为什么鲸鱼可以下潜2000米,鲸鱼下潜多深能潜到海底一万米
科学家曾经经过精密测算,海平面以下3
潜艇自问世以来,至今最深下潜记录为1300米,该记录是由前苏联时期685型攻击核潜艇"共青团员号"所创造的。当下,即便是目前中美俄三国最先进的军用潜艇,其下潜深度也普遍控制在1000米之内。因为即便在耐压壳体技术方面不断升级,但潜艇依然无法抵御1000米以上深海带来的强大水压。下潜深度超过1000米,潜艇壳体就有被压扁的危险。而与潜艇相比,鲸鱼堪称深潜高手,其中的抹香鲸甚至能潜入3000米深海捕食。科学家分析,鲸鱼的这一本领,正是由其独特的生理结构所决定的。
科学家曾经经过精密测算,海平面以下3000米深海的海水压力甚至达到了300个大气压,在这样的压强下,即便是最坚固的潜艇壳体也将难以承受,被水压完全压扁。与此相比,鲸鱼除了长期保持1小时以上的水下活动时间外,"潜水之王"抹香鲸甚至在深海中能够憋气游动长达两小时。能够超越现代潜艇达到身体内部与海水外部的压力平衡,其独特的身体构造功不可没。众所周知,抹香鲸拥有硕大的头部,其头部甚至达到了整个身体大小的四分之一。由于拥有庞大坚固的头骨保护,抹香鲸完全可以忽略深海压力。与此同时,经过数百万年的进化,抹香鲸等鲸鱼已经进化成为了独特的"全向承受压力"身体结构。它们体内的水分、气体已经和外部海水压力趋于平衡,而为了适应长时间深海捕猎,抹香鲸的右鼻孔通道还自动形成了天然的"空气贮藏室",相当于额外多了一个肺,让抹香鲸能够拥有强大的呼吸系统,这种呼吸系统也能够伴随着下潜深度进行内外调节,保护脏体不受水压损伤。
和抹香鲸天然的身体构造相比,为了对抗深海水压,人类不得不在潜艇的壳体设计上大做文章。比如,曾经创作潜艇潜深记录的前苏联海军685型攻击核潜艇"共青团员号",就另辟蹊径采用了特殊的钛合金材料作为潜艇壳体,据俄罗斯媒体报道,前苏联海军共耗费90亿美元进行研发改进,最终实现了1300米的潜艇最深下潜记录。即便如此,潜艇在下潜超过1000米深度后,就会随时面临被巨大水压损伤甚至压扁的危险。
首先来说,在耐压壳体材料得到全面应用的今天,经过特殊技术处理的钛合金潜艇壳体的极限承受水压能力也仅在1500米左右,而普通合金钢壳体下潜极限深度仅有600米左右。其次,从潜艇的造型结构来看,各国军用潜艇依然是长线条椭圆形,存在受力不均匀的根本性弱点。因此,一些民用深海潜水器普遍会采用圆形结构,这样可以受力均匀更耐压, 下潜深度也会进一步提升。比如,我国自主研发的"海斗"号无人潜水器就达到了10767米的下潜深度。最后,深海下潜对于潜艇壳体的焊接质量有着极高的要求,一旦壳体在焊接方面出现纰漏,其焊接处部分也将成为海水最薄弱的突破口,巨大水压将从此撕开裂口,让潜艇沉入深海。
近年来,美国海军在潜艇壳体材料研究方面处于世界领先水平。特别是其规模庞大的核潜艇编队,除了部分型号潜艇依然采用数十年前问世的HY-80特种钢材之外,其新一代HY-130特种钢材已经开始逐步应用,最新型号的钢材甚至可以抵抗超过1000兆帕压强。基于此,目前"海狼"级核潜艇的下潜深度已经全面赶上俄罗斯海军最新型"亚森"级核潜艇,可以轻松达到600米下潜深度。与此同时,根据媒体报道,中国目前正在全力研发一款抗压能力达到2000兆帕的"超级钢材",一旦最终定型并投入使用,中国潜艇的深海下潜能力将得到质的飞跃。(舍娃)
抹香鲸可以下潜三千多米,为什么潜艇才能下潜一千多米?
引言:抹香鲸世界上最大的哺乳型动物,可以在海底下潜至三千米之左右,为什么金鱼在下潜到三千米之下还可以承受着这么大的水压?与此同时相比于潜水艇,潜水艇只能下潜至一千米左右,在下潜到一千米以下的时候,就会对潜水艇进行一定的压力作用,导致潜水艇被压得形变。从科学上的分析鲸鱼的生理结构已经适应了海水里面所带来的强大压力,但是潜艇就是不太一样了。
虽然说潜艇在制造的过程中可以抵挡很大的压强,但在面对大的压强的时候,潜艇所制造的精密仪器会受到压强压力所影响,因此会对于潜艇造成一定的损害。而且对于潜艇内部人员的影响也是巨大的,因为人在深海中也无法承受这过大的压强。这就是为什么潜艇下潜的深度不能达到鲸鱼在海底下下潜的深度,由此可见在自然形成的过程中,一些生物对于环境的适应相较于科技的进步还是更加紧密和精细。但同样在未来的潜艇技术升级过程中,潜艇未来势必也可以进入到更加深的海域深度,对于未来相应的科技升级还是会在继续的推进过程中,对于一些潜艇材料的应用,可能来说也是会进行一定的升级,也同样会帮助潜艇在海域中下潜到更加深的深度。
从以上的示例可以分析出来,在大自然中一些生物的进化也是相当的厉害的,丝毫不亚于科技的研究。与此同时可以发现一些高新材料在研究的过程中,同样也比不过一些生物在进化过程中所形成的身体,因此对自然要冲有敬畏之心。
但同样在未来科技进步的角度上,科技未来会势必会超越鲸鱼的下潜深度,因为在人类对于科技的进步,历史上是丝毫不会停步的。
鲸鱼下潜两千米都没事,为什么钢铁造的潜艇压扁了?
鲸鱼可以下潜两千米都不会被压扁,而我们用钢铁铸造的潜水艇却不能承受深海的压力。主要原因就是因为鲸鱼已经适应了海洋的生活,它的身体构造十分特殊,它庞大的身躯和强有力的肌肉组织以及特殊的呼吸系统帮助它可以自由地下潜进入深海以及上浮到海平面进行换气。所以鲸鱼可以下潜至深海两千米的地方,活动自如而不被压扁。
潜水艇为了保护人类而设计我们用钢铁所造的潜水艇,因为是中空的构造,而且内部需要有人进行操作,我们必须要保证潜艇内的人类安全,所以我们不得不保证内外气压一致。但是随着我们潜水艇的下降,每下降十米就会提高一个大气压,而且我们现在的材料还不支持我们的潜艇能够承受那么大的海底压强。所以我们的潜艇不能够像鲸鱼一样在深海里来去自如。
而且鲸鱼是可以用自己的肺部来调节自身体内的压强大小,使自己的体内压强和体外压强保持一致。但是我们的潜艇里面没有调解压强的装置,我们只能通过吸水和放水来调节潜艇的重量,达到下沉和上浮的作用,所以我们完全是用钢铁的强度去抵抗海里的压强。这样的方式肯定是比不过鲸鱼自身的调节能力。
专业潜水器下潜深度大虽然鲸鱼下浅的深度比我们潜水艇的下潜深度要深许多,但它下潜的范围也是有限的,它也不能无限下潜,因为它的身体也是有一个承受极限。而且一般越大的鲸鱼,它的下潜能力就越强,因为它们所能承受的压强也越大。
虽然我们的潜水艇不能下潜足够的深度去探索神秘的海底世界,但是我们有专门的海底潜水器,这样的潜水器不需要人在里面操作,所以就解决了人不能承受巨大的海底压强的这个问题,这样的潜水器甚至可以下潜至海底1万米的深度进行探索。
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