潜水艇地面保护膜 潜水艇地面保护膜怎么贴
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为什么潜艇会被压扁,而鲸鱼却没有事呢?
为什么肉做的鲸鱼可以在千米水下安然无恙,而潜水艇却会轻易被水压压扁呢?科学家在研究后给出了答案。
蓝鲸,是目前世界上已知的体积最大的生物,它们的体长超过33米,重量可达181吨,一头蓝鲸的重量相当于35头非洲大象,或者3000个人类的体重相加。
蓝鲸是如此地巨大,它的舌头就有2000千克,头部可以站得下50个人,血管可以容得下小孩在里面游泳,而最惊人的是,蓝鲸的一颗心脏就相当于一辆小汽车。
所幸的是,生活在海洋中的蓝鲸不用承担自身惊人的重量,在水的浮力作用下,蓝鲸可以自由地在水下生活,而据了解,蓝鲸在水中最深可潜入超过2000米,但是,一般的潜水艇只能潜入水下500米,为什么鲸鱼和潜水艇的差距会如此之大呢?
首先,鲸鱼是实心的,这是鲸鱼在水下的优势之一,鲸鱼长期在水下生活,在长达万年的生存史中,鲸鱼进化出特殊的肌肉和骨骼。
在水下强大的水压之下,鲸鱼的骨骼可以变得非常薄,并且容易弯曲,但它的肌肉组织却变得特别柔韧,纤维组织由此变得出奇的细密。
随着潜水深度的增加,鲸鱼的肺部是可以缩小的,而鲸鱼的肋骨,胸骨,颈椎骨也可以随之变化,比如松弛或收缩等等,起到保护鲸鱼的作用。
而在鲸鱼的体内,还有着表皮组织变成一层非常薄的层膜,它能使鲸体内的生理组织充满水分,保持体内外压力的平衡。
但潜艇就不一样了,潜艇的内部是空心的,并且不能调节内外压力的差值,这就导致潜艇潜到深水后,还需要面临巨大的水压。
因为潜艇内部有很多空间,像个核桃,深潜型鲸类的身体很紧凑,像块橡皮。
鲸豚类当中,须鲸潜水能力较弱,因为它们的食物是海洋表层的浮游生物和小鱼,部分大型齿鲸潜水能力较强,因为它们的主要食物是生活在深海的头足类,比如喙鲸科和抹香鲸,雌性象海豹也会潜到深海捕食头足类,它们是潜水能力最强的哺乳动物群体。
哺乳动物潜水能力前十名的物种如下。
1、柯氏喙鲸,2992米。2、南象海豹,2388米。3、抹香鲸,2250米。4、贝氏喙鲸,1777米。5、北象海豹,1735米。6、布氏中喙鲸,1559米。7、一角鲸,1500米。8、北瓶鼻鲸,1453米。9、侏抹香鲸/小抹香鲸,1200米。10、虎鲸,1087米。
前十当中,有四个是喙鲸科的。喙鲸科是最神秘的哺乳动物群体,对它们的研究很少,因为它们向深海发展,大多数时间都待在海平面以下1000米的地方,到海面换气也只需很少的时间。
鲸类在潜水时会根据水深来收缩肌肉和内脏,消除体内的空腔,以平衡内外压强。因此,鲸类潜水时不完全依靠肺部提供氧气,它们的血红蛋白和肌红蛋白储氧能力是人类的数倍,血氧浓度和肌氧浓度远高于人类,说白了就是它们的肌肉和血液才是它们的氧气瓶。鲸的骨骼和肌肉非常柔韧,能有效防止被撕裂,鲸类甚至还会使用各种方式避免潜水病。
而潜艇是人造的机械,内部有很多大大小小的舱室,像蓄水仓、指挥舱、电力舱、动力舱、武器库、起居室、厨房、餐厅、厕所等不同的功能区,这些舱室缺一不可。所以整个潜艇就像核桃,下潜深度超过潜艇能承受的范围后潜艇外壳就会产生形变,甚至像夹碎核桃一样被撕裂。
如果将潜艇塞满石头、砂子和水泥,让它内部没有空间,那它潜到海底都没问题,可这样的潜艇毫无用处。
潜艇不需要潜到很深的地方,只需要想方设法躲过敌方的探测就行了。目前各国的军用潜艇下潜深度多在15-600米之间,上世纪有潜艇下潜到1250米深处,是军用潜艇最大下潜纪录。
海洋是非常神奇的。不同的国家也是研制出了不同性能的潜艇去探索幽深的海底,但是潜水艇面临的最大的问题就是水里的压强会把潜水艇的壳子压扁,越往深处水底的压强越大,所以潜艇是有最大下潜深度的,一旦超过了就会有危险。
抹香鲸能下潜到两千多米深的,相比而言,军事潜艇的平均深度也就几百米。我们知道鲸鱼并不是鱼,而是纯正的哺乳动物,它和人类一样,也通过肺部进行呼吸。那么问题来了,海里的压强是随深度成正比的,那么为什么鲸鱼能潜入深海而不被压扁呢?
事实上,鲸鱼属于海洋哺乳动物,需要吸氧的。所以鲸鱼大部分时间都是在海平面以下500米活动。
如果鲸鱼长时间在海里不换气,就和人一样被淹死了。鲸鱼的肺比较大,在海平面以上换一次可以在水下保持数个小时,之后又得换气。鲸鱼的肺部可以通过收缩的方式来增加内压,并且外部的骨骼也会抵御部分压强。最后还有它出众贮氧方式,它通过血红蛋白以及肌肉中的肌血球素同氧气结合,这是深潜过程中主要的氧气来源
。也有人做过实验证明,如果将潜艇内部的压力和外部保持一致的话,那么潜艇就不会遇到危险,鲸鱼就是用这个原理来海底自由穿行的,鲸鱼想要下潜的越深,那么它们往自己的体内吸入的水也越多,为的就是保持压强的平衡,让自己不受到危险。
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