天天看點

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

作者:知識科普策
在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

潛艇是多功能的“交通工具”。它們的設計使其能夠在水面上保持平衡并潛入水中。然而,與任何水上船舶一樣,潛艇無法免受不可抗力的影響,這些不可抗力不受人類意志和行為的控制。在曆史上,有一些潛艇在暴風雨中遇難的案例。人們不禁會問,潛艇是否無法在強風浪中潛水,如果海洋動蕩不是開玩笑的話,對它們來說哪個深度是相對安全的。

深度很重

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

并非所有潛艇都能夠長時間停留在水下。例如,柴電潛艇定期需要浮出水面以充電電池。如果遇到暴風雨,他們的船員将面臨困難。

海洋狀況對任何船隻都是無情的。巨浪輕而易舉地應對蒸汽船、巡洋艦、遊輪、小艇甚至潛艇。看起來,阻止潛艇船員關閉艙蓋并潛入水中的原因是什麼呢?畢竟,越深,感覺到的風浪就越小。如果下潛到50-100米深度,那麼暴怒的海洋狀況幾乎不會被察覺。對潛艇來說,克服這樣的距離相對容易。但這隻是理論上的。在實踐中,潛艇的船員會面臨許多細節問題。

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

如果我們再回到柴電潛艇,它們大部分時間都在潛望鏡深度下工作。這個深度的範圍因潛艇的類型、參數和所處水域的深度而異。當出現強烈風暴時,潛艇指揮官不得不做出選擇,要麼随波逐流,要麼下潛到安全深度。

誰确定了潛艇在風暴中的安全深度

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

每艘潛艇都有其下潛限制。它取決于許多參數。在海洋狀況惡化時,船長根據一些規則來決定下潛深度。這些規則的基礎并非是任意深度,而是經過準确計算的特定數字。為了完全了解這一點,我們需要回到兩個世紀以前 - 即19世紀初。

弗朗西斯·博特福特是著名的愛爾蘭海洋學家、制圖師和海軍上将,于1805年提出了使用特殊經驗性刻度的建議。該刻度允許根據風速這一“風暴”參數計算出海浪的高度。然而,最初的博福特刻度在實踐中并不太友善和易于使用,并且測量精度有待提高。

我們應該贊揚這位科學家。他沒有放棄自己的想法,而是堅持不懈地緻力于改進他的作品。最終,在首次展示之後的20多年裡,改進後的博福特刻度獲得了全球認可,并在大多數海洋國家得到了采用。這發生在1830年。

在風暴中,對潛艇來說什麼是安全的潛水深度

博福特刻度分為17個級别。每個級别代表海浪的強度,或者沒有海浪的情況。實際的海洋情況,包括風暴情況,可以用1到12個“點”來表示。第13到第17個級别僅适用于太平洋地區。畢竟,太平洋因其特殊的“風暴特性” - 經常發生的飓風和台風而有所不同。

弗朗西斯·博特福特提出的測量系統可以根據風速精确計算波浪的大小、速度和力量。以風速90到100公裡/小時為例,平均波高約為12米。根據博特福特刻度,這樣的風暴得分為10分。在這種條件下,水波的速度将達到55公裡/小時,平均波長為210米,波浪沖擊的周期為14秒。

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

還需要考慮一個因素,即除了在水面上移動外,任何波浪還具有向水體深處傳播的特性。這種運動被稱為循環運動。它從水面到水底逐漸減弱。循環運動完全消失的深度等于“表面”波浪長度的0.5倍。通過總結所有參數,可以計算出這個值。是以,在根據博特福特刻度的10級風暴中,循環波動在距離水面大約105米的位置不會被感覺。這樣,就可以相對容易地計算出潛艇在風暴中需要潛水的深度。

在海洋風暴中,潛艇需要下潛到多深才能避免危險?

研究人員認為,在自然界中還存在着一種“水下障礙”,導緻現代潛艇遭受破壞。在不同的深度上,會出現所謂的水下或内部波浪,科學上稱為“底部風暴”。海洋學家目前無法解釋它的産生機制。據認為,它在不同密度和溫度的水層交接處形成。有趣的是,在深海風暴期間,波浪可以達到數十米的高度。如何預測底部風暴的開始和定位是科學家們面臨的另一個謎團。