潜水

首页 » 常识 » 问答 » 鲸鱼潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜
TUhjnbcbe - 2022/7/14 17:01:00
白癜风怎么治好得快 http://m.39.net/pf/a_7637171.html

年8月12日,俄罗斯海*正在巴伦支海进行*演,大概到下午3点,随*参演的巨型潜艇库尔斯号突然不见了,俄*立马启用指挥舰进行搜索,奇怪的是,庞大的库尔斯号居然失去了任何信号。

起初俄*并没有将其放在心上,认为这艘堪称“航母杀手”的库尔斯号潜艇只是发生了小小的意外,是夜,在巴伦支海继续参与*演的士兵及其他潜艇成员忽然听到了噼里啪啦的爆炸声,但据悉,所有参与*演的潜艇并没有主动发射炸弹,也没有遭到外界导弹袭击,那么,这爆炸声是从哪里传来的呢?

经过一番调查和探测,人们几乎一致地认为这声音是从库尔斯号潜艇此前所在方位传过来的,他们猜测可能是库尔斯号正在发射导弹,但由于爆炸声接连不断,人们越听越觉得爆炸声音不对劲儿,后来才意识到,这是船体发生爆炸的声音,这艘被称为世界最大的战略核潜艇之一的库尔斯号就这样沉没于巴伦支海海底,连带着潜艇中的多名船员也都葬身海底,这就是震惊当时世界的库尔斯号事件。

经过长达一年时间的调查推断,库尔斯号潜艇沉没的真相最终浮出水面,原来是由于先天设计不足,存放不当,潜艇上搭载的65型“胖姑娘”鱼雷受到压强影响而发生燃料外泄,随即发生爆炸,因爆炸产生的~度高温导致其他鱼雷也发生二次爆炸。

这种强烈的冲击自然能够波迅速摧毁潜艇的密封舱门,大量高压水柱从裂缝中涌进潜艇,舱内成员无法及时抢险,最终多名成员都被水压活活拍死,唯一值得欣慰的,就是库尔斯号潜艇上搭载的核反应堆没有出现岔子。

*用潜艇在水下工作时,下潜的深度一般是在~米左右,就这个深度,也不是所有潜艇都能保证万无一失,因为海水施加于物体之上的压强实在是太恐怖了。

深海巨大的压强,超乎我们的想象

当今世界,海洋占据地球表面总面积大概为71%左右,也就是说,这个世界大概有71%的地方都是海洋,就目前来说,据指学家考查验证,四大洋中最深的区域应该就是马里亚纳海沟,深度超过1万米,在这种生存条件极度恶劣,黑不溜秋,几乎见不到光的海底,自然没有多少活蹦乱跳的生物存在,因为这儿的压强,和我们所接触到的,不是一个概念。

压强这东西看不见摸不着,但是实实在在存在的一个东西,通俗来讲,就是水给物体施加的一个压力,举个例子,对一个业余潜水爱好者来说,每次憋着一口气潜入水里,总会感到胸口发闷,呼吸不畅,还有就是在泡澡时,把肩膀以下部分都放进水里,我们同样也会有这种感受,其实这些就是压强在作祟。

在海里,压强会随着深度的增加而增加。

液体压强的计算公式是P=ρgh,为了方便进行粗略计算,其中的g有时可以取固定值为10N/kg,ρ为液体密度,在低温,海水压力大和高盐的地方,海水密度就会随之变大,由此可见,随着深度增加,海水压强也会越来越大,大致算来,深度每增加10米,海水压强就相当于增加一个标准大气压,也就是说,在海平面以下1千米的地方,物体所承受的压力相当于海平面的倍,换句话说,物体每平方米就要承受上百吨其它物体的重量。

如果您还不能理解,我再举一个比较形象的例子,比如目前所知的,在马里亚纳海沟底部,海水压强大概是MPa(一个标准大气压的强度大约是KPa)这就相当于0个标准大气压,这个压强要说大吧,那肯定是很大的,因为这就大概相当于把埃菲尔铁塔的全部重量放到一张课桌上的压强。

潜艇通常来说面积都会很大,除去各种压力舱,发动机舱或专用舱外,它中间还要拥有容纳部分船员的生活空间,这样一统计起来,它的面积就不会很小,也正是因为它的面积大,受力面积比较广,所以照人类目前科技发展水平来看,它的下潜深度极其有限,平均在几百米,当然,目前世界上最先进的攻击型核潜艇,算得上是潜艇界技术含量最高的了,但他的下潜极限依旧在米左右。

因为再往下,潜艇可能就支撑不住了,目前人类制造潜艇所使用的材料为钢材或钛合金,其中美国的HY-80或HY-算得上是钢材里硬度和抗压性最强的两种,但这两种材料也无法保证潜艇在海水米以下能够完全承受海水压强,再说,到时潜艇的动力系统也没办法正常运动,普通*用核潜艇在下潜时所采用的方式是利用压载水舱来进行的,在深海,水舱门可能会被极强的水压给拍坏,所以潜I艇不适合在深海作业。

可能会有人提出质疑,明明我国“奋斗者号”年在马里亚纳海沟实现了下潜突破1万米的记录,这是怎么回事呢?

我国的“奋斗者”号潜水器

其实这点很好解释,因为潜水艇和潜水器不是一个概念,我国的“奋斗者”是潜水器而不是潜水艇,前者是用螺旋桨来推动潜水器的前进和上升,而后者即潜水艇则是使用压载水舱,通过排水灌水两种方式来实现潜艇的上下位移动。

另外,潜水器的设计比较特殊,除了要利用抗压性能特别强的材质之外,整个外壳也要做到一次性成型,避免各个部分通过焊接进行组装,因为这些衔接的地方在巨大的水压之下,容易出现裂缝,最终导致潜水器落得和潜艇一样的下场。

当然,这是因为有了这些巧妙的做工,下潜到一千米对它来说简直轻而易举,有些潜水器,比如我国的蛟龙号和奋斗者号都能下潜至海底7千米以下,奋斗者更是打破了1万米的记录。

可潜水器毕竟是潜水器,它的空间及作用都是十分有限,一般只用于科考,帮助人们了解海底世界,目前人类打造的潜艇还无法实现下潜到这个深度,但是,有一种海底巨型动物却能实现这点,他就是被人们称为“一鲸落,万物生”的鲸鱼。

鲸鱼是动物,是肉做的,而潜艇是由钢铁合金打造的,同样是下潜万米,为什么钢铁打造的潜艇在水下容易被压扁?而鲸鱼或其他鱼类却能畅游无阻,似乎感受不到任何压力呢?

鲸鱼为何能在海底万米处生存?

众所周知,也是因为水压的影响,许多海洋生物的习性都发生了变化,比如水下米的地方,其压强就相当于一只重达几百斤的胖熊站在一枚硬币之上,这种压力能直接压爆鹦鹉螺的气压室,所以在这个深度几乎看不到鹦鹉螺的身影,事实上也极少有鹦鹉螺会生活在深度超过米的海水里。

漂亮的鹦鹉螺

另一方面,巨大的水压还会使水中的氮分子进行分解,然后进入生物体内,造成生物出现醉氮症状,举个例子,比如潜水员在潜入水底到游上水面的过程当中,如果出现操作不当的情况,使其肺部不能快速清除血液内多出来的氮气,那么这些氮气可能会进一步形成气泡,阻碍人体血液的正常流动,使潜水员出现身体不适等各种症状,严重的还可能会导致死亡。

生活在海底几千米甚至是1万米以上的海洋生物,其生存环境无异于一支强大的高压锅,那么,这些生物是如何适应并实现自保的呢?

对大部分生活在浅海的鱼类来说,压力给他们施加的影响并不是很大,因为他们体内没有内耳道,肺等气体通道,同时也没有可压缩性气囊,所以体内的气压和外界压强几乎处于平衡状态,一般情况下感受不到压强的存在。

但是,像鲸鱼这样的哺乳动物,他们没有鱼鳃,需要通过肺来实现呼吸,而且不能在水中呼吸,所以每隔一段时间就会浮出水面,但由于生活习性比较特殊,他们能够长时间在水中屏气,一般情况是在白天潜入万丈海底,夜晚出来觅食。

但不管怎么说,对鲸鱼而言,他们没办法像大多数浅海鱼类一样,保持内外压力的平衡,不过,这也难不倒它们。

就以鲸鱼为例,纵使水压再强,这些鲸鱼们也可以通过坍塌的胸腔来实现内外压力的平衡,一般情况下,当鲸鱼下潜至水下70米时,它们灵活的胸腔在压强的作用下空间就会不断缩小,胸腔里的肺在胸腔的挤压下会不断向外释放肺泡,紧接着会跟着胸腔凹陷,肺里没有气体,自然也就不用怕因压强的变化而发生爆炸,同时也不会出现醉氮症状。

深海狮子鱼

另外,像生活在海底7千米的狮子鱼,他们的骨骼构造非常特殊,不像其他动物那样厚重,总之显得非常薄细,同时他们的头颅也不是完整的封闭性结构,肌肉韧性十分强烈,这些特殊的构造同样也可以帮助他们应对深海的巨大水压。

不过,经科学家们长期研究发现,这些生活在深海里的生物也不是没有受到水压的丝毫影响,像鲸鱼,长期潜水也会对他们造成骨损伤,也就是说,鲸鱼并不具备对水压完全免疫的生理结构,在强大的水压面前,任何生物都会受到一定影响,只不过有大和小的区分而已,当然,水压对鲸鱼造成的骨损伤需要经过长时间的积累才会凸显出来,而且不会对他们的生存造成致命的威胁。

小结

这些海洋生物为了适应千变万化的自然环境也是用尽了各种方法,鲸鱼可以压缩的胸腔就是其中之一,同时像鱼漂,气室等特殊结构,同样也是海洋生物为了应对海洋浮力,压力和黑暗等特殊环境而演变而来的,有些生物甚至可以自己发光,如龙头鱼,灯眼鱼等等,他们都是海洋生物中矫健而又充满智慧的竞争“选手”,也应了那句话:穷则变,变则通。

大自然的力量是无穷的,同时大自然的各种生物也是人类的老师,比如飞机就是模仿鸟类制造出来的,而潜艇是模仿海豚研发出来的,当然,模仿终归是模仿,后者这些没有生命的物体,当然也有其一定的使用极限,人类的科技在进步,相信潜艇也有像鲸鱼那样可以适应海底万米环境的那天。

声明:本号内容部分转自其它平台,目的在于传递更多信息,并不代表本号观点及立场和对其真实性负责。若有侵权或异议请联系我们删除。

预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇
1
查看完整版本: 鲸鱼潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜