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矛齿鲸骨架:鲸鱼潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇在水下容易被压扁?

编辑:sqxzgg 时间:2022-01-30 来源:人人爱宠物网

答:鲸鱼在下潜过程中,肺部逐渐缩小,使体内压强增加,用来平衡体内外的压强矛齿鲸骨架。

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水压水中压强和水深有关p=ρgh,深度每增加10.3米,压强就会增加一个大气压,在1000米的深度下,水压高达97个大气压,相当于每平方米承受970吨的重量矛齿鲸骨架。

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鲸鱼的身体经过长时间演化矛齿鲸骨架,已经进化出适应深海潜水的能力,但也是存在极限的,一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动,而抹香鲸最高可以下潜到2000米,再深的话鲸鱼身体也承受不了。

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而军用核潜艇,一般最大下潜深度在300米左右,就算是特制的核潜艇,最大下潜深度也就700米,无法和鲸鱼的下潜深度相比较矛齿鲸骨架。

原因当鲸鱼潜入深水区后矛齿鲸骨架,鲸鱼的肺部大大缩小,体内压强增加,用来抵抗体外的水压,使得体内外压强平衡,这就是鲸鱼不被压扁的原因;但是鲸鱼体内的压力增加也是有极限的,超过极限之后,鲸鱼身体也无法承受。

由于核潜艇需要载人,人体所处的大气压强,需要保持在1个大气压左右,内部压强没有多大调节的余量,于是随着下潜深度的增加,潜水艇内外压强差越来越大。

核潜艇不具备鲸鱼那样,用增加内部压强的方法来抵抗深水压强的能力,只能靠着金属结构硬抗,所以核潜艇的下潜深度非常有限。但是对于科学研究用的深海潜水器,本身结构简单,还采用了多层逐级增压的结构设计,所以能下潜到海底1万米的深度。

其他例子生物经常用到类似的原理,来适应高压环境,比如在马里纳亚海沟1万米处的生物,体内充满高压体液,来平衡体内外压强。

甚至我们人类都是这样做的,一个大气压强为101.325kPa,相当于每平方米皮肤承受10吨的重量,但是我们人类体内的压强也在一个大气压左右,于是体内外压强基本平衡,人体就不会被大气压强压扁。

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俄罗斯的图160性能到底如何?在世界上处于什么位置?

图-160轰炸机是目前世界上最先进、最贵的轰炸机之一,各方面都仅次于美国B-2轰炸机。该飞机是苏联在1967年开始研发,1987年投入服役的一款重型超音速战略轰炸机。他是目前世界上最大的战略轰炸机,他机长54米,翼展55.7米,高13.2米,最大重量275吨,空重110吨,巨大的“白天鹅”轰炸机却一点都不笨拙。

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图为俄罗斯空天军图160战略轰炸机。

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图-160不但大,而且飞的快,他最大速度达到了2.05马赫,即便是挂载9吨弹药下,也可以以高空亚音速巡航 高空超音速突袭的方式,获得最大16000公里航程,在搭载KH101隐身巡航导弹的情况下,最大打击距离可达12000公里,他一共可以携带12枚巡航导弹,前后弹仓内设置有6联装KMU-6-5U旋转导弹挂架,每一个挂架可以容纳6枚巡航导弹,他最大的挂载重量可达45吨。

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上图为图-160轰炸机使用的NK-321发动机,单台推力25吨,下图为图-160的结构分解图。

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图-160轰炸机最强大的地方就在于他的快和大,快就难以拦截,大就飞的够远,去年曾有2架图-160轰炸机从俄罗斯起飞,穿过大西洋,直接降落在委内瑞拉的机场上,令世界震惊。图-160的快可以帮助他突破敌人的防御,他可以最大以1.5马赫速度飞完全程,在全程超音速突击下,有4000公里航程,作战半径为2000公里航程 2500公里武器打击距离,可以在全程超音速下打击4500公里外的陆地和海上目标。

图为图-160轰炸机,它使用变后掠翼设计,上图为小展弦比状态,下图为大展弦比状态。

对于目前世界各国防空体系来说,能够拦截图-160轰炸机的不超过3个国家,也就是中美俄三大国。我们假设一个作战场景,即图-160从战线纵深的机场起飞,攻击6000公里外的目标,图-160挂载射程2500公里的KH101巡航导弹起飞后,马上进入高亚音速巡航状态,在距离敌人目标5000公里处是不可能被发现的,随后图-160进入了超音速飞行,距离敌人目标的距离进入了3000公里,此时图-160才有可能被发现。

图为图-160轰炸机,他是世界上飞行速度最快的轰炸机。

要在3000公里外发现图-160轰炸机,需要被攻击一方在这个距离上具备使用无人侦察机的能力,拥有高空长航时无人侦察机的国家目前只有中美两国,这两个国家可以在这个距离发现高空中的图-160,如果是其他国家,包括俄罗斯自己,则还需要再接近一些。试想,就算是美国在这个距离发现了图-160,那么图-160距离打击的目标也只有3000公里,他挂载的导弹射程为2500公里,他只需要继续飞行500公里就能打击目标。

上图为图-160轰炸机线图,下图为图-160轰炸机座舱,他有4名飞行员驾驶。

而此时,得到情报的被打击一方从距离最近的机场起飞截击机进行拦截,假设相对图-160的距离是1000公里(在被打击目标前2000公里部署已经非常宽松了),那么他也需要立刻以超音速飞行状态,使用高-高-高飞行截面,全程开发动机加力去截击图-160。图-160末端突击速度可以达到接近2马赫,显然,截击机除非有先进的性能,否则是拦截不到图-160的,大部分情况下,最后只能去拦截图-160发射的导弹。

所以,图-160的飞行速度让他给留给敌人的反应时间很短,就算具备拦截能力,可以拦截的次数也不会很多,和平时期,俄罗斯起飞的图-160还会被北约国家抵近跟踪,但是战时,图-160会在2000公里外发射导弹,根本不会给战斗机靠近的机会,何况他飞行速度够快,敌人的防空系统反应时间也不足。

因此,高空高速依然是非常有效的轰炸机打击方式,这也是美国之所以保留B-1B轰炸机的原因,所以说,图-160轰炸机算得上是世界上最先进的轰炸机之一,他的航程比B-1B多20%,挂载量多60%,价格达到了3亿美元一架,在世界上仅次于单价24亿美元的美国B-2轰炸机,算是第二贵的轰炸机,所以图-160在世界轰炸机领域,地位很高。

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