1、标准大气压为:
1.013×10^5Pa(
帕斯卡)
2、浮力=F浮=ρ液gV排。
体积20L(常用桶装水的体积为19L,取20L=0.2m³)
1X10³ X 10 X 0.2=2000牛=200kg
体积0.006m³(0.3X0.2X0.1)
1X10³ X 10 X 0.006=60牛=6kg
3 液体的压强是P=ρgh,ρ是密度(水的密度为1X10³Kg/m3),g是9.8牛/千克(取10),h是深度.
压强就是每平方米面积所受的压力(P=F/M2)
ρgh=1X10³Kg/m3 *10N/Kg*1m=1*10^4N/m2(单位也叫帕).=0.1X10^5Pa=0.1个标准大气压
同理10米深处水的压强为1.013×10^5Pa(
帕斯卡);
则实际中水深10米处的物体所受压强为水的压强+大气压强=
2.013×10^5Pa(
帕斯卡)=0.2兆帕=2个标准大气压。
所受压力(取2.01×10^5Pa)(取面积为0.03平方米(0.3X0.1))
F=P*S=2.01*10^5Pa* 3X10(-2)m^2=6000牛=600kg
(在水下10米深处,每平方厘米的压力大约20牛,)
该处的压强=水的压强+大气压强
水的压强=1.0*10^3kg/m^3*10N/kg*10m=1.0*10^5Pa
大气压强=1.01*10^5Pa
所以压强≈2.01*10^5Pa
则压力F=P*S=2.01*10^5Pa*10^(-4)m^2=20.1N
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以上是我考虑的一些设计原理,
简单来说就1米水深所受压力0.2kg/平方厘米。1米水深压强为0.1个标准大气压(实际要加上大气压强(1个标准大气压),即实际压强为1米水深1.1个标准大气压)
知道压力可以计算潜艇外壳所能承受的压力,知道压强可以计算让潜艇有能力上浮的气罐的压强(这里我考虑使用普通的打火机罐(便性价比高,淘宝上别的气罐,如压缩空气、氮气、氢气等对于小成本来说不合适,),就是给打火机充气的那种10块钱一罐,里面气体为丁烷,密度比空气小,里面的压强大于2个标准大气压,缺点是易燃)。
再说动力系统,我本来考虑用微型马达,但是考虑到要做好防水处理(需要泡在水中),非常麻烦。(通过传动轴把螺旋桨引到水中也很麻烦)。我考虑使用微型水泵,通过泵水提供动力(水泵的进水口出水口都是在水中的)。
上浮下潜控制,下潜使用微型气泵,进气管放在潜艇内部最上端,始终是与艇内空气相通的,出气端通到潜艇外部。(原理是:抽艇内的空气排到艇外,这样艇内就灌进水,浮力减小,艇下沉)
上浮控制,使用打火机罐,前面提到过他的内部压强大于2个标准大气压。打火机灌放在艇内,气体直接排到艇内最上部,通过开关控制打火机灌的开关,实现上浮。
通讯与供电系统,由于无线电不能很好的在水中传播,所以没法使用遥控控制,只能通过电缆连接潜艇,传输命令与供电。
也考虑用压力传感器,来显示潜艇的潜水深度。
外壳计划使用普通的桶装水桶,当然里面要用钢筋加固,避免被水压坏。
初步理论这样,具体实现就等机会了。
就理论设计方面,感兴趣的朋友可以提点看法,修正,补充我的错误和不足
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