为什么不在技术上解决潜艇大海断崖问题

又一个想当然的

（转自互联网）我做了个力学模拟：假如潜艇排水量2000T（典型潜艇排水量），水下150米处（潜艇巡航深度，瞎猜的）有水底断崖，密度上侧1.03变成下面的1.01。这样浮力会小于重力0.02*2000*1000*9.8=40万牛，需要排除40T的水（就是40立方米）才能平衡，假设海水断崖发生在300米下表压强是1.03*9.8*300=4000帕斯卡，假设排水口总截面积1.5立方米（瞎蒙的）也就是说水压力是4000*1.5=6000牛，假设需要1分钟（瞎蒙时间）内排水完毕，需要做功W=FS，潜艇壳长度按70米算，需要做功420000焦耳，功率是420000/60=7000W增大，F在增大，W也在增大，,对排水功率的要求要变高，按1倍算需要14KW，及时如此，1分钟内排水40T完毕，潜艇依然保持匀速下沉，必须继续排水（减小下沉深度）防止壳层破裂，可以设想此时（重力浮力平衡时）的深度：初时潜艇重力比浮力大2%，下沉加速度就是40万/(2000*1000)=0.2m/S2,一分钟后下沉到360米，考虑到水的阻力和排水，肯定下沉不了这么多，按60%算就是108米，也就是这时候下降到150+108=258米。潜艇的速度也是at=0.2*60=12，考虑到水的阻力和排水，速度打个7折就是8.4m/s
,假设潜艇极限下潜深度是700米，也就是说潜艇还最少有(700-258)/8.4=52秒的时间，由于排水一直不停，潜艇下沉速度一直减速，这个时间可以宽裕不少，按60秒就是说需要在60秒
把水排到潜艇静止为止，正好是第一阶段的反面，也就是排水功率也是14KW。
但是我的计算是近似的还有很多没考虑到：比如潜艇初始的速度，潜艇在水下巡航速度大约是5-10节，也就是2.5-5m/S,这要求我们对排水功率还要继续上升，最少要30KW，此外我的计算是按照输出功率说的，有效率问题，所以需要50KW输入功率
最后就是结论：对海水断崖的危险因素：
1密度差到底是多少，如果密度差很大（2%以上），潜艇上浮难度很大
2，海底断崖的位置是哪里？如果深度一般（150米内），还好，要是深了就麻烦了
3，潜艇壳子的耐压深度是多少，要是能耐压10000米（哈哈，脑洞打开）就不要担心了，但现实是多少估计是机密
4，抽排水功率是多少，按照我的计算，最少50KW，实际操作需要增大安全系数，最少要200KW（脑洞打开）
我们发现从开始下沉到静止只有2分，如果耽误1分钟，就悲剧了，所以真是赶不及时间

（不好意思，继续转）一是浮力变化导致快速下沉；二是潜艇脑头接触断崖导致头朝下，等于是一边整体下沉，一边往下冲：所以快速下沉。
想要再浮起来的话：
1.上浮需要排水，排水是和艇外水压抗衡，肯定不能一下就排干净，这段时间潜艇是在加速下沉的；
2.终于排到上浮需要值了，潜艇开始匀速下沉；
3.继续排水，潜艇开始减速下沉，直到下沉速度减小到0，才开始上浮。
4.由于姿态问题，潜艇动力可能一直在帮倒忙。

（so，下面是结论）即使你有自动反应系统，首先要靠不正常的深度增加才能判断出遇到了断崖。这个时候，显然潜艇已经开始突然下沉，而且是有加速度在加速下沉。
就算潜艇立即开始紧急排水，排水速度是有限的。也就是说在排水增加的浮力抵消海水密度变化造成的浮力损失前都还在加速下沉，超过后才开始减速。一直到减速为0之前，潜艇都在下沉中。
整个过程中会下沉多少米，取决于海水密度差、反应速度、潜艇排水速度。（加我一句）不是不可能用自动控制系统，是可靠性以及误动作等等各种因素。在舱室进水的情况下，也许系统失灵。在正常快速下潜的时候也可能会误抱。人工永远是一个选项，比如十字尾舵和人工操舵，比如坦克自动装弹机和人工装弹，比如神舟飞船程序控制和人工控制，blabla。所以，也许潜艇是有的，也许没有，但是这种情况还是人工好用

天才第一步雀氏纸尿裤

qlingsu 发表于 2014-9-6 00:20
（不好意思，继续转）一是浮力变化导致快速下沉；二是潜艇脑头接触断崖导致头朝下，等于是一边整体下沉，一 ...
呵呵，受教了，我的意思是为什么不能研究一点快速的高压吹除压载水的方法，比方说是采用火药燃烧的方法等，再着，在现在的条件下，将潜艇的姿态等在计算机时代完全可以和计算机等控制潜艇的方向舵，这样，潜艇的动力帮倒忙的情况就可能避免。总之，既然装甲车辆能在几个毫秒内启动灭火抑爆系统确保安全，那，比起装甲车辆的内部空间大的多的潜艇，理论上更应该有比较完善的安全装置才对，再者，用计算机控制快速吹出压栽水的装置并连动潜艇的姿态控制，完全可以根据遇险潜艇的姿态自动决定先启动前部或者后部的压载水仓，现在，稍微懂点机电及自动控制的几乎都可以解决这个并不很复杂的问题呀，也许我的设想和不和实际，见谅

qlingsu 发表于 2014-9-6 00:28
（so，下面是结论）即使你有自动反应系统，首先要靠不正常的深度增加才能判断出遇到了断崖。这个时候，显然 ...
顶这类技术宅回答，其实作为三级学科，断崖的研究应该从来没有停止过。如果可探测且容易解决，鬼子的间谍船也不会来描水文了。

qlingsu 发表于 2014-9-6 00:28
（so，下面是结论）即使你有自动反应系统，首先要靠不正常的深度增加才能判断出遇到了断崖。这个时候，显然 ...
谢谢指教，只是，将自动下潜误报而启动紧急装置，这个完全可以将压力传感器设定为潜艇最大深度之下，类似工业锅炉用的安全阀的工作公斤设定，至于可靠性的问题用单独紧急供电系统和加强的冗余设计也可以解决，类似飞机电传的几个回路分支步设等，当这一切做了之后，在将人工系统作为最后的没办法的办法来应用，如果这些都不能挽救，那也是命里注定，也只能象长尾鲨那样，尽人事听天命了。

舵效和动力有必要考虑一下？

天山白瑞德 发表于 2014-9-6 00:48
谢谢指教，只是，将自动下潜误报而启动紧急装置，这个完全可以将压力传感器设定为潜艇最大深度之下，类似 ...
你看了计算没有？ 已经到最大深度了 再开始排水 还要往下冲一段 明显要挂的节奏。。

或许具体操作是这样的，，先开启高压空气排水，增加浮力，同时调节推进螺旋桨为反推，调节潜艇水平姿态为尾上首下。。然后就只有等着了。。

潜艇的动力舱已进水，主电机、空压机等重要电气设备被海水淹泡已经无法工作——按相关规定，此时申请返航合情合理。临时党委会上，何占良支持他们继续潜行。党委会最终决定：趁夜色浮起抢修，天亮前继续向大洋挺进。何占良说，党委的决定很硬气，是因为全艇官兵的打仗作风很硬朗，作战本领高强有底气。

抢修中，为恢复动力装置，电工军士长陈祖军在温度高达53℃、湿度90%的某控制板舱室内，趴着工作3小时，用酒精一点一点地清洁密密麻麻的连接线。该艇动力长肖亮曾是军事五项全能冠军，但在抢修中也累得3次抽筋；年轻的轮机兵朱召伟，看到喷涌而入的海水时，啥也没想就冲了进去，用身体堵住破损口。何占良说，人人敢打硬仗的作风，正是该艇顺利完成多次远航任务的关键。

我认为这篇文章重点在于处理潜艇进水。

所以海图是多么重要啊。。。

下一步要是绘制出中国附近海域的详细海图就好了，可以少一些这样的事故发生

数学模型的问题在于150米深度下水压是15mpa，300米是30mpa，排水做功取中间值22.5mpa，40吨水总做功9000万焦，1分钟排完需有效功率为1500千瓦

所以海图是多么重要啊。。。
海水断崖跟海图关系不大。断崖层是变化的，与洋流和季节气候相关。

基落級測試深度只是三百米。

调而不戏 发表于 2014-9-6 06:24
或许具体操作是这样的，，先开启高压空气排水，增加浮力，同时调节推进螺旋桨为反推，调节潜艇水平姿态为尾 ...
“调节推进螺旋桨为反推”会损失航速的，舵效也损失，后果就加重了

人家不是用技术措施解救的是用什么？祈祷？

天山白瑞德 发表于 2014-9-6 00:48
谢谢指教，只是，将自动下潜误报而启动紧急装置，这个完全可以将压力传感器设定为潜艇最大深度之下，类似 ...
这样的自动“安全”系统只能给艇员虚假的安全感。而完全起不到保险的作用，到了最大潜深才开始自救明显是键盘科学家脑洞大开的设计。这种设计要是不死真是没天理。水下航速对潜艇深度控制有很大的正作用，这是毫无疑问的！因为所有的潜艇都是有升降舵的，速度越快升降效率越高，但是往往潜艇在水下的航速都不高（特别是常规潜艇）。如果是核潜艇则不然，可以在水下拉全速。而且最大潜深比常规潜艇要高得多。所以遇到断涯也就更安全些。

海水断崖跟海图关系不大。断崖层是变化的，与洋流和季节气候相关。
海流等要素本身也是航海资料的一部分啊

调而不戏 发表于 2014-9-6 06:24
或许具体操作是这样的，，先开启高压空气排水，增加浮力，同时调节推进螺旋桨为反推，调节潜艇水平姿态为尾 ...
只要前面不是障碍是不可能开倒车的，（水下的螺旋桨是不能反桨的）在掉深是反而要全速以使用升降舵爬升，减慢下沉速度争取急救时间。只要一个不慎就完蛋了。

张召忠. 发表于 2014-9-6 10:43
海水断崖跟海图关系不大。断崖层是变化的，与洋流和季节气候相关。
他显然把这个断崖理解能海底地形的意思了

抛压舱物，如果有的话

天山白瑞德 发表于 2014-9-6 00:34
呵呵，受教了，我的意思是为什么不能研究一点快速的高压吹除压载水的方法，比方说是采用火药燃烧的方法等 ...
你知道鱼雷为什么比炸弹对舰船的毁伤更大吗？ 就是因为水没有弹性。水下爆炸的压力会直接传递到舰体，导致舰船损毁。

按照你的想法，所谓火药燃烧产生的压力，最终不是导致水的排除，而是将爆炸力传递到舰体上损坏舰船。

这是科学，不是想象，液体流动的阻力和流速正相关，排水口一定的情况下，不可能通过内压提高排水量。而且还要考虑排水过程的舰体平衡。

如果能像飞机那样有类似雷达探测技术那才是根本

只有一个办法，那就是外壳上带上40吨的铅皮配重，水柜就可以少装40吨水，一看不好，果断抛掉，这个比排水快多了。而且耗费的动力很小就是了。不过估计很少会碰上海水断崖，不值得改变潜艇设计就是了。

海流等要素本身也是航海资料的一部分啊
跃层探测技术才是重要的。跟天气预报类似，你只知道春夏秋冬大的季节变化是不够的。

如果能像飞机那样有类似雷达探测技术那才是根本
声纳就可以探测跃层，但潜艇为保密不会开主动声纳。水面舰只到是很容易做到。

只有一个办法，那就是外壳上带上40吨的铅皮配重，水柜就可以少装40吨水，一看不好，果断抛掉，这个比排水快 ...
配重都是有的，但不可能占太大比重。双壳体的船储备浮力多，美国单壳体的潜艇就没什么机会了。断崖自救成功，PLAN创造了世界奇迹，一等功实至名归。

下一步要是绘制出中国附近海域的详细海图就好了，可以少一些这样的事故发生
你居然会以为中国没有周边海域的详细海图？04年东南亚大海啸过后，土鳖海调船就过去重新扫底的好吧？

只有一个办法，那就是外壳上带上40吨的铅皮配重，水柜就可以少装40吨水，一看不好，果断抛掉，这个比排水快 ...
潜艇带几十吨配重，就是为了应付断崖。。。

中国海军甚至有可能比南洋猴子更了解他们专属经济区和比邻区内的海洋地质水文状态和变化规律。

微风起浪 发表于 2014-9-6 09:56
下一步要是绘制出中国附近海域的详细海图就好了，可以少一些这样的事故发生

中国海军甚至有可能比南洋猴子更了解他们专属经济区和比邻区内的海洋地质水文状态和变化规律。

原来潜艇兵这么危险啊。应该拍摄纪录片阿

小丹尼 发表于 2014-9-6 17:46
潜艇带几十吨配重，就是为了应付断崖。。。
所以这是一个纸面上的办法。脑筋急转弯可以用

呵呵，受教了，我的意思是为什么不能研究一点快速的高压吹除压载水的方法，比方说是采用火药燃烧的方法等 ...
大赞火药。我看行。

个人以为这种事不经常遇到，危险程度和潜艇当时的深度、艇速、操纵状态密切相关。关键是反应快、判断准、处置得当。该奖就奖，但重要的是多总结经验教训加以推广，少吹牛。

qlingsu 发表于 2014-9-6 00:17
（转自互联网）我做了个力学模拟：假如潜艇排水量2000T（典型潜艇排水量），水下150米处（潜艇巡航深度，瞎 ...
哇塞！高人呀！

断崖“什么情况？