潛水艇地面保護膜 潛水艇地面保護膜怎么貼
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為什么潛艇會被壓扁,而鯨魚卻沒有事呢?
為什么肉做的鯨魚可以在千米水下安然無恙,而潛水艇卻會輕易被水壓壓扁呢?科學家在研究后給出了答案。
藍鯨,是目前世界上已知的體積最大的生物,它們的體長超過33米,重量可達181噸,一頭藍鯨的重量相當于35頭非洲大象,或者3000個人類的體重相加。
藍鯨是如此地巨大,它的舌頭就有2000千克,頭部可以站得下50個人,血管可以容得下小孩在里面游泳,而最驚人的是,藍鯨的一顆心臟就相當于一輛小汽車。
所幸的是,生活在海洋中的藍鯨不用承擔自身驚人的重量,在水的浮力作用下,藍鯨可以自由地在水下生活,而據了解,藍鯨在水中最深可潛入超過2000米,但是,一般的潛水艇只能潛入水下500米,為什么鯨魚和潛水艇的差距會如此之大呢?
首先,鯨魚是實心的,這是鯨魚在水下的優勢之一,鯨魚長期在水下生活,在長達萬年的生存史中,鯨魚進化出特殊的肌肉和骨骼。
在水下強大的水壓之下,鯨魚的骨骼可以變得非常薄,并且容易彎曲,但它的肌肉組織卻變得特別柔韌,纖維組織由此變得出奇的細密。
隨著潛水深度的增加,鯨魚的肺部是可以縮小的,而鯨魚的肋骨,胸骨,頸椎骨也可以隨之變化,比如松弛或收縮等等,起到保護鯨魚的作用。
而在鯨魚的體內,還有著表皮組織變成一層非常薄的層膜,它能使鯨體內的生理組織充滿水分,保持體內外壓力的平衡。
但潛艇就不一樣了,潛艇的內部是空心的,并且不能調節內外壓力的差值,這就導致潛艇潛到深水后,還需要面臨巨大的水壓。
因為潛艇內部有很多空間,像個核桃,深潛型鯨類的身體很緊湊,像塊橡皮。
鯨豚類當中,須鯨潛水能力較弱,因為它們的食物是海洋表層的浮游生物和小魚,部分大型齒鯨潛水能力較強,因為它們的主要食物是生活在深海的頭足類,比如喙鯨科和抹香鯨,雌性象海豹也會潛到深海捕食頭足類,它們是潛水能力最強的哺乳動物群體。
哺乳動物潛水能力前十名的物種如下。
1、柯氏喙鯨,2992米。2、南象海豹,2388米。3、抹香鯨,2250米。4、貝氏喙鯨,1777米。5、北象海豹,1735米。6、布氏中喙鯨,1559米。7、一角鯨,1500米。8、北瓶鼻鯨,1453米。9、侏抹香鯨/小抹香鯨,1200米。10、虎鯨,1087米。
前十當中,有四個是喙鯨科的。喙鯨科是最神秘的哺乳動物群體,對它們的研究很少,因為它們向深海發展,大多數時間都待在海平面以下1000米的地方,到海面換氣也只需很少的時間。
鯨類在潛水時會根據水深來收縮肌肉和內臟,消除體內的空腔,以平衡內外壓強。因此,鯨類潛水時不完全依靠肺部提供氧氣,它們的血紅蛋白和肌紅蛋白儲氧能力是人類的數倍,血氧濃度和肌氧濃度遠高于人類,說白了就是它們的肌肉和血液才是它們的氧氣瓶。鯨的骨骼和肌肉非常柔韌,能有效防止被撕裂,鯨類甚至還會使用各種方式避免潛水病。
而潛艇是人造的機械,內部有很多大大小小的艙室,像蓄水倉、指揮艙、電力艙、動力艙、武器庫、起居室、廚房、餐廳、廁所等不同的功能區,這些艙室缺一不可。所以整個潛艇就像核桃,下潛深度超過潛艇能承受的范圍后潛艇外殼就會產生形變,甚至像夾碎核桃一樣被撕裂。
如果將潛艇塞滿石頭、砂子和水泥,讓它內部沒有空間,那它潛到海底都沒問題,可這樣的潛艇毫無用處。
潛艇不需要潛到很深的地方,只需要想方設法躲過敵方的探測就行了。目前各國的軍用潛艇下潛深度多在15-600米之間,上世紀有潛艇下潛到1250米深處,是軍用潛艇最大下潛紀錄。
海洋是非常神奇的。不同的國家也是研制出了不同性能的潛艇去探索幽深的海底,但是潛水艇面臨的最大的問題就是水里的壓強會把潛水艇的殼子壓扁,越往深處水底的壓強越大,所以潛艇是有最大下潛深度的,一旦超過了就會有危險。
抹香鯨能下潛到兩千多米深的,相比而言,軍事潛艇的平均深度也就幾百米。我們知道鯨魚并不是魚,而是純正的哺乳動物,它和人類一樣,也通過肺部進行呼吸。那么問題來了,海里的壓強是隨深度成正比的,那么為什么鯨魚能潛入深海而不被壓扁呢?
事實上,鯨魚屬于海洋哺乳動物,需要吸氧的。所以鯨魚大部分時間都是在海平面以下500米活動。
如果鯨魚長時間在海里不換氣,就和人一樣被淹死了。鯨魚的肺比較大,在海平面以上換一次可以在水下保持數個小時,之后又得換氣。鯨魚的肺部可以通過收縮的方式來增加內壓,并且外部的骨骼也會抵御部分壓強。最后還有它出眾貯氧方式,它通過血紅蛋白以及肌肉中的肌血球素同氧氣結合,這是深潛過程中主要的氧氣來源
。也有人做過實驗證明,如果將潛艇內部的壓力和外部保持一致的話,那么潛艇就不會遇到危險,鯨魚就是用這個原理來海底自由穿行的,鯨魚想要下潛的越深,那么它們往自己的體內吸入的水也越多,為的就是保持壓強的平衡,讓自己不受到危險。
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