Ⅰ 潛水艇是如何發明的
在海洋游弋的致命武器
——1955年潛水艇的成功試航1955年5月,鸚鵡螺號平穩地滑進海里,離開了康涅狄格州的新倫敦海岸。84小時後,它在波多黎各的聖胡安浮出水面,航程為2607千米。這標志著美國海軍的鸚鵡螺號是世界上第一艘地道的潛水艇。它在水下就像在家裡一樣,能幾個月無須浮出水面或靠岸補充燃料。
1957年,鸚鵡螺號首航北極。第二年,它由白令海峽到格陵蘭,在北極冰帽下潛航了3200多千米。
1960年7月20日,美國的喬治·華盛頓號在潛水離開佛羅里達州的內維拉爾角的時候,發射了一枚北極星導彈。導彈飛行了1770千米,准確地擊中了陸上的靶子。自那天起,人類毀滅性的力量被大大地延伸了。如今,潛水艇發射的導彈能到達地球上的任何地面目標。
潛水艇具有如今令人畏懼的力量,關鍵在於核動力。鸚鵡螺號以及比它更大更高效的海神級、三叉戟級潛水艇都有一個核反應堆,它使水加壓過熱,然後通過附屬的管道系統變為蒸氣,驅動汽輪機運轉。在水下航行的10年中,鸚鵡螺號核潛艇的核反應堆僅消耗了大約5.4千克鈾燃料。如果使用柴油機,那將需要3785萬升柴油。
這些自給自足程度極高的核潛艇從海洋中獲得生存所必需的兩個要素是海水和氧氣。艇上的發生器可從海水中源源不斷地補充氧氣,製造淡水。
盡管核潛艇的技術先進,但要使它發揮正常,就要使艇上的人身心保持健康。於是海軍為艇員們提供了盡可能好的生活條件:空調、美食、淡水淋浴、自動洗衣機、電影、音響設備和閱覽室。
核潛艇的控制中心是一個高度復雜的陀螺儀和計算機系統。它能在錯綜復雜的環境中只用半秒鍾就測出自己的方位;為北極星導彈測定軌道,並進行發射;測定水下或水面的敵方船隻,並發射水雷進行攻擊。
如今,有30艘以上的海神級核潛艇在海洋中漫遊,每艘能攜帶16枚導彈。比它更先進的三叉戟級核潛艇攜帶24枚導彈。這些導彈的總爆炸力超過第二次世界大戰中同盟國和軸心國投下的全部炸彈的總和。
遠程海神型彈道導彈能運載核彈頭,飛行距離超過4600千米。三叉戟Ⅰ型導彈能擊中7400千米外的目標。
核潛艇的家譜可以追溯到幾百年以前。1620年,荷蘭化學家科尼利厄斯·范德·雷貝爾用塗油的皮革蒙住木船,使其沒入水中充當潛水工具。他坐在船里,用槳推動船前進。
第一艘投入戰斗的——且不論它在多大程度上投入——潛水艇是在美國革命戰爭期間由戴維·布希內爾建造的。這是單人乘坐的名叫海龜的小艇。埃茲拉·李軍士忙碌地用曲柄轉動著螺旋槳,把海龜號駛到泊在紐約港的英國軍艦下面,這位軍士想在敵艦底部鑽一個系炸彈的孔,但沒有成功。海龜號和炸彈都浮出了水面。李軍士逃走了,炸彈的爆炸沒有造成任何傷亡。
1800年,羅伯特·富爾頓為拿破崙製造了一艘潛水艇,名字也叫鸚鵡螺號。拿破崙起初對此很感興趣。後來,在試航期間,鸚鵡螺號攻擊一艘英國船,想把它擊沉,但沒有成功。於是法國獨裁者拿破崙對富爾頓的發明失去興趣。
在國內戰爭時期,南部邦聯的船舶工程師用鐵鍋爐造了一艘取名H·L·漢利的潛水艇。它的螺旋槳由曲軸帶動,而曲軸由八個人轉動。在實驗中,漢利號沉沒了3次,船上的人都淹死了。但在1864年2月17日,漢利號用水雷攻擊泊在南卡羅來納州查爾斯頓港外的聯邦軍艦豪薩托尼克號。軍艦沉沒了,而漢利號、這有史以來擊沉敵艦的第一艘潛水艇也與對手同歸於盡。
19世紀80年代和90年代初,歐洲的海軍專家想用蒸氣作為潛水艇的動力,然而他們為此設計的發動機無法在水下運轉。使用蓄電池來驅動電動機的潛水艇運行良好,只是在海上無法給蓄電池充電,使得潛水艇的活動范圍受到限制。
19世紀90年代,美國發明家約翰·普·霍蘭和西蒙·萊克分別想出了同樣的解決辦法。他們的辦法是這樣的:把汽車用的汽油發動機裝到潛水艇里,和蓄電池交替使用。當潛水艇浮出水面時,就以汽油發動機代替蓄電池,以可觀的速度推動潛水艇前進,同時給蓄電池充電。1900年,美國海軍買下了霍蘭號潛水艇。而萊克設計的防禦者號於1902年下水。他從俄國、澳大利亞和美國贏得了合同。
萊克最大的貢獻是為潛水艇設計了由棱鏡、透鏡和鏡子構成的潛望鏡。在此之前,潛水艇要觀察海面的動靜就得把瞭望塔伸出水面,這就容易遭到敵人的攻擊。
在第一次世界大戰期間,德國海軍在水面上不是英國艦隊的對手,就用U型潛艇從水下重創英國商船。這個時候的潛水艇都使用柴油機,它比汽油機效率高,也不容易爆炸。
在第二次世界大戰期間,德國和美國都使用潛水艇攻擊對方。這時的潛水艇頗具威力,但仍有一個致命的弱點:它們只能浮出水面充電,這就容易被敵方巡邏轟炸機發現並擊沉。
德國人試圖用通氣管(俗稱「大鼻子」)來解決這個問題,使柴油機在水下也能工作。然而伸出水面的通氣管會隨著潛艇的移動在水面上劃出一道痕跡,因而仍會被飛機發現,就是在夜間也會被雷達發現。
在美國的核潛艇問世之後,推進器、導航和隱蔽問題都迎刃而解。俄國也有能毀滅世界的核潛艇。
Ⅱ 潛水艇是根據什麼動物發明的
潛水艇是根據魚發明的。
首艘有文字記載的「可以潛水的船隻」由荷蘭裔英國人克尼專利厄斯·雅布斯縱·戴博爾建屬成,主要即依據前者的設計,推進力由人力操作的櫓產生。但有人認為那隻是「縛在水面船隻下方的一個鈴鐺狀東西」,根本不能算潛艇。1620年至1624年,它有兩種改良型在泰晤士河上進行實驗。
潛艇或稱潛水船、潛艦是能夠在水下運行的艦艇。潛艇的種類繁多,形制各異,小到全自動或一兩人操作、作業時間數小時的小型民用潛水探測器,大至可裝載數百人、連續潛航3-6個月的俄羅斯台風級核潛艇。按體積可分為大型、中型或小型和水下自動機械裝置等。
Ⅲ 潛水艇怎麼發明的
18世紀70年代,美國人D.布希內爾建成1艘單人操縱的木殼艇「海龜」號,通過腳踏閥門向水艙注水,可使艇潛至水下6米,能在水下停留約30分鍾。艇上裝有兩個手搖曲柄螺旋槳,使艇獲得3節左右的速度和操縱艇的升降。艇內有手操壓力水泵,排出水艙內的水,使艇上浮。艇外攜一個能用定時引信引爆的炸葯包,可在艇內操縱系放於敵艦底部。1776年9月,「海龜」號潛艇偷襲停泊在紐約港的英國軍艦「鷹」號,雖未獲成功,但開創了潛艇首次襲擊軍艦的嘗試。
潛艇發展至此,一直是由人力推進的,因此限制了潛艇的發展。而此時,蒸汽機已經發明並被應用到了鐵路運輸和水面艦船上。蒸汽機在潛艇上的應用,推動了潛艇動力裝置的發展,再加上潛艇設計者的不斷努力,終於出現了以機械為動力的現代潛艇。
18世紀末到19世紀末是潛艇研製的重要時期。1801年,美國人R.富爾頓建造的「鸚鵡螺」號潛艇,艇體為鐵架銅殼,艇長7米,攜帶兩枚水雷,由4人操縱。水上採用折疊桅桿,以風帆為動力。水下採用手搖螺旋槳推進器推進。19世紀 60年代,美國南北戰爭中,南軍建造的「亨利」號潛艇長約12米,呈雪茄形,用8人搖動螺旋槳前進,航速4節,使用水雷攻擊敵方艦船。1864年2月17 日夜,「亨利」號用水雷炸沉北軍戰艦「豪薩托尼克」號,首創潛艇擊沉軍艦的戰例。1880年9月,中國在天津建成第一艘潛艇,艇體形如橄欖,水下行駛,十分靈捷,可於水下暗送水雷,置於敵船之下。
Ⅳ 潛水艇是根據什麼發明的
人們根據沉浮原理成功地製造了潛水艇,這種能在水下作戰的艦艇在歷次海戰中都顯示其戰鬥力,它能下潛離水面深達500米,具有良好的隱蔽性和續航力,能從水下襲擊水面艦船和岸上目標,也能作偵察、布雷和運輸等。
最初,人們也是將石頭或鉛塊等重物裝進潛艇,使潛艇下沉,卸掉石頭或鉛使潛艇重浮水面,這種潛艇當然不能下潛太深,而且費事,上浮後再要下潛,則又要從岸上取得石頭。後來改進了,用浮箱充水取代石頭,使潛艇下沉,要上浮時,用壓縮空氣通入浮箱排水,並可通過調節使艇身周圍海水的比重相等就能保持潛艇在水中一定深度,不浮不沉,這種潛艇非但省事得多,而且可以控制潛水深度,自由沉浮。
現代又用核動力作為推進動力製成核潛艇,水中排水量達到萬噸以上,水下續航力達20萬海里,自持能力達2~3月。從原始的潛艇到現代的核潛艇都是以沉浮原理作為基礎。然而,早在人類出現以前,許多水中動物已經具有很好的潛水本領,具有令人贊嘆的浮箱系統結構。
潛艇或稱潛水船、潛艦是能夠在水下運行的艦艇。 潛艇的種類繁多,形制各異,小到全自動或一兩人操作、作業時間數小時的小型民用潛水探測器,大至可裝載數百人、連續潛航3-6個月的俄羅斯台風級核潛艇。按體積可分為大型(主要為軍用)、中型或小型(袖珍潛艇、潛水器)和水下自動機械裝置等。
大型潛艇多為圓柱形,船中部通常設立一個垂直結構(艦橋),早期稱為"指揮塔",內有通訊、感應器、潛望鏡和控制設備等。如今的深海潛艇或專業潛艇常已無此設計。
Ⅳ 潛水艇是什麼時候發明的
傳說義大利藝術大師兼發明家達·芬奇最早進行了關於潛艇的設計。最早見於文字記載的潛艇研究者是義大利人倫納德,他於公元1500年提出了「水下航行船體結構」的理論。1578年,英國人威廉·伯恩出版了一本有關潛艇的著作--《發明》。
1620年,荷蘭物理學家科尼利斯·德雷爾成功地製造出人類歷史上第一艘潛水船,它是人類歷史上第一艘能夠潛入水下,並能在水下行進的「船」。它的船體象一個木櫃,木質結構,外面覆蓋著塗有油脂的牛皮,船內裝有作為壓載水艙使用的羊皮囊。這艘潛水船以多根木槳來驅動,可載12名船員,能夠潛入水中3-5米。
德雷爾的潛水船被認為是潛艇的雛形,所以他被稱為「潛艇之父」,此後百年間潛艇的發展進入了「慢車道」。直到1724年,俄國人葉菲姆·尼科諾夫製造出了又一艘潛水船,這艘船用橡木、松木板、皮革、粗麻布、樹脂、鐵條、銅皮等材料製成。此後,潛艇的發展又一次進入停滯期。
☆ 戰爭催生 新式武器的發展往往離不開戰爭,戰爭的迫切需要可以迅速催生出各種新型武器,潛艇也不例外。在1776年的美國獨立戰爭中,潛艇第一次登上了戰爭舞台。
富有愛國熱情的美國耶魯大學畢業生戴維特·布希內爾在華盛頓將軍的支持下,開始研究用潛水船打擊英軍的方法,潛艇發展史上著名的「海龜」艇就這樣誕生了。
「海龜」艇外形酷似海龜,艇內空氣可供駕駛員呼吸半小時;在艇的上部還裝有2根通氣管,上浮時打開,下潛時關閉,從而可以補充新鮮空氣。為了控制潛艇的上浮和下沉,艇內設有壓載水艙,用手泵控制水櫃內的水。為應付緊急情況,艇內裝有一塊90千克重的鐵塊,危急時刻只要拋掉鐵塊,潛艇就可以迅速上浮。「海龜」艇的運動通過水平和垂直方向上的兩個靠人力驅動的螺旋槳來控制,武器則是掛在艇體外面的一個重約68千克的炸葯包,攻擊時要將其掛在敵艦外殼上。就是以現在的眼光來看,這也是一艘設計得很完備的水下兵器。
遺憾的是,「海龜」艇的攻擊沒有獲得成功。1776年9月7日,歷史上第一次潛艇攻擊開始了,這次攻擊由上士埃茲拉·李來執行。他駕駛著「海龜」艇成功地潛到了英國戰艦「鷹」號的尾部,接下去的工作就是用鑽頭在敵艦上穿孔以便固定炸葯包。然而,他打鑽的地方正好是一塊金屬板,半個小時之後他仍然沒有鑽透敵艦,只好上浮返回。
雖然「海龜」號沒有取得戰果,但它揭開了潛艇實戰的序幕,從此人類的戰場也從陸地、水面發展到了水下,「海龜」號也以其與現代潛艇相同的設計原理而贏得了世界上「第一艘軍用潛艇」的美名,在世界潛艇發展史占據了一席之地。
☆ 再接再厲 18世紀末到19世紀初,潛艇進入了正常發展時期。其中,愛爾蘭裔的美國人羅伯特·富爾頓為近代潛艇的發展做出了重要貢獻。
1796年,富爾頓對「海龜」艇進行了改進。1801年5月,在法國皇帝拿破崙·波拿巴的支持下,富爾頓建造完成了命名為「鸚鵡螺」號的潛艇。「鸚鵡螺」號的外殼是銅的,框架是鐵的,艇長6.89米,最大直徑3米,形如雪茄,艇中央有指揮塔,水面用風帆推進,水下用人力螺旋槳推進,用壓載水櫃控制浮沉。為了解決水下呼吸問題,艇上帶有壓縮空氣,可供4個人和2支蠟燭在水下使用3小時,能潛至水下8-9米處,它的武器是水雷,攻擊方式與「海龜」號一模一樣。
「鸚鵡螺」號在試驗中取得了成功,但在實戰中卻沒有效果,於是,法國海軍部長趕走了富爾頓。一怒之下的富爾頓來到英國,在英國首相威廉·皮特的支持下繼續進行試驗。雖然「鸚鵡螺」號在表演中成功擊沉了雙桅戰艦「多羅西」號,但在皮特死後,富爾頓的嘔心之作又被保守的英國人拒絕了。
雖說「鸚鵡螺」號命運多舛,但它不失為潛艇發展史上的一件傑作。無論從艇體材料還是各種設備來說,它都已超過了「海龜」號,在很多方面已接近了現代潛艇。尤其是它首次在潛艇上使用了水平舵,能夠操縱潛艇保持或改變在水中的深度,大大改善了潛艇的操縱性。
19世紀中葉,德國人威廉·鮑爾根據富爾頓的設計改進製成了「火焰「號潛艇,其動力裝置與自行車很相似,是用腳踏輪來帶動螺旋槳轉動。在一次試驗中,由於操縱裝置失靈,「火焰」號一頭扎向海底。鮑爾沒有驚慌失措,他告訴同伴,在海水灌滿艙室後,艇內的空氣壓力就會上升,等到與艇外海水壓力相同時,我們再打開艙蓋逃生。結果,鮑爾及其同伴安全地浮出了水面,開創了潛艇歷史上艇員逃生並且獲得成功的先例。
☆ 初露鋒芒 1861年,美國南北戰爭爆發。為了打破北軍對南軍的封鎖,亞拉巴馬州的霍勒斯·亨萊於1963年和工程師麥克林、沃森一起研製出了「亨萊」號潛艇。
「亨萊」號由一台鐵鍋爐改裝而成,長約18.29米,如同一支細長的雪茄。它的推進裝置是一種象轆轤似的手搖曲柄,八名水手在一名指揮官的統一口令下同時搖動曲柄來推動潛艇,其速度可達每小時4海里。「亨萊」號裝有壓載物和壓載水艙來控制潛艇的浮沉,艇內的空氣可供艇員們短時間呼吸,要補充新鮮空氣只有冒險上浮到水面上。「亨萊」號的武器為一枚魚雷,用一根60.96米長的引線拖在艇體的後面。
由於「亨萊」號是用鍋爐改裝的,所以存在著長寬不相稱的先天缺陷。首次試航和第二次試航,「亨萊」號都被波浪掀翻,艇員幾乎全部罹難。第三次試航由亨萊本人親自擔任艇長,算是順利完成了。但第四次試航時,厄運再次降臨,包括亨萊在內的所有艇員全部遇難。在屢屢失敗後,「亨萊」號做了一定的改進,並在艇首安裝了一枚撐桿水雷,其後的幾次試航都獲得了成功。
1864年2月17日夜,「亨萊」號在燈光的指引下向北軍輕巡洋艦「休斯敦」號駛去。9點左右,「亨萊」號到達了離「休斯敦」號僅10米的地方,指揮官狄克遜海軍上尉下達了攻擊命令。「亨萊」號上的撐桿水雷慢慢地伸了出去,在離「休斯敦」號彈葯艙不遠的地方轟然爆炸,隨後便是接連不斷的爆炸聲。攻擊成功了,「休斯敦」號被擊沉,230人喪命,這是人類歷史上潛艇第一次實戰勝利。不幸的是,由於攻擊距離太近,「亨萊」號被「休斯敦」號舷部大洞的水流緊緊吸住無法逃脫,因而成了後者的殉葬品,釀成了一出同歸於盡的悲劇。
「亨萊」號潛艇的最大缺陷是縱向穩定性差,其後果是造成了致命的潛艇縱傾。當艇體在水下時,縱傾會突然改變深度,使潛艇超過下潛極限;當潛艇在水面時,縱傾又會使海水從潛艇上敞開的艙口和排水孔中突然灌進艙內。這也是那個時代潛艇存在的普遍難題,一直困擾早期潛艇的探索者們。
Ⅵ 潛水艇是怎樣發明的
潛艇最早可追溯到15-16世紀的列昂納多·達芬奇。據說他曾構思「可以水下航行的船」,但這種能力向來被視為「邪惡的」,所以他沒有畫出設計圖。直至一戰前夕,潛艇仍被當成「非紳士風度」的武器,其被俘艇員可能被以海盜論處。
1578年,英國數學家威廉·伯恩(William Bourne)著書《發明與設計》描述潛艇。1620年,首艘有文字紀載的「可以潛水的船隻」(submerible vehicles)由荷蘭裔英國人克尼利厄斯·雅布斯縱·戴博爾(Cornelius Jacobszoon Drebbel)建成,主要即依據前者的設計,推進力由人力操作的櫓產生。但有人認為那隻是「縛在水面船隻下方的一個鈴鐺狀東西」,根本不能算潛艇。1620年至1624年,它有兩種改良型在泰晤士河上進行實驗。
「可潛水船隻」能夠探索水下世界,但其軍事價值很快就被發掘了。1648年,切斯特主教約翰·維爾金斯(John Wilkins)著書《數學魔法》(Mathematical Magic)指出潛艇在軍事戰略上的優勢:
1 、私密性:前往世界任何海岸附近,並且不被發現或被制。
2 、安全性:海盜和劫匪無法搶劫水下船隻;無常潮汐和強烈風雨無法影響海面下25-30英尺(5-6 paces);冰和霜凍也無法危及潛艇乘員,即便在南北極海域。
3 、有效抵抗敵人海軍,破壞和擊沉水面船隻。
4 、支援被水環繞或接近水的地方,無聲無息運送補給品。
5 、本身作為有益的水下試驗場所。
史上第一艘用於軍事的潛艇出現於美國獨立戰爭。
Ⅶ 潛水艇是怎樣發明的
潛水艇就是受到魚的潛游啟發而發明、研製出來的。1775年,北美獨立戰爭爆發後,英專國殖民統治屬者憑藉海上優勢,糾集大批戰艦,輪番轟擊美國海陸軍,使美軍傷亡慘重。當時美軍中有一個名叫達韋·布希內爾的將軍,不堪英軍的欺侮,決心反戈一擊。他一直在苦思冥想:怎樣才能炸沉敵艦呢?從空中,無法接近;從水上,無法隱蔽。一次,他走到海邊的礁石上,突然看見一條大魚悄悄潛游到小魚的下方後,猛地朝上一躍,咬住了一條小魚。他從這場「海戰」中大受啟發:能否造條像大魚那樣的船,潛在水中神不知鬼不覺地鑽到英國戰艦底下去放水雷,炸它個人飛艦沉呢?魚在水中自由地上浮下沉是靠鰾,船是否也可以仿造一個「鰾」?從這個思路出發,布希內爾與軍事專家們共同研製成功一艘可在水下潛行的機動船,船的底部做一個類似魚鰾的水艙,水艙內有兩個水泵,船在水面若要下沉時,就往船艙里灌水;船要上浮時,就把空氣壓進水艙,排出船里的水。仿照魚的鰭,安裝了兩台螺旋槳,一台管進退,一台管升降。這艘機動船第一次出去就巧妙制服了英國戰艦,炸得它人仰馬翻。後經逐步改進,就成了現代的潛水艇。
Ⅷ 潛水艇是根據什麼發明的
為了探索海洋中的奧秘,科學家一直在不斷研究,希望設計製造出一種既能在專水中航行,又能潛屬入深海的潛水工具。1680年,義大利發明家博列里通過對魚類的觀察,發現大多數魚能依靠瞟的縮小或膨脹來調節身體的比重.從而在水中下沉或上浮。當魚要浮起來時,它便放鬆肌肉,使瞟變大,瞟內充滿了空氣,魚所受到的浮力就大,魚也就能浮起來;如果收縮肌肉,瞟變小了,浮力減小,魚就下沉;瞟內一定量的氣體還能使魚體比重與水環境的比重相等,這樣魚就會停留在原地,既不上升也不下降。根據魚瞟的工作原理,博列里製造了一艘潛水艇。現代潛水艇的外殼與內殼之間有專門的水艙,稱為壓載水艙,這是潛水艇的沉浮裝置。近年來,潛水艇發展很快,下潛深度大大增加,速度大大提高。
Ⅸ 潛水艇是怎麼發明的
潛水艇就是受到魚的潛游啟發而發明、研製出來的。1775年,北美獨立戰爭爆發內後,英國殖民統治容者憑藉海上優勢,糾集大批戰艦,輪番轟擊美國海陸軍,使美軍傷亡慘重。當時美軍中有一個名叫達韋·布希內爾的將軍,不堪英軍的欺侮,決心反戈一擊。他一直在苦思冥想:怎樣才能炸沉敵艦呢?從空中,無法接近;從水上,無法隱蔽。一次,他走到海邊的礁石上,突然看見一條大魚悄悄潛游到小魚的下方後,猛地朝上一躍,咬住了一條小魚。他從這場「海戰」中大受啟發:能否造條像大魚那樣的船,潛在水中神不知鬼不覺地鑽到英國戰艦底下去放水雷,炸它個人飛艦沉呢?魚在水中自由地上浮下沉是靠鰾,船是否也可以仿造一個「鰾」?從這個思路出發,布希內爾與軍事專家們共同研製成功一艘可在水下潛行的機動船,船的底部做一個類似魚鰾的水艙,水艙內有兩個水泵,船在水面若要下沉時,就往船艙里灌水;船要上浮時,就把空氣壓進水艙,排出船里的水。仿照魚的鰭,安裝了兩台螺旋槳,一台管進退,一台管升降。這艘機動船第一次出去就巧妙制服了英國戰艦,炸得它人仰馬翻。後經逐步改進,就成了現代的潛水艇。
Ⅹ 潛水艇的發明原理是
阿基米德浮力定律。
阿基米德定律(Archimedes law)是物理學中力學的一條基本原理。浸在液體(或氣體)里的物體受到向上的浮力作用,浮力的大小等於被該物體排開的液體的重力(「Any object placed in a fluid displacesits weight;an immersed object displaces its volume.」)。其公式可記為F浮=G排=ρ液·g·V排液。