海潜艇有多个蓄水仓，当潜艇要下潜时就往蓄水舱中注水，使潜艇重量增加，大于它的排水量，潜艇就下潜；如果要上浮时就往外排水，使潜艇重量降低，小于它的排水量，潜艇就上浮。
潜艇采用核能量来提供动力，因此可以电解水来获得氧气，这样就可以长期呆在水下，具体多长时间，取决于潜艇上储备的食物、生活必需品的数量和艇员的耐力、忍受力等。常规潜艇是靠专门的氧气再生装置获得氧气，有两类，一是氧气再生板，二是氧烛，是靠过氧化物等与二氧化碳反应的原理来获得氧气。常规潜艇的最大限度供氧量因艇而异，有的长，有的短，长的将近一个月，短的几天。和核潜艇一样，也要取决于潜艇上储备的食物、生活必需品的数量和艇员的耐力、忍受力等。
自从常规潜艇问世以来，人们对常规潜艇的推进方式进行了多种尝试。至今使用最多的、而且已经标准化的是柴油机，即蓄电池驱动方式，潜艇在水面航行时靠柴油机推进，在水下航时靠蓄电池放电驱动电机推进。这种推进方式的最大缺点就是水下航速成低，续航力小，其原因是作为水下唯一的动力能源蓄电池的容量有限。因此潜艇就要经常浮出水面，利用需要大量空气才能工作的柴油发电机为动力进行水面航行，同时为蓄电池充电，以保证潜艇可以在作战和规避敌方反潜兵力时有足够的水下动力能源。
为什么核潜艇能够长时间潜伏在水下
在63年前的今天，即1954年9月30日，世界上首艘核动力潜艇“鹦鹉螺号”开始服役。说起核潜艇，你可知道它为什么能长时间潜伏在水下吗？现在，我们就来聊一下这个话题！
常规潜艇在水下航行时主要依靠电池提供动力。但蓄电池电能有限，所以需要定期浮起，这时把通气管伸出水面，启动柴油机给蓄电池充电（柴油机工作时需要氧气）。在第一次世界大战期间，潜艇的水下停留时间只占续航时间的5％。到第二次世界大战后期，也只提高到15﹪～20％。第二次世界大战时，美国物理化学家菲利普·埃布尔森提出船只可以使用核能作为动力，兵器工程师很快发现这样的动力特别适合潜艇。采用核动力的潜艇有能力在99.5％的续航时间里都处于水下潜行状态，只要它携带足够的武器和给养，便可连续潜航两三个月而不必浮出水面，航速可以达到30～35节，能遨游地球好几圈而不需要添加核燃料。
核动力装置主要由核反应堆、加压容器、主循环泵和主汽轮机等组成。现代潜艇上的核反应堆大多采用轻水型压水反应堆，其工作过程是：核燃料在反应堆内产生链式反应，释放出巨大的热量；利用主循环泵使载热剂（高压水）通过堆芯把热量带走；通过蒸汽发生器把水加热成蒸汽，供给汽轮机驱动推进器，推动潜艇航行。
核反应产生的能量也能转换为电能，提供全艇设备，如艇上的无线电设备、声呐设备和水声通话系统等用电。为核潜艇提供氧气的主要设备是制氧机，其电力也是由核反应堆提供的。另外，潜艇上使用的淡水要从海水中提取，潜艇上的空调设备和照明设备等都必须依靠核反应堆来提供电力。2000年8月，俄罗斯的“库尔斯克号”核潜艇失事后仅仅发出一次救援信号，这和当时艇上核反应堆关闭、电力供应中断有很大的关系。为了提高潜艇的生存能力，人们通常还在核潜艇内装备蓄电池、柴油发电机等，以作为应急动力装置。
既然核燃料在核反应时并不需要空气，这就为潜艇长期潜伏在水下提供了条件。那么，以核燃料为动力源的核潜艇是否可以在水下无限期地航行，直到核燃料不再产生核反应为止呢？理论上存在这种可能，但实际上是行不通的。因为艇里有人，人在水下能够忍受多久不出艇、食品等保障能维持多久、多长时间必须对艇上装置进行维修保养等因素，都使得核潜艇不可能永远在水下航行。即便这样，核潜艇在水下航行的时间也已远远超过常规潜艇，一次可以达到2000小时以上。
1952年6月14日，世界上第一艘核潜艇“鹦鹉螺号”在美国康涅狄格州格罗顿镇开始铺设龙骨，从此开启了核潜艇发展的新纪元。“鹦鹉螺号”艇长97.5米，宽8.4米，吃水6.7米深，水上排水量3533吨，水下排水量则达4092吨；配备6具533毫米口径鱼雷发射管，可携带18枚鱼雷，水面最大航速25节，水下最大航速也可达到20节，最大潜深150米。从理论上讲，它可以最大航速在水下连续航行50天，航程3万海里。到1957年4月“鹦鹉螺号”第一次更换燃料棒时为止，它平均以16～20节的航速航行了62?562海里，仅消耗了几千克铀。若换成常规潜艇，以同样速度航行同样的距离，消耗的燃油在8000吨左右。1958年6—8月，“鹦鹉螺号”横贯了大西洋和太平洋，又从美国阿拉斯加的巴罗角潜入北冰洋，通过地球的北极。在此之后，美国宣布不再制造常规潜艇。
核反应堆的功率远远超过常规动力，所以，核潜艇的航速能提得很高，吨位也可以造得很大，比起常规潜艇来，个头要大一倍还多，携带的武器及威力也不可同日而语。作为应对敌国核打击的海基核威慑力量，为了保证在本国国土上的军事力量已全部被摧毁的情况下还拥有足够的核反击能力，能携带的核武器自然越多越好。例如，冷战时期苏联建造的“台风”级战略核潜艇，水上排水量达到18?500吨，水下排水量达到26?500吨，接近于一艘轻型航空母舰。其巨大的身体长度达到171.5米，比一个足球场还长，宽度达到24.6米，是潜艇尺寸的世界纪录保持者。其核反应堆总功率达到380兆瓦，水面航速12节，水下航速25节，乘员可达175人，可以携带专门为它设计的SS-N-20弹道导弹20枚，每枚含10个10万吨TNT当量的核弹头。计划替代“台风”的“北风之神”级战略核潜艇要小一些，但“北风之神”的水面排水量也达14?720吨，水下排水量17?000吨。其艇长171.5米，宽13.5，吃水10米，水面最大航速16节，水下最大航速27节，最大潜深450米，安全工作深度400米。美国的第四代弹道导弹核潜艇“俄亥俄”级，长170.7米，宽12.8米，水下排水量18?750吨，下潜深度为244米，水下航速为24节，核反应堆功率约44兆瓦，噪声只有90～110分贝。该级核潜艇可携带24枚“三叉戟2”弹道导弹，射程12?000千米，每枚又携带12个分导式弹头，圆偏差率为90米。1979年6月18日美苏两国签署的《第二次限制战略武器条例》规定，每个国家的弹道导弹核潜艇的数量不得超过14艘，美国就将该级的前4艘，即“俄亥俄号”、 “密歇根号”、“佛罗里达号”、“佐治亚号”，改装成了装备“战斧”巡航导弹的攻击型核潜艇。这些庞然大物都是应对敌国核打击的威慑力量。
攻击型核潜艇的主要任务是攻击敌方潜艇和水面舰艇，体积比弹道导弹核潜艇小一些，但与常规潜艇相比仍然是一个庞然大物；攻击力与生存能力也要大得多。比如，美国的“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇，长约115米，宽约10米，排水量7800吨，水下航速可高达34节。俄罗斯的“亚森”级攻击型核潜艇，长120米，宽15米，水下排水量11?800吨，潜深可超过600米。这些攻击型核潜艇可携带多枚重型鱼雷、潜射反舰导弹和潜射巡航导弹，一艘攻击型核潜艇即可在隐蔽中给敌方舰队以重创。
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为什么潜水艇能在水中航行？
潜水艇为什么能在水中上下沉浮呢？因为它的两侧有水舱。充水时潜艇下降；排水时潜艇上升。排水靠的是压缩空气。
潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下潜的。
当Ｇ（潜水艇）＝ｐｇＶ时，潜水艇会停留在水中．
当Ｇ（潜水艇）＞ｐｇＶ时，潜水艇会下潜．
当Ｇ（潜水艇）＜ｐｇＶ时，潜水艇会上浮．
潜水艇的体积是不变的，即是V不变，所以ｐｇＶ也是不变地，所以只有改变潜水艇自身的重力来潜水和上浮．
潜水艇要下潜时，就打开进水舱的阀门，让水进入，这样Ｇ（潜水艇）＞ｐｇＶ，潜水艇就会下潜．
潜水艇要上浮时，就打开进水舱的阀门，将水排出，这样Ｇ（潜水艇）＜ｐｇＶ，潜水艇就会上浮．
潜艇主压载水舱注满水时，增加重量抵消其储备浮力，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的水排出，重量减小，储备浮力恢复，即从水下浮出水面。艇内设有专门的浮力调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱，通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。艇首（或指挥室围壳处）和尾部各设有一对水平升降舵，用以操纵潜艇变换和保持所需要的潜航深度。艇尾装有螺旋桨和方向舵，保证潜艇航行和变换航向。
潜艇能否随意地“悬停”于某一个深度的海水中？
严格讲潜艇无法实现悬停，即使不考虑洋流影响也无法悬停于某一深度，而是处于不断的调整当中，尽管调整幅度很小，但毕竟是一种不安定状态。
举例说明一下，正在下潜的潜艇要想迅速停下来必须使自身排水减重，但减到重量与所受浮力相等时并不能使潜艇停下来（由于有向下的惯性，潜艇仍要向下运动，只不过越来越慢），而是需要矫枉过正使潜艇所受浮力大于重量才能短时间让潜艇停下来，但停下来之后潜艇又要上浮，还须注水克服，这样反反复复才能使潜艇停于某一深度范围，调整幅度越来越小
潜艇可以潜到很深的水下，它是怎么做到的？
潜艇依靠将海水注入自身的压载水舱，来改变自己的重量，使自身受到的重力大于或等于自身受到的浮力，从而达到下潜的目的。
而理想的潜航状态是重力=浮力，但是这种状态即使在真潜艇上也很难达到，因为潜艇自身的质量，外围的海水密度都会时刻发生变化，刻意追求重力=浮力是没有必要的，只要重力接近浮力，并不至于产生有害影响就可以被接受了。
模型潜艇出于安全的考虑，可以将自身的浮力（在压载水舱全满的状态下）调整为略大于重力，也就是适当减少压载水舱的容积，使之在水舱灌满水的情况下仍具备一定的正浮力，这样即使在失控的情况下，也可以保证潜艇模型能保持一定的漂浮姿态。从另一个角度讲，在水中浸泡的时间越长，模型的质量会越大，除了浮力体被水浸渍重量增加外，无孔不入的水分子总会使你的模型或多或少地进水，潜艇不同于水面舰艇，它的储备浮力本身就很小，一般现代核潜艇只有10%以上，这个时候如果储备浮力太小，就会难以恢复水面航行状态。
一般合理的状态应该是水线刚好在指挥台围壳的上端线处。
但是浮力为正的潜艇模型，如何下潜到更深的水底呢？这个就要依靠水平舵了，通过操作水平舵，使潜艇形成一定的首倾，由于潜艇本身就只有很小的储备浮力，会非常容易地下潜，开始是首部没入水中，然后是围壳，最后潜望镜也没入水中，潜艇完全处于潜航状态。
潜艇每次上浮后都要补充高压气的，不经常进行上浮和下潜的，譬如核潜艇，在水下时高压气只是做些需要气量很少的常规操作，所储备的高压气是完全可以支持用几个月的，但每次上浮仍然要进行补充气源的工作。
潜艇为什么能在水下航行?
鱼的沉浮原理：鱼儿腹中有一种可充满气体的囊状鳔，其作用类似于潜艇上的压载水舱，是鱼在水中沉浮的主要调节器官。当鱼要下沉时，挤出鱼鳔中的气体（潜艇是向压载水舱里注水），使身体的重量加重；相反，鱼要上浮时，通过摄取水中的气体来充满鱼鳔，使身体的重量减轻。
潜水艇的原理：潜水艇的两侧有水仓，向水仓中加水时，重力增加，潜水艇浸没在水中的体积会增大，也就是排开的液体的体积增大，所受浮力就会小于自身重力，这时潜水艇就会慢慢下沉；当潜水艇上浮的时，水仓里的水被高压空气挤出去，自身重力减轻，慢慢小于所受浮力，潜水艇也就会顺利上浮了。
扩展资料：
潜艇航行时，不但要考虑敌方火力威胁的影响，还要考虑海洋战场环境要素对潜艇安全性的影响。只考虑潜艇水下航行，因此，风以及海浪对潜艇航行的影响较小，主要是海洋水下环境，包括海流、潮汐、内波、水深、海底暗礁、岩壁、冰山等障碍物、水道宽度、密度跃层、中尺度涡等。
潜艇水下航行安全的评估还须考虑潜艇自身性能。不同潜艇对海洋环境的适应能力不同，某一海域对某一型号的潜艇是安全的，而对另一型号的潜艇可能就不安全。
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