为何双壳艇体比单壳艇体储备浮力大?

潜艇的储备浮力非常重要,因为有足够的储备浮力,潜艇一旦因为内部事故,导致漏水下沉,或者突然遭遇海水密度断崖,出现非正常掉深时,潜艇可以当机立断的释放储备浮力,而实现紧急停止掉深和紧急上浮自救行动。根据阿基米德定律,水中悬浮物体的总浮力等于其排开水的总重量,因此不论是什么类型的潜艇,其最终浮力值都是和其他有效的水下排水体积直接有关。因此处于正常悬浮状态不动或者稳定巡航状态的潜艇,其储备浮力的大小是体现不出来的。潜艇的储备浮力,一般采用重物压载和内部压载水两种模式出现。重物压载比较好理解,就是在潜艇或者潜水器的底部,人为挂载上一些密度和自重比较大的铁块或者铅块。一旦遇到下沉危险,则立即抛弃这些重物 。

实现潜艇的总浮力瞬间大于总自重而快速上浮。不过由于现代潜艇都比较大,动辄2000吨以上,甚至有4万多吨的巨型潜艇。因此在潜艇底部挂铅块或者铁块的储备浮力办法,在现代潜艇上已经基本废弃。因为潜艇本身就是钢铁制作的铁嘎达。少量的钛合金潜艇外壳也是金属的,七八千吨级的大潜艇,就是挂上一个几十吨的大铅块,获得的储备避险浮力也不明显。而且几十吨的额外坠物,安装的时候非常麻烦;想瞬间抛弃,脱离接触也没有那么快速方便,因此船底挂铅块铁块,危险时抛弃这种看似最有效的储备浮力的方式,在现代潜艇上已经基本不用。只出现在总体体型比较小,总浮力值只有几吨到十几吨的蛟龙号之类的海洋深潜器上,才继续存在铅块或者铁块当储备浮力物体。一旦出现危险,可以引爆爆炸螺栓,

快速抛弃压载物而上浮。这类深潜器本身不大,只需要底部挂上300公斤到500公斤的压载物就足够。那么正规的潜艇如何实现储备浮力呢?瀚海狼山(匈奴狼山)认为主要通过压载水舱的总容积来实现储备浮力。压载水舱吸收海水,可以靠天然的重力和自然水压进行,而排水时则主要靠高压气瓶的高压空气快速注入压载水舱,把里面的海水强制压出去来实现全艇浮力变大。高压气瓶的内部空气压力比较大,可以实现50个以上的大气压。而50个大气压相当于490米深度的海水压力,因此只要潜艇本身的即时下潜深度不超过450米,50个大气压的高压气瓶都可以实现水下的强制加压排水上浮。如果要求潜艇的作战深度更多,那么携带的高压气瓶的气压还要更大才安全。为何双壳艇体潜艇的储备浮力天然比单壳艇大呢?这就在于单壳艇的所有压载水罐体,高压气瓶和耐压壳支撑肋骨,

这些结构和设施的自重都包括在耐压壳之内;相反,双壳艇的压载水罐、高压气瓶和耐压壳支撑肋,则大部分都在耐压壳之外,因此这些物件本身就会获得自然排水量。打个比喻,比如3000吨级的双壳常规艇,假设其储备浮力,也就是压载水可以达到500吨,那么同等重量的单壳艇,其压载水舱总容量也许最多只有300吨。如果紧急情况下,双壳艇完全排水,那么会最大获得500吨的正浮力。单壳艇只能获得300吨。这200吨的浮力差距,关键时候真能决定命运。