为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

千寻君来回答。

我觉得和两者的内部结构有关，打个比方，抹香鲸好比一块橡皮檫，而潜艇好比一个核桃，橡皮檫是压不碎的，而核桃用力一压就碎了。目前已知潜水能力最强的几种海洋哺乳动物及最大潜水深度如下：

瓶鼻鲸、一角鲸：1000米

虎鲸：1087米

海象：1500米

北象海豹：1530米

抹香鲸：2200-2250米

南象海豹：2388米

柯氏喙鲸：2992米，这是哺乳动物最高潜水纪录，说明海洋哺乳动物的极限潜水深度是3000米左右。

哺乳动物深潜必须克服三大困难——压强、氧气、体温。首先是压强，鲸类在潜水过程中可以根据水深来收缩肌肉、肺部和内脏，消除体内的空腔，平衡内外压强，鲸的骨骼和肌肉非常柔韧，可以防止被撕裂。简单来说，就是鲸的身体好比一块橡皮，既紧凑又有弹性。

二是氧气，鲸在深潜时肺部收缩了，只能依靠肌肉和血液储存氧气，鲸的血红蛋白和肌红蛋白的浓度是人的2-10倍，可以储存大量氧气，抹香鲸的大脑袋就是高容量的氧气瓶。

三是体温，鲸也是恒温动物，体温在35-36摄氏度之间，它们厚实的皮肤和脂肪层可以有效保温，防止体温流失，这是高纬和海洋哺乳动物必备的身体构造。而潜艇属于人造机械，外壳由金属打造，内部拥有各种设备和大大小小的舱室，主要有蓄水仓、指挥舱、动力舱、电力舱、起居舱、厨房、厕所、餐厅等，这些舱内还有各种功能室，所以潜艇内部有很多空间，用核桃来形容再合适不过了。由于内部有空腔，所以下潜深度过大就难以平衡内外压强，潜艇外壳就会发生形变甚至破裂。

目前各国的军用潜艇下潜深度在15-600米之间，最大下潜深度是上世纪80年代创下的，为1250米。

为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

抹香鲸确实是哺乳界的“深潜能手”，不过说它可以在深海几千米下生存确实有些夸张了，因为根据科学的研究发现，抹香鲸的潜水深度最深也就在1000米-2000米之间，而在鲸类中，“深潜冠军”并不是抹香鲸，而是柯氏喙鲸，它最深能够潜入2992米的深海中，并且能在深海中待两个小时。

但是，不管怎么说，能够潜入海下1000米在哺乳动物中也是凤毛麟角的了。那么，问题来了，海下1000米的深度是许多潜艇都无法下潜的深度，为什么“肉做的”抹香鲸可以轻松的下潜并且生存呢？我们简单的来探讨一下这个问题。

潜艇的发展

从古至今，人类对海洋深处的好奇心就像对太空一样，所以早在16世纪，不满足于在水上航行且科技相对发达的英国就已经开始了潜艇的研发。虽然在一些书面的记载上，英国有多个对潜艇的记载，但是没有直接的证据证明，当时描述的确实是潜艇。而世界第一艘真正意义上的潜艇是由荷兰人德列布什尔于1624年制造的，当时的潜艇是木质的，在木质的表面是带有动物油脂的皮革，这样能够做到防水的效果。而且当时的木质潜艇并没有发动机，是纯靠人力来推动的，在潜艇的两侧是12个船桨，12个人同时划动船桨，潜艇就启动了。这个潜艇的下潜深度在4米左右。

从此之后，各国都相继的开始了潜艇的研发，在29年后，法国的发明家发明出了一艘看起来灰常拉轰的潜艇，该潜艇仅仅是长度就超过了20米，但是，这只是“绣花枕头”中看不中用，因为它无法下水。

世界上真正意义上可以参加战斗的潜艇是在18世纪70年代的美国出现的，它是由美国耶鲁大学毕业生带维特·布什内尔在华盛顿将军的支持下成功研发出来的，名为“海龟号”。虽然海龟号被用作军事，但是它依然没有发动机，它的驱动靠的还是人力驱动螺旋桨，而且它内部的空气只能支撑人在里面待半个小时。不过当时的海龟号已经可以携带炸药了。

1801年，在拿破仑的支持下，爱尔兰裔的美国人罗伯特·富尔顿对“海龟号”进行了改良，为了支撑下潜的时间，在舱内加装了空气压缩设备，改良后的“鹦鹉螺号”潜艇已经能潜入水下约10米深，并且其携带的氧气足够人在水下待3个小时了。

到目前为止，一般潜艇的下潜深度在300米左右，核潜艇的下潜深度一般在500米左右。而这个深度几乎就是常规潜艇下潜深度的极限了，一旦超过了这个深度，潜艇就可能会被压扁。

▲上图为鹦鹉螺号

潜艇为什么会被压扁？

潜艇会被海水压扁的道理非常简单，因为海水的压力会随着深度的增加而增加，根据液体压强公式p＝密度×gh可以得出，在海水深度1000米时，海水的压强约为1030千克每立方米*10牛每千克（重力G）*1000=10.3千克力/c㎡，这就相当于是沉入该海水深度的物体每一平方厘米上就会受到10.3公斤物体所产生的重力压力。这是相当恐怖的数字。

而潜艇从整体上看就是一个由钢铁包裹住的一个空心的物体，在下潜时，潜艇的整个外表都受到海水的压力，而此时耐压壳在不变形的前提下能够承受的压力就是潜艇的下潜极限深度了。一般来说，潜艇的耐压壳的厚度大都在10公分以内，而原因就是太厚了不利于上浮。而在这种厚度下，潜艇想要不变形，下潜的深度也只能控制在500米以内了，再往下，潜艇一般变形就很可能有去无回。简单的说，就是一个空心的铁球和一个实心的铁球，虽然二者的外壳都是铁，按理说其能够承受压强的大小是相同的，但是实际上，空心的铁球由于铁的厚度比较薄，所以它显然不如实心铁球抗压。

从材质上看，抹香鲸是肉做的，而潜艇是钢铁制成的，显然后者的抗压能力更强，那么，为什么潜艇还不如抹香鲸下潜的深度深呢？原因有三。

01 抹香鲸下潜的准备工作

虽然抹香鲸能够深潜，但是它通常是待在1000米以内的海水深度内的，当要下潜很深的海水死，抹香鲸会浮出水面进行多次深呼吸，呼吸的次数是体内组织和血液中氧气的含量决定的，因为抹香鲸是哺乳动物，它们无法在水下呼吸，所以，在下潜前的氧气储备工作就变的尤为重要了。当抹香鲸把身体的各个部位充满氧气后，它就会慢慢的下潜。此时，身体的血液和组织中有氧气作为支撑，增加了它的抗压能力。

02 原生环境

早在距今约5000万年前，鲸类的祖先巴基斯坦古鲸就已经开始了海洋生活，到了现在鲸类已经在海洋中生存了几千万年了，经过这几千万年的适应，鲸鱼已经完全适应了海洋中的生活，其中就包括身体对深潜的适应。比如它们的肌肉变得更有韧性、体内充满了水分、肺部会随着下潜的深度越来越小、气管和支气管被骨骼包裹着等等，这些变化都减少了海水对身体的压力，也同时增加了自己身体的抗压能力。

03 深水生存

抹香鲸在潜入海下1000米深度后，能够在该深度停留1个小时左右，这就要得益于它强大的储存氧气的能力。根据科学的研究发现，抹香鲸的肌红蛋白贮氧能力是其它动物的5～6倍，这正是它每次下潜都需要深呼吸数次的原因。

抹香鲸虽然是肉做的，但是它已经在海洋中生活了上千万年了，它的身体结构、组织都是为了更好的在海洋中生存进化来的。所以，它要比空心的钢铁制成的潜艇能够抗压。简单的说，抹香鲸是“活物”，它能根据外界环境的变化随时的调整身体，而潜艇不过是“死物”，它只能被动的接受环境的改变，一旦环境改变超过了它自身的强度，就会损坏。

为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

说鲸鱼可以潜水潜到几千米，有点夸张了，潜水界的冠军抹香鲸，最多也只能游到2200米的水下，而且也只能待两个小时，多了它也受不了，在深海里，它可以分泌出某种物质来保护自己的身体。

它的潜游深度比潜艇还是深一点，鲸鱼是肉做的，本身就有弹性，而且他内里不是空心的，是有脏六腑和肉的，身体受到压强压迫，身体可以进行调整，而潜艇只是一层很硬的外壳子，内部空间比较大，就是一空心的。

潜艇的里面和外面所受的压强不同，这种情况下，下潜的越深，压强差越大，潜艇就容易被挤压变形，而抹香鲸是可以调节的，但是潜艇那么硬，没办法随压强变化，只能硬生生的被挤压变形。

你如果扔一个实体东西下去，被压变形的情况就不会发生，或者说发生轻微的变形，这种轻微的变化，鲸鱼通过稍微改变身体就可以抵抗，但也是有限度的，他最多只能在水下2200米潜游，再深了它也不行。

有人觉得，人类也是实体的，为什么没下去多深就觉得胸闷耳鸣，因为人类长期在空气中，空气中的压强和水里的不同，海洋生物在水里呆惯了，已经适应了海水，你让他换个地方它还不适应，浅海的进不了深海，深海的也到了不浅海，因为这样会容易压强变化而死亡，人类和抹香鲸一样，都有一个适应的深度。

简单点说，人类制造太多东西都是模仿动物，也就是仿生，但也只是模仿，不能超越，野鸡可以飞，但只是飞一段就必须得落下来，蛋鸡长翅膀，但只能扑棱飞那么高，不能像真正的鸟儿一样展翅飞翔，都是长毛的，都有翅膀，鸡为啥就不行，潜艇就是鸡嘛。

为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

抹香鲸作为深海中的霸主，它的下潜深度可以达到2000多米，是为数不多能够达到这个深度的海洋生物，一次下潜基本上也就只能够待2个小时。在这个期间内它可以通过分泌一些物质来保护自己的身体，不过潜艇与抹香鲸相比就没有这个能力，如果下潜到这么深的地方就要被压扁，这是为什么？其实这跟抹香鲸的身体结构有关，抹香鲸可以根据不同的下潜深度进行调节，而潜艇却不行。

潜艇是各个国家争相发展的海洋作战武器，它的作战实力相当突出，能够凭借着出其不意的攻击对敌方造成巨大伤害。不过为了更好的隐藏自己，潜艇往往需要下潜到海洋中很深的地方去，但是潜艇下潜的深度一直受到较大的限制。

抹香鲸的下潜深度要比潜艇深很多，这是因为它全身的肉是非常具有弹性的，同时它的躯体内部是由内脏等构成的。因此一旦在水中下潜的深度不同时它就可以进行相对应的调节，这样一来抹香鲸在水中下潜时也就更加容易一些。可是潜艇的外部是由一层很厚的铁皮组成，内部的空间很大，看起来非常的空，一旦下潜的深度过高，也就更加容易出现内外压力不平衡的情况。

而且在潜艇的内部还需要有作战人员和武器装备，在这里面为了作战人员能够生存下去，同时使作战武器性能发挥出来，也就不得不将潜艇内部的环境维持在标准大气压下。这样一来潜艇内部的压强是无法增加的，因此说潜艇的形态维持全部靠的是外面一层坚硬的外壳，潜艇的外壳是无法支撑起海洋几千米压强的。

当然目前的潜艇外壳厚度也在不断的增强，从而提高潜艇能够下潜的深度，例如美国的海狼级潜艇下潜的深度可以达到320米米左右，而俄罗斯的台风级外壳采用的是双层壳体，下潜的深度能够达到600米。虽然说潜艇的下潜深度在逐步提高，可是和能够下潜2000多米的抹香鲸相比，还是有不小差距的。

总得来说，虽然潜艇的设计是参考海洋生物进行研制的，不过它的结构并没有抹香鲸一样的完善，而且又受限于作战的需求，它能够下潜的深度目前也就达不到几千米。

为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

潜艇是一种很特殊的水下装备，大部分时间都在水下活动，就像鲸鱼一样行踪不定。但是潜艇的潜深通常只有几百米，而抹香鲸能够下潜到水面下2000多米的深度，这是什么原因呢？换句话说，为什么潜艇不能无限下潜呢？影响潜艇下潜深度的影响因素有哪些呢？下面将为大家一一揭晓。

世界上任何潜艇都是具有一定极限潜深的，当超过这一深度时，潜艇就会发生变形扭曲，甚至会承受不住海水的压力而断裂爆炸。这是因为潜艇的内部有很大的空间，潜艇内外存在一定的压力偏差，而潜艇的艇身能够承受的压力值是有限的。潜艇的设计计算压力为Pc=K·Pe，其中K代表耐压船体结构设计的安全系数，核动力潜艇一般是1.5，常规动力潜艇为1.45，Pe代表极限深度压力。决定K值的因素有材料本身的物理性能偏差、制造工艺、金属的腐蚀等。

当潜艇的下潜深度超过它的极限潜深时，也不一定会立即发生故障，这是因为潜艇存在一定数值的超深附加深度。当潜艇因为设备故障、舱室进水或者其他原因，导致潜艇不受控制下沉，超过了它的设计下潜深度极限，那么潜艇就会处于超深状态。所以在设计潜艇时，都会给它设计一定的超深能力。采用不同材料和不同动力装置的潜艇的极限潜深不一样，它们的超深能力也不一样。通常核潜艇的超深附加深度为极限潜深的0.35，常规潜艇的超深附加深度为极限潜深的0.25，比如最大潜深300米的常规潜艇的超深附加深度为75米，核动力潜艇的超深附加深度为105米。

影响潜艇最大下潜深度的主要因素主要可分为两大方面：

1、艇身材料

艇身材料是影响潜艇下潜深度的主要因素之一，使用不同材料打造的潜艇，其潜深也不一样。比如相同设计和吨位的潜艇，如果采用屈服强度549MPa的HY-80钢作为耐压艇体材料，下潜深度设定为300米的话，那么如果把艇体材料换成703MPa的HY-100钢，其下身深度可以提高到450米左右。目前世界上的现役潜艇通常采用屈服强度大的合金钢作为艇体材料，合金钢的屈服强度越高，潜艇的潜射就越大。美国“海狼”级攻击核潜艇采用HY-100型合金钢打造，下潜深度可达600米。俄罗斯使用钛合金钢材料建造的“麦克”级试验核潜艇，最大下潜深度高达1250米。另外，合金钢的冶炼技术和焊接技术，对潜艇的结构强度和潜深也有一定影响。合金钢材料的选择，还要考虑到耐腐蚀能力。海水的腐蚀性很强，长期在海水中行驶的潜艇往往会受到较大影响。钛合金钢虽然抗腐蚀性能良好，但是造价昂贵，所以俄罗斯又选择了一种更先进的特种材料制造核潜艇。

2、艇体结构

除了艇身材料外，艇体结构也会影响潜艇的下潜深度。不同国家的潜艇，往往有着各自的风格，所采用的艇体结构也不完全一样。比如美国的核潜艇通常使用单壳体结构，而苏俄的核潜艇一般是双壳体结构。除了壳体外，还有潜艇的艇体线型和支撑结构，包括肋骨结构、耐压舱段结构、耐压液舱结构、耐压壳体锥环柱过渡段结构，以及艇首和艇尾的结构等等，都会对潜艇的耐压强度产生影响，进而影响到潜艇的下潜深度。通常来看，在使用相同材料打造潜艇艇身的情况下，双壳体结构的潜艇比单壳体结构的潜艇，拥有更大的潜深。

美国和俄罗斯的潜艇技术最为先进，拥有的核潜艇数量也是远远超过其他国家，因此通过对美俄现役主要核潜艇的下潜深度的分析，可以了解到目前潜艇的潜深状况。美国“洛杉矶”级核潜艇的下潜深度为450米，“海狼”级攻击核潜艇的下潜深度为600米，“俄亥俄”级战略核潜艇的最大潜深为400米，而最新一代的“弗吉尼亚”级攻击核潜艇，潜深只有300米。美国之所以减少了潜艇的潜深，主要有三个方面的考量：一是小潜深意味着能够降低成本，二是新技术的发展对潜深的要求有所降低，三是“弗吉尼亚”级攻击核潜艇的用途和定位发生了一些变化。总体上看，虽然“弗吉尼亚”级攻击核潜艇的潜深较小，但是其总体性能还是相当先进的，随着“弗吉尼亚负载模块”的安装，该级潜艇的攻击能力变得更强了。

苏联潜艇特别是核潜艇一向以潜深出名，其所建造的核潜艇曾创造了1250米的极限潜深纪录。俄罗斯继承了苏联的潜艇及技术，在潜深方面也是全球领先的。苏联第二代V级核潜艇的潜深为400米，到了第三代“阿尔法”级核潜艇时，极限潜深增加到了900米，“塞拉”级核潜艇的最大潜深也有750米。目前俄罗斯“北风之神”级战略核潜艇的潜深为450米，“亚森”级攻击核潜艇的最大潜深为600米。

综合以上分析可以得出结论，受到艇体所能承受的压力的限制，潜艇的下潜深度是有限的。在达到最大潜深后，潜艇还存在一定的超深附加深度，以应对意外情况的发生。影响潜艇下潜深度的主要因素包括艇身及耐压舱体材料，还有艇身结构等。随着潜艇技术的不断发展，部分新型潜艇已不再追求极限潜深。

为什么抹香鲸可以在深海几千米下生存，潜艇就得被压扁呢？

抹香鲸目前最大的潜深是2200米，1955年科学家曾经在葡萄牙里斯本海域发现一头被电缆绞死的抹香鲸，深度就是大约2200米。而在实际生活中，抹香鲸一般活动于500到1000米深度的海域，因为这个深度聚集了大量抹香鲸爱吃的大王乌贼，但是不管怎么说，抹香鲸确实有强大的潜深能力，这是毋庸置疑的。相对于抹香鲸来说，我们人类就显得弱爆了！目前全世界主流的潜艇潜深都在三四百米，只有少部分核潜艇能达到五六百米的深度，全世界潜深最强的莫过于前苏联的K278共青团员号核潜艇，有赖于全身都是由钛合金材料打造，它曾经在1983年创造过1250米的极限潜深，三十多年过去，至今无出其右！（共青团员号潜艇）

众所周知，潜艇最怕的就是海中断崖，因为一旦遇到断崖，潜艇就会出现极速掉深，海水巨大的压力会将潜艇艇壳直接挤爆，最终导致艇毁人亡！那我们不禁要问，潜艇身为强大的钢铁结构只能承受几百米深的水压，而鲸鱼肉体凡胎为什么却能承受上千米深度的超强水压？

（以色列“达喀尔”号潜艇遭遇海中断崖被海水压力挤爆）

其实这和鲸鱼的构造有很大关系，鲸鱼为了适应深海高压的环境，骨头和肌肉变得非常柔韧和轻薄，在受到压力后能够相应的发生形变而缓解水下压力。更重要的是鲸鱼的各个器官组织内都充满了高压水分并且能够根据深度自我调节，这就让鲸鱼内外压力基本达到了平衡，所以鲸鱼本身受到的压力其实并不大。（抹香鲸骨架）

我们在菜市场为什么从来买不到活的带鱼？很大一个原因就是带鱼属于生活在30米以下水深的深海鱼类，体内压强大，一捞出水，由于外界气压骤降，带鱼自身无法调节，体内压力外泄就会涨破内脏和肚子而死。

而再看潜艇，潜艇内部因为有人员活动，所以舱室内必须保持一个大气压强左右，而水深每增加10米就增加一个标准大气压，1000米水深外部压力相当于100个标准大气压，内外压力差达到99个标准大气压，这个压力只能由潜艇的结构强度和材料强度去硬扛！目前的主流军用潜艇基本上都都使用屈服强度在600Mpa以上特种钢材，结构也是圆形的分段式水密隔舱结构，目的就是通过高强度材料和密集的支撑结构提高潜艇的耐压能力！但是这种硬扛和鲸鱼的内外压平衡的四两拨千斤相比，还是差距很大！（巨大的核潜艇分段）