问题

70吨的潜艇需要多大推力?

回答
70吨的潜艇,要说它需要多大的推力,这可不是一个简单能给出数字的答案,因为这涉及到很多现实的因素,就像你不能直接问一辆汽车需要多大马力而不说它要拉多少东西一样。

首先,咱们得明白,70吨这个数字,它指的是潜艇的排水量,也就是它在水下完全浸没时排开水的重量。这个重量直接关系到它在水中有多大的浮力,同时也决定了它在水中运动时会受到多大的阻力。

推力,说白了就是潜艇靠它自己的动力系统,通过某种方式向后喷射水或者空气,从而获得一个向前运动的力。 就像你用力向后划船,船就会向前一样。

那么,70吨的潜艇需要多大推力呢?得看它想干啥。

1. 如果只是想静静地待在水里,或者缓慢地向前游动

这时候,推力要求就不高。只要能克服水对它的轻微阻力,以及维持一定的速度就行。这就像你悠闲地散步,不需要多大的力气。

2. 如果想快速前进,或者进行一些机动操作

比如,突然加速,转弯,或者在水流比较急的地方保持稳定,那么就需要更大的推力了。这就好比你要跑步,或者在风浪中保持平衡,需要更大的能量输出。

3. 关键在于“阻力”

潜艇在水中运动时遇到的阻力,是决定它需要多大推力的主要因素。阻力的大小跟很多东西有关:

速度: 速度越快,阻力呈指数级增长。这是最最主要的因素。你想让潜艇以每秒一米的速度缓慢移动,和想让它以每秒五米的速度疾冲刺,需要的推力完全不是一个量级。
艇型: 潜艇的流线型设计非常重要。越光滑、越流线型的艇型,在水中受到的阻力就越小。反之,如果艇型比较笨重,阻力就会大很多。70吨的潜艇,它的设计是在成本和性能之间找平衡,所以不可能像万吨级的大型潜艇那样追求极致的流线型。
水深和水流: 在深水中,水压可能略有影响,但更重要的是水流。如果潜艇逆着水流前进,就需要额外的推力来克服水流的速度。顺着水流当然就省力得多。
表面状态: 艇身表面的光滑程度也有影响。如果表面有附着物(比如海藻、藤壶什么的),那阻力就会增加。

所以,要给一个具体的数字推力,我们得先设定几个条件:

它希望达到的最大速度是多少? 是要像鱼雷一样快,还是像海龟一样慢?
它需要多快的加速度? 是要瞬间启动,还是慢慢加速?
它在哪种水况下航行? 是平静的港湾,还是波涛汹涌的大海?

通常情况下,对于一艘70吨的小型潜艇(可能用于科研、观光、或者一些特殊用途),它的最高航速可能也就每秒几米(大概几节到十几节)。 在这样的速度下,克服水阻所需的推力大概需要几十到几百千瓦(kW)的动力输出。

打个比方,几十千瓦的动力,差不多就像一些比较强劲的家用汽车发动机的功率了。但是,潜艇的推进方式跟汽车不同,它通常是依靠螺旋桨(或者喷水推进器),将动力转化为水的动量来推动自身。

推进系统本身也会有效率问题。 螺旋桨的效率不是百分之百,它会有一部分能量损失在水的搅动和摩擦中。所以,电机或者发动机的实际功率输出,需要大于螺旋桨克服阻力所需的力乘以速度。

举个更形象的例子:

想象一下你在游泳。如果你只是在泳池里慢慢地游一圈,你不需要用尽全力。但如果你想在海里跟鲨鱼赛跑,那你就得拼命划水了。70吨的潜艇也是一样,它需要多大的“拼命”程度,取决于它想要的速度和操作。

总而言之,70吨的潜艇需要的推力,没有一个固定的数值。它是一个需要根据设计目标、预期性能和实际使用环境来综合计算和匹配的结果。但可以肯定的是,它肯定不是一个天文数字,而是相对小巧但有效的动力系统,足以让它在水下按照预设的轨迹平稳移动和进行基本的机动。

如果非要给一个大概的范围,考虑到70吨的体量,可能它的总动力系统(包括电机或发动机和推进器)的输出功率会在几十到几百千瓦之间,来满足它在不同速度下的航行需求。但这个推力数字的背后,是精密的工程设计和对水动力学原理的深刻理解。

网友意见

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海军部系数了解一下。

设计优秀的水滴形潜艇,海军部系数可设定为 400。


C代表海军部系数;

D代表航行时排水量,以公吨为单位;

S代表在该排水量时航行的任意速度,以节为单位;

Hp表示在该速度下的轮机功率,以马力为单位。

已知 C,D,S,可自行计算所需功率。

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