对于一艘
潜艇来说,用同样的功率航行,水面航速和水下航速的快慢,主要取决于潜艇外形(即形状阻力)。
1。为何常规形状的潜艇水下航速小于水面?
早期的常规潜艇在水面航行的时候多,艇体的形状接近水面舰船,它的头部比较尖,主要是为了减小冲浪时的面积,克服前进中的波浪阻力(即兴波阻力),另外它还有水下部分的摩擦阻力、形状阻力和附属体阻力。
(注意:水上部分的空气阻力与其它阻力相比很小,可忽略)。这种艇型一旦到了水下,尽管没有了兴波阻力和空气阻力,但其它阻力特别是形状阻力剧增,其效果大大超过原来的水面各种阻力。
所以在同样的功率下,水下航速小于水面。
2。为何现代潜艇水下航速高于水面?
由于现代潜艇在水下逗留的时间往往比水面长,战场基本在水下,所以必须提高水下航速。 为了达到这一目的,现代潜艇的外形一般都做成“水滴型”,特别是核潜艇大部分都是水滴型。
水滴型物体的流线型好,在介质(如空气、水)中的运行速度最快,形状阻力最小(雨滴都是这种形状)。但它一旦到了水面,波浪的阻力又占了上风(主导地位),所以水滴型潜艇在水面开不起来。
3。 折衷的潜艇
目前大部分常规潜艇的艇型折衷了上两种艇型,即:在潜艇的水线以上部分做成稍尖的形状,而在水线以下部分做成水滴型(俗称大鼻子),这样在水面航行时,水下部分的阻力最小,水面部分的阻力也最小,提高了水面航速;而在水下航行时,由于有一部分艇形是水滴型,所以减少了一部分水下阻力。
这种折衷的潜艇,其水下航速仍然比水面低。
4。为何二战时常规潜艇水下的航程小
主要是因为在水下只能依靠蓄电池储备的电力来驱动潜艇,而蓄电池储电量有限,工作一段时间就没电了,只能浮上来充电,所以在水下受储电量的限制跑不远。
一般全速只能跑一个小时左右,只能跑8海里就必须浮上来充电,要想跑得远一点,就用经济航速(低航速)跑,比如您说的以3节的航速跑90海里。
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