掉深自救惊心动魄

1、掉深”自救 惊心动魄惊心动魄的险情2014 年的某一天，南海舰队某潜艇支队“ 372 潜艇”在 一次远航中突发险情， 经历了惊心动魄、 生死考验的三分钟当时该潜艇正在执行远航巡逻任务 .在数百米深的大洋 潜航，指挥舱忽然发现潜艇深度计指针突然向下大幅度跳动， 潜艇所受浮力骤然下降， 艇体急速下沉 .这一现象通常称之为 “掉深”，这是潜艇水下最危险的状况之一， “掉深”的速度 是非常快的，几分钟内潜艇就下降了数十米，像从一个“断 崖”跌入深渊 .在“掉深”的过程巾，突然又出现了一个更大 的险情 .由于海水压力陡然增大， 潜艇主电机舱一根管道突然 破裂，大量海水瞬间喷入主电机舱 .主电机舱是潜艇的

2、心脏部 位，一旦被淹受损， 就会造成动力瘫痪 .甚至可能凶电气短路 引发火灾，更可怕的是，如果进水得不到有效控制，将加速 潜艇的下坠 .在危急时刻，全艇官兵镇定自若、临危不惧，果敢地采 取了正确的应急处理，第一时间把主电机断电，并封舱、堵 漏 .在弥漫着水雾，能见度极低的环境中， 3min 内关闭了大 小近百个阀门和开关 .操纵了几十种仪器， 并果断地向所有水 柜供气， 打开供气阀门把高压气注入水舱， 减小潜艇的自重这些关键的动作最终将险情成功化解， 潜艇在“掉深” 70.6m后停止“掉深” ，并开始上浮，最后潜艇安全浮至水面 .“372 潜艇”创下了同类潜艇大深度成功自救的奇迹，受到了中央

3、军委的高度嘉奖 .同学们在为潜艇官兵的勇敢精神喝彩的同时.可能要问潜艇“掉深”究竟是怎么回事？能不能用我们学到的物理知 识解释“掉深”发生的原因和过程 7潜艇的沉和浮 在解释潜艇“掉深”之前，我们先来谈谈潜艇为什么能 在水中下潜、上浮，甚至悬停，这其中的奥秘就在于潜艇所 受重力和浮力的大小 .浸在水中的物体会受到重力和浮力的作用，当物体所受 的重力大于浮力时它就会下沉，小于浮力时就会上浮，等于 浮力时就会悬停在水中的任何位置，潜艇在水中同时要受到重力和浮力这两种力的作用（如 图 1） .重力等于潜艇自重，浮力等于潜艇入水部分所排开海 水的重 .要使潜艇下潜，必须使它所受的重力大于浮力.那么，怎

4、样增加潜艇的 .自重呢？很简单！ 在潜艇上都设有压载水舱 只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，当潜艇的自重 大于它排开的水的重，也就是大于浮力时，潜艇就开始下潜 了.相反地，如果用高压空气把压载水舱里的水挤出去一些， 潜艇的自重就会减小，当潜艇的白重小于它排开的水的重， 也就是小于浮力时，潜艇就会上浮 . 直至浮出水面 .根据上面的道理，可以通过控制压载水舱里水量的多少， 使潜艇的自重正好等于受到的浮力，潜艇就会悬浮在某一深 度.当然这是理想的情况，实际上并非如此 .潜艇在潜航中往 往处于一种不稳定的平衡状态 .还有许多因素影响着潜艇的 状态，首先海洋中水不是静止的 .无论水面和水下的水都

5、在流 动，海洋中除了潮汐运动外，海水还有沿一定途径的大规模 流动 .海面的风力加上地球自转的作用 .造成了海水既有水平 流动 .又有垂直流动， 而且由于海岸和海底地形的阻挡和摩擦 作用，海水的流动会异常强化，在凶猛的激流中，潜艇也会 像树叶一样随之漂泊 .另外，在海洋中，海水的温度、海水的密度在不同区域 并不相同，这些水文要素有时会在垂直方向上出现突变或不 连续剧变，称为海水跃变层，也就是上层和下层的海水显现 的性质不同 .跃变层的厚薄和距海面的深浅， 随海区的地理和 气象条件而变化 .这里我们主要说说密度跃变层 .如果海水跃 变层是上层密度大、下层密度小的状态，海水中物体所受浮 力会随深度的

6、增大而急剧减小，就会形成海中“断崖”.潜艇在水下航行中， 如突遭海中 “断崖”，所受浮力会立即减小， 急剧沉向海底，于是。掉深”现象就发生了 .掉深”有什么危险“掉深” 是潜艇失事最重要的因素之一 .主要危险是海洋 深处巨大的海水压力 .一方面 .由于巨大的海水压力无法用高 压空气把压载水舱里的水排出潜艇 .也就无法使潜艇获得足 够的浮力而上浮；另一方面，巨大的海水压力将损坏潜艇的 壳体，导致艇毁人亡，海水的压力究竟有多大？为简略起见，假定海水的密度 为 1g/cm3 ，那么在水下 5km 深处，每平方米的面积上要承 受 Sxl07N 的压力，相当于每平方米面积上放了质量为5000t的物体，潜艇壳体是用特殊材料制成的，通常可以承受的水 的压强能达到4MPa,大约相当于400m水深的压强，对于某 些钛合金外壳的核潜艇虽然可以承受 10MPa 的压强，这也仅 仅相当于 1000m 水深的压强， 世界海洋的平均深度是 3000m， 所以海洋深处的压力危险是不可低估的.大