海洋深处压力究竟有多强？核潜艇都被压碎成废铁,鲸鱼为何没事？( 三 ) _经验知识

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▲潜水钟
所以。潜艇只能依赖结构设计和金属材料对抗水压。庞大的尺寸、高昂成本。也决定了它不可能任意增厚艇壁。再说。还有很多探测、观察、武器设备要从艇内延伸出来。缝隙处都有巨大应力。
未来。无人潜航器快速发展。不再受人体生理极限约束。内外压强平衡潜得更深。战斗力不可想象。当然。通信、侦察、武器问题也要同步解决才行。
综上。钢筋铁骨的潜艇不如肉体凡胎的抹香鲸。这并不丢脸。我们要向大自然学习的东西还有很多很多。
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其他观点：
海洋深处的水压与深度有关。越深水压越大。与鲸鱼体内自带气压调节不同。核潜艇内部由于人类的存在需要维持一个固定的大气压。内外存在着非常大的压差。但是以现在的技术。想要压成废铁。仍然比较困难。
1、水压的计算
水压的计算非常简单。水压公式如下。其与水的密度、重力加速度、水深成正比。忽略高度变化引起的重力加速度的变化。忽略温度变化引起的水的密度的变化。那么水压与水深成线性关系。如下图。

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地球上最深的马里亚纳海沟。水深11034米。取密度1000kg/m3 。重力加速度10m/s2 。那么最深处的水压为110MPa 。约为1个标准大气压的1100倍。
2、核潜艇的受力
假设在最深处。核潜艇受到外压1100atm 。内压1atm 。如下图。如此巨大的压差。对核潜艇是个非常严峻的考验。对于均匀的球壳。由于水压是三向压缩。球壳会有一定的缩小。但是厚度合适的情况下。不会被压扁。
同理。核潜艇也是一个壳体结构。不管内部如何。只要厚度足够。核潜艇就不会发生压扁的情况。但是。实际情况却远非如此。核潜艇由于各种功能的需求。潜艇表明存在着大小不一的、无数多个开孔结构。这些孔洞的存在减弱了核潜艇的受力。在外载作用下。会在孔洞附近形成应力集中。很容易出现工作应力超出许用应力的情况。为此。需要在这些孔洞附近进行局部加强。潜的越深。加强的就越多。这样会让潜艇失去非常大的机动性。使得潜艇笨重。

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通过结构设计。可以满足一定水深下的潜艇的结构强度。这一点在力学上没有任何问题。
3、鲸鱼的受力
鲸鱼的身体类似于潜艇的外壳。所以鲸鱼的受力形式与潜艇类似。外层的水压。和内层的内压。对于潜艇。由于功能需要。内压维持在1个大气压。但是对于鲸鱼。内压不需要维持。可以随着水深而自动调节。这样。内外压始终不会有太大的压差。从而保证鲸鱼不会被压死。