简单解析，为何潜艇潜行的航速高于水面航速

现代潜艇为何水下航速高于水上？这违反自然规律了吗？美海军“俄亥俄”级核潜艇水上极速12节，潜航极速官方公布为20节，媒体报道称可达25节；俄罗斯海军“北风之神”级核潜艇水上极速约15节，潜航极速30节。现代潜艇的水下航速几乎都高于水上航速，这是令部分人感到费解的一个问题，为什么在海水中航行的速度反而比水上面还要快？这难道不是违反自然规律吗？其实，潜艇水下航速比水上航速高是一件很正常的事情。空气阻力、摩擦阻力、兴波阻力、旋涡阻力、突出体阻力，潜艇在水面航行时受到的阻力影响一般就是这些。空气阻力很好理解，就是指空气对运动物体的阻碍力，暴露在空气中的运动物体都会受到一定的阻碍力；摩擦阻力也不难理解，人或者物体经过流体时，周边流体沿人身或物体表面轮廓向运动相反方向流动，就会产生一种阻力；兴波阻力，指船只航行时产生的波浪令周围水对船只的压力产生变化，形成重力波产生阻力，一般跟船型、航速和航行方式有关系，例如水下航行时在水面产生的波浪不多，就可以尽可能减小兴波阻力；旋涡阻力跟水的黏性有关，水流经表面时因流体速度降低，至船尾边界层会产生分离现象从而形成漩涡，令舰艇首尾形成压力差，也就是旋涡阻力；突出体阻力是指舰艇表面存在突出体，在流体运动中容易受到更大的阻力。明白了这几个阻力的含义，下面我们来说说潜艇水下航速要比水上航速高的原因。已知潜艇航速受这五种阻力影响，且航速越大阻力会变得越大。当潜艇以低速在水面航行时，因为速度慢，所以空气阻力和兴波阻力相对较小，它主要受到的阻力只剩下摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力；当潜艇以低速在水下航行时，潜艇完全“埋”在水下所以不存在什么空气阻力，产生的波浪小所以兴波阻力也不会是主要阻力，它剩下的主要阻力同样是摩擦、旋涡和突出体阻力。在这种情况下，潜艇水上航速要比水下航速快，因为水上航行的摩擦阻力和突出体阻力相比水下航行小得多。实际上更简单讲，你就是浮出水面航行，谁下的阻力依然也存在。当然这只是低速航行，如果换成高速航行情况就完全不同了。已知航速越大阻力越大，潜艇在水下高速航行时空气阻力和兴波阻力也不会增加多少，但在水上高速航行时这俩阻力却会大大增加，总阻力值远高于水下航行。除此之外，由于潜艇多数都是处于潜航状态，设计者在艇体设计的时候自然更倾向于水下航行，比如现代潜艇常用的水滴型，艇体湿表面积会更小，所以阻力更小。