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原标题:载人潜水器的秘密“武器”|我们爱科学 ; h0 a+ u" ]2 A! X+ R* U9 t L
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“深海遨游,谁主浮沉”
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4 s4 J, {$ Y5 u8 f 给潜水器穿上“救生衣”
( ~) R' [4 D0 ^9 [ 看过科幻小说《海底两万里》的同学一定知道,神秘的鹦鹉螺号潜艇可以在深海任意穿梭,来无影去无踪。载人潜水器也可以下潜到深海,但 载人潜水器是如何在深海中上下浮沉的,你知道吗?
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我们之前讲过,载人潜水器装有螺旋桨推进器。可能有的同学会猜测, 载人潜水器是不是靠螺旋桨实现上浮下沉的呢? ) X+ `* q3 E- n+ N
如果载人潜水器依靠螺旋桨推进器上浮的话,不但对动力系统的要求非常高,对螺旋桨的性能要求也非常高。一旦断电断油,没有了动力,螺旋桨就不能转动。如果螺旋桨出现故障、损坏,也会失去动力,潜水器就面临无法上浮的问题,里面的工作人员就会有危险。
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- P, O0 X: X. }+ v 其实, 载人潜水器在完成深海任务后,单凭浮力外壳的自身浮力就可以上浮返航。螺旋桨推进器只是处于待命状态,万一出现险情时,比如供氧系统故障,需要急速返航时,螺旋桨推进器才会启动旋转,保证潜水器快速安全返回海面。 1 b& d. E8 C- ?5 _
浮力外壳的使用已经有很长一段时间了。早在20世纪,就已出现 。 . g9 ]4 @1 c/ }2 x8 r* _
经过几十年的技术改进,我国的蛟龙号、深海勇士号,以及奋斗者号载人潜水器, 都使用十分轻便的浮力外壳。浮力外壳包裹在球形载人舱外,就像给潜水器穿了一件救生衣。
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% H$ u+ H9 ^0 M1 d' v7 z/ \ 如果潜水器需要停留在一定深度的海水里开展工作,怎么办?完全依靠外壳浮力的话,潜水器很难实现稳定的悬停。潜水器要下沉又该怎么办?别急,潜水器还有“秘密武器”。 它就藏在潜水器的肚子里,而且和一种海螺有关。 0 m2 a, A5 q! J* m) |
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海洋活化石 % j& D) @- w" m; T4 F8 ]7 n
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你可能猜到了, 这种海螺就是鹦鹉螺。在5亿多年前的地球上,鹦鹉螺就生活在海洋里了,不过那时的鹦鹉螺可以用“巨大”来形容。到底有多大呢?考古学家研究发现, 最大的鹦鹉螺化石长达10米,差不多有一个小型摩天轮那么大!
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随着时间的推移,恐龙遭遇了灭顶之灾,而鹦鹉螺却生存了下来,只是体形不再庞大。现存的鹦鹉螺,最大也不过长20厘米左右。 鹦鹉螺是真正的海洋活化石,很多国家都将其列为濒危保护动物。 1 W/ p) H9 @% F, W; c
/ `, I# A( n v( C% h1 l 除了小说《海底两万里》里的鹦鹉螺号潜艇以外,现实中,也有一些潜水器和核潜艇叫鹦鹉螺号。 ) V9 Q1 }3 h" m ]- [% I P
你可能会有疑问: 深海里有那么多动物,为什么潜艇和潜水器都热衷于用鹦鹉螺命名呢?这其中一定有什么关系。
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鹦鹉螺给人的启示 3 o& J# r! i5 F2 A' I8 }: r, K
鹦鹉螺大多生活在热带海洋中,平时喜欢待在海底的珊瑚礁和岩石上,日落后才出来活动。普通的海螺只能在海底爬行,而鹦鹉螺却可以在海水中游动,灵活得像一只开着房车的章鱼! 0 L& M, s9 [0 j q' f' s
/ s2 \3 Q& C. `5 p$ D6 c+ Y 科学家研究了鹦鹉螺的“房车”后发现,里面由“隔板”分成了几十个“房间”。其中最外层最大的“房间”,是鹦鹉螺柔软的身体所在的起居室。 里面的其余“房间”都是空的,它们被称为气室,由一根气管连通。
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8 n! Q* y* X5 O, _' y' I- I 鹦鹉螺需要上浮时,就把气室里的水排出,需要下沉时就往气室里注水。现在你明白了吧! 科学家就是受此启发,现代潜艇和深海潜水器都是利用这个原理实现了灵活的上下浮沉,所以才用“鹦鹉螺”的名字命名作为纪念。
l+ u7 G6 F- n4 j* q v) d 最后,我们来揭晓答案, 潜水器肚子里的“秘密武器”就是一套类似鹦鹉螺的浮力系统,由压载水舱和高压气罐组成。要上浮时,高压气体注入水舱,把水舱里的水排出,减小了潜水器的重量,潜水器就会上浮;要下沉时,海水灌入水舱,增加了潜水器的重量,潜水器就会下沉。
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/ U! |; o. y+ Y) N( O8 C% m9 R7 v 大自然给了人类很多启示。未来,人类还会受到大自然更多的启发,发明出更加先进的潜水器,潜入深邃的海洋深渊,那时的海洋或许不再神秘。 仔细观察大自然吧,也许它对你的启示会更好地改变我们的世界。
( n& C B: e7 D5 N# @6 | 科学小剧场
0 s, f. @: ~4 s9 } \ 小朋友们,看完文章,你知道载人潜水器是如何在深海中上下浮沉的了吗?把你的答案通过“写留言”告诉我们吧~点赞最高的5名小朋友将获得我们送出的两本《我们爱科学》杂志哦~ + K% m0 Q' u& k% w0 Y8 }% V- k
7 j- C3 X( r2 a6 w 编 辑 | 裘静怡(北京外国语大学站) 4 [6 X; l' {5 s) { z% r
校 对 | 喻梦真
5 F( b; ]3 Z; K* O" [7 z 校 审 | 雷智颖 牛晓乐
9 q4 f# _' Q# X( g5 J 值班编委 | 曾 锐 张巧云 连李生返回搜狐,查看更多 ; b/ O4 O5 W$ s$ P
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