鯨等鯨魚已經進化成為了獨特的"全向承受壓力"身體結構。它們體內的水分、氣體已經和外部海水壓力趨於平衡,而為了適應長時間深海捕獵,抹香鯨的右鼻孔通道還自動形成了天然的"空氣貯藏室",相當於額外多了一個肺,讓抹香鯨能夠擁有強大的呼吸系統,這種呼吸系統也能夠伴隨著下潛深度進行內外調節,保護髒體不受水壓損傷。

和抹香鯨天然的身體構造相比,為了對抗深海水壓,人類不得不在潛艇的殼體設計上大做文章。比如,曾經創作潛艇潛深記錄的前蘇聯海軍685型攻擊核潛艇"共青團員號",就另闢蹊徑採用了特殊的鈦合金材料作為潛艇殼體,據俄羅斯媒體報導,前蘇聯海軍共耗費90億美元進行研發改進,最終實現了1300米的潛艇最深下潛記錄。即便如此,潛艇在下潛超過1000米深度後,就會隨時面臨被巨大水壓損傷甚至壓扁的危險。

首先來說,在耐壓殼體材料得到全面應用的今天,經過特殊技術處理的鈦合金潛艇殼體的極限承受水壓能力也僅在1500米左右,而普通合金鋼殼體下潛極限深度僅有600米左右。其次,從潛艇的造型結構來看,各國軍用潛艇依然是長線條橢圓形,存在受力不均勻的根本性弱點。因此,一些民用深海潛水器普遍會採用圓形結構,這樣可以受力均勻更耐壓, 下潛深度也會進一步提升。比如,我國自主研發的"海鬥"號無人潛水器就達到了10767米的下潛深度。最後,深海下潛對於潛艇殼體的焊接質量有著極高的要求,一旦殼體在焊接方面出現紕漏,其焊接處部分也將成為海水最薄弱的突破口,巨大水壓將從此撕開裂口,讓潛艇沉入深海。

近年來,美國海軍在潛艇殼體材料研究方面處於世界領先水平。特別是其規模龐大的核潛艇編隊,除了部分型號潛艇依然採用數十年前問世的HY-80特種鋼材之外,其新一代HY-130特種鋼材已經開始逐步應用,最新型號的鋼材甚至可以抵抗超過1000兆帕壓強。基於此,目前"海狼"級核潛艇的下潛深度已經全面趕上俄羅斯海軍最新型"亞森"級核潛艇,可以輕鬆達到600米下潛深度。與此同時,根據媒體報導,中國目前正在全力研發一款抗壓能力達到2000兆帕的"超級鋼材",一旦最終定型並投入使用,中國潛艇的深海下潛能力將得到質的飛躍。(舍娃)

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  • 鯨魚能潛至3000米深海,為何潛艇剛超過1000米,就會被壓扁?
    眾所周知,在現代海戰中,潛艇的作用越來越大。要知道,相較於其它航行在水面的艦艇來說,潛艇航行在大海深處,能夠對海上的艦艇發出致命一擊,即便是「海上霸主」航母,面對潛艇也必須小心。現如今,隨著技術的提升,無論是潛艇的下潛深度,還是其在海水中靜默的時間,都得到很大提高。
  • 肉身鯨魚能到海底千米,為何潛艇卻怕被壓扁?奮鬥者如何突破萬米
    一般來說,核潛艇的下降深度在300米左右,攻擊型核潛艇則可以達到600米,採用鈦合金等高端材料打造的核潛艇,可以突破1000米的大關,不過再往下潛,潛艇便開始遇到了下潛極限,為什麼海底水壓是鋼鐵製造潛艇難以邁過去的坎呢?
  • 鯨魚可以下潛數千米,為何鋼鐵打造的潛艇反而容易被海水壓扁?
    單拿深海裡的壓強來說,根據液體壓強公式P=ρgh來推測的話,海平面以下1000米的地方,物體所承受的海水壓強就是海平面的近100倍,相當於每平方米承受上百噸物體的重量。所以進行深海探測,如何克服海水巨大壓強是一個必須要面臨的嚴峻問題。為了探測深海自然環境特徵,除了人們放置的使用特殊材料和工藝製作的無人探測器以外,潛艇也是應用較多的一個人造物體。
  • 鯨魚能潛至三千米的深海中,為何潛艇超過一千米就會被壓扁
    我們知道,鯨魚生活在海中,是世界上最大型的哺乳動物。鯨魚是一種神奇的動物,它不僅體型巨大,更是能夠下潛至深海中去。學過物理的我們都知道到,越往海的下面去,所要承受的壓力變越大。所以,下潛到深海中是要承受巨大的壓力的。
  • 鯨魚血肉之軀,能在2000米深海生存,鋼鐵打造的潛艇卻會被壓扁?
    鯨魚可以用血肉之軀下潛至海底2000米,而人類用鋼鐵打造的潛艇卻會被瞬間擠爆,這到底是為什麼呢?為了探索海洋奧秘,人類做出了哪些努力?大自然的神奇體現在各個方面,以我們熟知的海洋生物鯨魚為例,作為世界上最龐大的哺乳動物,鯨魚有龐大的身軀和驚人的食量,不僅如此,鯨魚之所以能在深海中自由的遨遊,是因為它們擁有一套和人類完全不同的呼吸系統,在下潛時可以按照情況,合理的控制空氣排出量和速度,通過自動縮小肺部來平衡體內外壓強我們都知道水深和水壓有極大的關係
  • 中美俄三國核潛艇,最大下潛深度不足千米,為何鯨魚能到2000米?
    用上好的鋼鐵製成的核潛艇最大下潛深度不過千米,為何血肉之軀的鯨魚卻能下潛到2000米?其中最限制潛艇技術發展的就是潛艇的下潛深度,目前中美俄三國的核潛艇下潛深度普遍都在幾百米左右超不過千米,而這樣的深度對於海洋深度來說根本不算什麼,但一些魚類卻能在海洋深處自在遊弋,那潛艇為什麼到不了更深的地方呢?深海魚為何能下潛這麼深?
  • 為什麼鯨魚能下潛到水下2000米,而鋼鐵打造的潛艇會被壓扁?
    大自然的神奇常常會使我們驚嘆,我們都知道,在深海之中,水壓會變得非常大,在水下大概一千米左右的地方,水壓大概有97個大氣壓左右,這也就意味著,每平方米需要承擔重量達到了可怕的970噸。因此,我們在設計製造潛艇的時候,經常要考慮水壓對潛艇造成的巨大影響。
  • 鯨魚能潛上千米,為啥鋼鐵造的潛艇卻不行?構造原因了解一下
    不過鯨魚比潛艇潛得更深,就拿一些小型鯨魚來說,小齒鯨的潛水深度約為100-300米,而長鬚鯨可在300-500米以下停留約一小時。牙齒最大的抹香鯨有更驚人的潛水能力,在大約1公裡的水下可以停留長達2小時。眾所周知,潛艇的材料是特製的抗壓金屬,一般深度也就500米左右。而對於鯨魚,這種血肉之軀的動武,憑什麼可以在幾百米到1000米的深度自由遊泳。
  • 鯨魚全身都是肉,能輕鬆潛入深海,為什麼人類的潛艇卻做不到?
    數千年前,人類已經能夠製造出大船揚帆起航,但是流傳在世界各地的海怪傳說,說明了當時的人們對深海的恐懼。直到一百多年前,人類才發明了能夠在水下航行的潛艇。在海洋裡,有著許多潛水能力很高的動物,比如鯨魚。抹香鯨一口氣就能潛入2000多米深的海域捕食烏賊,能夠在深海輕鬆活動幾個小時。對於血肉之軀的鯨魚來說,它為什麼比鋼鐵鑄造的潛艇更能潛水呢?答案其實並不複雜。
  • 正式進入10000米深海
    米即為深海,其中超過2000米的深海區佔海洋面積的84%。比如距離海平面1500米的水下,人所承受的壓力相當於1萬個人站在身上。而這種壓力,是最先進的潛艇也難以承受的。比如著名的挑戰馬裡亞納海溝的「的裡雅斯特」就是專用的潛水器,遠超軍用潛艇的下潛極限
  • 鯨魚下潛2000米,為何人類不行?同是哺乳動物,鯨魚有何特別?
    鯨魚雖然叫魚,卻是海洋中為數不多的哺乳動物。胎生哺乳、以肺呼吸、體溫恆定,也算得上和人類有不少的相同點。世界上的鯨魚大約有100種,一般生活在500米以上的淺水區,但是也有能在2000米生活的抹香鯨。
  • 中國,正式進入10000米深海
    ,海平面以下1000米即為深海,其中超過2000米的深海區佔海洋面積的84%。此外,在海平面200米以下,海水的密度、溫度、鹽度都會發生很大的變化。生活在深海的生物往往極其古老而且基本都是瞎子(畢竟沒有光)(下圖這種約生活在1000-2500米深度)(圖片:Wikipedia@Theodore W.
  • 深海中的未知「怪獸」真的存在麼?10000米的海底究竟有多恐怖?
    ,不管是溫度還是密度都會發生劇烈的變化,陽光的照射就越來越弱,生物也隨之減少,而這也是海底世界的一個重要的位置,再往下就有約1000米的過渡層,海水的各項指標都會發生劇烈的變化。,四周一片漆黑,安靜的讓人可怕,不過這裡也生活著不少魚類生物,鯨魚家族中最大的叫抹香鯨的強大生物,生活在1760米左右。
  • 深海中的未知「怪獸」真的存在麼?10000米的海底究竟有多恐怖?
    其實在深海200米之下,已經是光的臨界點,不管是溫度還是密度都會發生劇烈的變化,陽光的照射就越來越弱,生物也隨之減少,而這也是海底世界的一個重要的位置,再往下就有約1000米的過渡層,海水的各項指標都會發生劇烈的變化。
  • 深海中有可能存在比鯨魚更大的超巨型生物嗎?
    什麼大型烏賊,海怪,巨齒鯊等等……深海真有這些東西嗎?鯨魚,特別藍鯨作為地球已知最大的物種,我想目前是沒有什麼生物能夠超過它的巨大的,神秘的深海,其實沒那麼神秘,相反是個相當貧瘠之地。 深度200米以上的,屬於淺海區,水溫在10℃左右,這裡藻類分布很多,陽光充足,動植物豐富;200~1000
  • 深海中還有比鯨魚更大的生物嗎?1年長20米,有一隻奇怪眼睛
    文/行走天涯深海中還有比藍鯨更大的生物嗎?1年長20米,相當於7層樓高度在我們多數人的印象當中,生物當中體積最大的應該就是海洋中的藍鯨了。已知一頭鯨魚的重量大約在200噸左右。只因為這種生物隱藏在海洋的深處,而以人類的潛水技術來說,海洋是神秘不可測的,哪怕我國的潛艇三號已經能夠深入到海底萬米之處,卻也不能夠像真正的魚兒一般自由的遊動。比如接下來要給大家介紹到的這種名為大王酸漿魷的生物,在體積上可能就要遠超藍鯨,只因為它平時一直生活在海下3000米處,甚至是4000米以下,以至於大多數人根本就無法接觸到大王酸漿魷。
  • 50米、100米,再到3000米、5000米,帶你了解深海「的哥」背後的故事
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