陈永恩
兔哥回答！潜艇是水中兵器，我们知道，水的密度是空气的约800倍，也就是说水的阻力大于空气阻力，对于潜艇以及船舶来说这个密度阻力也就是浮力，船舶利用浮力航行，潜艇利用对浮力的调节而上浮下潜。根据阿基米德定律“一个物体排开水的重量就是就是这个物体的重量”，排水量越大所受到的浮力就越大，一个物体的重量小于海水的浮力时这个物体就上浮，重量大于海水浮力时这个物体就下沉，潜艇就是根据改变重量与浮力的比值这个原理，通过吸进海水增加重量来潜入水下，通过排出海水减轻重量来实现上浮，而当潜艇的重量与浮力相等时就会出于悬浮不动的状态。而潜艇的前进则需要依靠螺旋桨或是其它的方式来实现。下面我们探讨一下潜艇是怎么做到的。
潜艇的上浮下潜：
前面说了潜艇通过调节海水的吸入与排出来控制自身重量，通过所承受的浮力大小来获得下潜或上浮或在某一个深度利用海水悬浮。要获得这样的效果就必须在潜艇的结构上采取措施，这就是调节水舱，或者说水柜。潜艇在艇体内部设置了很多的水柜，有负责上浮下潜的主水柜，也有负责对潜艇姿态进行平衡微调的水柜，这些水柜是潜艇上下运动的重要措施。下潜时潜艇打开进水阀门，使海水进入水柜中，这样潜艇的重量就大于自身所承受的海水浮力，潜艇就开始了下潜。潜艇的上浮下潜需要保持一个要求的水平面，所以潜艇通常都把水柜设置在艏艉，为了增加下潜速度，潜艇的舯部也要设置水柜。潜艇通过海水压力表来知道下潜的深度，当达所需要的深度时关闭进水阀就悬停在某一个深度了，然后可以通过调节小水柜来调整潜艇的平衡，主要是水平平衡。潜艇上浮时把水柜中的水排出，通常是高压空气压力排出，这个压力不需要很大，因为排出多少重量的水潜艇就会获得多少的上浮力，潜艇就边排水边上浮了。
潜艇水下航行时如何控制平衡以及如何防止翻滚？
潜艇的上浮下潜前文讲了，虽然我们说的简单，其实结构设置以及操控还是很复杂的，有一套严格的操作规范。而潜艇在水下航行中的平衡也是一个重要的条件，毕竟潜艇是一个工作和生活的空间，倒了歪了的都不行，那么，潜艇又是如何控制平衡的呢？（1）重心平衡：潜艇的结构设置都是脚重头轻，下面是设备舱，例如，动力、蓄电池、压载水柜等等凡是重的东西都设置在潜艇的底部，上部则是人员工作和生活的舱室，这样潜艇就等于是一个下面重上部轻的不倒翁，由于重心的作用，潜艇就不会出现倾斜现象，但潜艇的重心平衡只能保持左右不会发生倾斜，不能保证前后纵向水平。（2）利用调节水柜调整平衡：潜艇上除了下潜上浮用的主水柜，还有用来调整纵向平衡用的调节水柜，潜艇在作战中需要发射鱼雷、导弹等武器，而现在的潜艇鱼雷通常都在艏部，这些鱼雷、弹道的重量不是一个小数值，如果不进行配平调节潜艇就会出现翘头抬艉的现象，不利于潜艇的航行，也不利用人员的工作和生活，因此，潜艇会根据水平失衡的情况通过水柜进行调平，使潜艇始终处于纵向水平面状态。
潜艇如何控制翻滚情况的发生；
这个问题非常重要，潜艇在水下航行时，靠螺旋桨划水产生一个作用力与反作用力，潜艇就是利用反作用力前进，但螺旋桨划水时同样会受到水的阻力，也就是水的作用力，这样潜艇就会有一个反扭力，什么是反扭力？就是水对潜艇的螺旋桨产生阻力力矩，潜艇在水中属于悬浮状态，没有根基，就是在螺旋桨的转动反扭力的作用下出现打滚现象。潜艇是如何克服反扭力的呢？过去通过安装两个螺旋桨，正反转运动，这样相互抵消反扭力。例如，鱼雷通过采用正反转共轴螺旋桨来克服反扭力，但问题是现在的潜艇都是一部螺旋桨，而且还是大直径的7侧叶桨，反扭力更大，又如何解决？这就是舵，潜艇的艉部都有很大的十字舵或者是X型舵，并且还有围壳舵和艏部舵，这些舵除了用来调整航行方向，另外一个作用就是用来抵消反扭力的，否则只是调整方向没必要搞这么大的舵。这些舵就相当于潜艇的平衡翅膀，利用海水的压力作用牢牢的抓住海水，抵消螺旋桨转动时产生的反扭力作用，使潜艇始终保持一个平衡状态，不会发生翻滚现象。
兔哥42928
平衡和稳定。
现代潜艇被设计成在完全控制下快速潜水或浮出水面。它必须能够在水面上前进，并以所需的速度潜入所需的深度。为了做到这一点，潜艇必须保持前后平衡和横向稳定性。排水系统的主要功能是通过控制用于此目的的各种水箱中的水量和水量分配来保持这种前后平衡。
在对配平和排水系统进行功能描述之前，让我们考虑影响潜艇平衡和稳定性的因素。潜艇的平衡和稳定性是通过应用浮力原理和杠杆定律来维持的。
浮力。
浮力是使物体漂浮在水中或任何其他液体中的力。当物体浸入液体中时，液体从各个方向对物体的外表面施加压力。物体浸入液体越深，对其表面施加的压力就越大。此外，液体对物体下表面施加的向上压力大于向下压力顶着它的压力。如果进入的物体比它排出的液体重，那么它被称为负浮力。这种物体下沉。如果物体的重量比它排出的液体轻，那么这个物体就被称为正浮力。这样的物体漂浮着，或者如果它被推到液体表面之下，它就会上升。当物体和它排出的液体重量相同时，物体就被称为中和浮力。如果这种物体被淹没，除非受到外力的作用，否则它将保持淹没状态。
前后平衡。
刚刚描述的正浮力、中性浮力和负浮力的条件适用于潜艇作业。然而，这些浮力条件必须始终根据杠杆定律或船重心两侧的力的平衡来考虑。这被称为前后平衡。当潜艇在水面上，或者当它到达期望的深度时，第一个目标是达到完美，或者接近完美，整齐也就是力的平衡。船只的调整是通过以下方式完成的变化、或调节可变压载舱中的水量。这整齐系统是进行这种调整的手段。顶着它的压力。如果浸入的物体比它排出的液体重，那么它被称为负浮力。这种物体下沉。如果物体的重量比它排出的液体轻，那么这个物体就被称为正浮力。这样的物体漂浮着，或者如果它被推到液体表面之下，它就会上升。当物体和它排出的液体重量相同时，物体就被称为中和浮力。如果这种物体被淹没，除非受到外力的作用，否则它将保持淹没状态。
功能。
在接下来的几段中，我们假设潜艇在水面上进行潜水修整。潜艇的设计使得当主压载舱空了时，它具有正浮力，可以在水面上巡航。当主压载舱被淹没时，正浮力被破坏，并且存在中性浮力状态。这使得潜艇能够在水下任意深度巡航。当然，潜水、浮出水面和巡航潜入水中是通过船头和船尾飞机以及方向舵和速度调节来进一步控制的。
然而，配平已经被如此仔细地调整，以至于通过淹没主压载舱并向特殊压载舱添加所需的水量，潜艇可以以期望的速度潜入水中。 在实际操作中，前段中假设的前后平衡状态是通过使用配平系统获得的。配平系统由配平泵、配平歧管和通向可变压载舱的连接管道组成。装饰系统允许额外的水压载至可变压载舱以补偿重量损失，移除压载水以减轻过度重量，并将压载水分配至适当的舱以补偿潜艇上重量的不均匀分配。
例如，如果船的前端装载了额外的存储，则根据补偿片，以补偿这个额外的重量。船中部的1号和2号辅助压载舱通常用于补偿总重量的变化，因此必须根据需要将压载水装入这些舱或排放到船外。
由于辅助舱在耐压船体外部形成一个U形，并且在龙骨处是分开的，因此，如果添加了大量的压载水，则必须在左舷和右舷同时添加压载水，以防止出现倾斜。同样，在保持前后平衡时，配平系统用于调节这种平衡的分布压载水，以保持横向稳定性。左舷或右舷的油箱可以单独用来校正船的倾斜。
安全箱和负箱可用作额外的可变压载箱，因为它们可通过配平歧管被淹没和泵送。 此外，配平系统可用于向前和向后淹没和泵送鱼雷(WRT)水箱。
备用微调泵。
由于配平系统功能的重要性，有必要提供备用配平泵，以确保配平泵出现故障时系统的运行。该备用设备是通过将排水系统的排水泵与修剪系统的修剪歧管交叉连接而提供的。因此，每个泵作为另一个泵的备用泵，确保两个系统的运行。
排水系统的主要功能是泵出积聚在井、舱底污水坑和提升阀排水槽中的自由水。这些水从排水管、溢流管、压盖泄漏和冷凝进入船舶，必须清除，因为它可能会干扰船舶的运行。
这排水系统主要由泵和向前延伸的管道组成在船的各个部分之后。许多单独控制的分支吸入管线延伸至舱底污水坑和井。排水系统通过装饰歧管与装饰系统互连。这使得修剪系统能够通过排水泵运行，并且在必要时排水系统能够通过修剪泵运行。
军机处留级生
相对于传统船舶，潜艇的模样很奇特。它呈水滴流线造型，像一个圆滚滚的大雪茄，让人觉得很难在水中稳定，总担心它翻转倾覆。
这种担心当然是多余的，实际上不论水上水下，潜艇都有保持平衡的多种绝招。
绝招一、三颗心的完美配合。
船舶在海上航行，浮性、稳性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性是几个重要指标。
浮性是船舶在一定重量的装载下，在水面漂浮保持平衡位置的能力；而稳性是船舶受外力影响倾斜，当外力消失后自动回复原平衡位置的能力，又分横稳性、纵稳性两种。
船舶体型很长，所以纵稳性一般都没问题，重点研究横稳性就行了。船舶倾角小于10度~15度，且上甲板边缘开始进水前的稳性叫小倾角稳性，又称初稳性。
为提高横稳性，船舶揣着好几颗心：重心、浮心、稳心、漂心。这几颗心的相互关系，决定了船舶安全，从设计之初就要做好计算。
船舶左右横摇时排水体积不变，但排水形状不断变化，导致浮力作用点浮心发生移动。不同角度下的浮力指向同一个中心，称之为稳心。稳心与重心的关系，就是船舶稳性的重点，它们之间的距离，叫初稳性高度。
重心低、稳心高时，船舶横摇浮心移向一边与重力形成一对力偶，产生复原力矩将船舶扶正。初稳性高度越大，船舶扶正力矩越大，回复原平衡位置的能力越强.
若船舶超载或其他原因，导致重心迅速提高超过稳心时，船舶横摇就没有复原力矩了，此时就很容易倾覆，所以超载是航行安全的大敌。
在水面航行的潜艇也一样，其本质是一艘密封良好的船，也遵循这个规律，随海浪左右横摇，复原力矩令其自动扶正。
当潜艇下潜时，稳心高度逐渐降低。艏、艉组压载水舱注满水时，潜艇处于半潜航行状态，此时稳心高度很低，复原力矩很小，稍有不慎就会倾覆，是最危险的时刻之一。
当潜艇潜入水下，情况与水面有所不同。因为水线面消失了，所以浮心与稳心重合，初稳性高度变成浮心与重心的距离。
随着压载水舱注水，潜艇重心不断降低；入水体积增大，潜艇浮心也不断升高，最后变成浮心在上、重心在下的情况。此时浮力与重力形成新复原力矩，将潜艇扶正。
潜艇在水面纵倾幅度很小，基本不用考虑。但在水下时，纵倾幅度变大，受很小的影响也能让潜艇纵倾发生很大变化。比如某些潜艇上，一个人从艇艏走到艇尾，都能让潜艇发生1度左右的纵倾。
绝招二、均衡水舱。
为了控制纵倾，潜艇除了艏、舯、艉三组十几个主压载水舱外，还有专门的纵倾均衡水舱和均衡水舱。
通过水泵、中压气和管路在各舱间移注水，调整各水舱水量就能让潜艇保持平衡。
绝招三、艏艉水平舵、方向舵、指挥台围壳。
它们也是控制平衡的重要工具。潜艇在水下航行时，水平舵面产生升力，就像飞机翅膀在空气中产生升力一样。通过精确调整舵面角度，就能精确调控潜艇平衡。
而潜艇方向舵，不但能控制方向，也能辅助调整潜艇左右平衡，性价比还很高。
另外，高大的指挥台围壳像鱼鳍一样，起到垂直舵的作用。潜艇水下高速转弯时离心力很大，搞不好会侧倾翻滚。高大的围壳能对抗侧倾，提高适航性，在潜艇水下平衡中起到重要作用。
综上，这三大绝招结合在一起，就能克服各种横摇纵摇、横倾纵倾问题，也解决了单螺旋桨旋转时产生的扭矩问题，让潜艇在水下又快又稳的航行，实在了不起！
和风漫谈
潜艇在建造时就已经在底部安放了许多压载铁，设备的安装也在中线以下为多，使潜艇的重心很低，就像不倒翁原理。为了防止受海涌的外力使潜艇横倾太大， 更好的控制潜艇的姿态，潜艇设有辅助压载水舱，包括浮力调整水舱、纵倾平衡水舱、补重水舱和快潜水舱。可以快速的调节潜艇两侧的水舱里的水来纠正潜艇姿态。
现代潜艇还有的在尾部两侧加装了与水平舵成45度角的平衡板，也可以起到防摇摆作用，必要时也可以用舵来调整潜艇姿态，但比较少用。
