潜水自行车如何在水下前行的？

2025-04-27 14:52:27

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雪山巫师：

潜水自行车如何在水下前行的？一、前轮为啥罢工了？自行车在陆地上行使时，前后轮转动，轮轴带动后轮产生的向前的摩擦力克服前轮向后的摩擦阻力而使自行车前行；当水下自行车达到中性浮力状态而悬浮于水中时，螺旋桨向后排水产生推力直接驱动自行车前行，前轮未触地，因此未产生驱动前轮转动的切向摩擦力，所以前轮罢工了。（潜水自行车悬浮于水中，文中人车整体统称为潜水自行车）问题1：当潜水自行车达到中性浮力时，则悬浮于水中，那么中性浮力是什么？---概念铺垫---浮力：浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)竖直向上的托力即浮力。浮力定律：物体在流体（液体或气体）所受浮力，等于所排开的液体（气体）的重量。排水量：当一个物体侵入水中时，我们假设水凝固成固体，我们仅取出物体，并将水倒入填满，此时倒入的水量即为排水量。中性浮力：对于放置在水中的物体，它所受到的浮力的大小等于它所排开的水量的重量。如果完全浸入水中物体排开水量的重量大于物体本身的重量，物体将上浮并漂浮在水面上，我们称它具有正浮力。反之则下沉，称为负浮力。如果物体排开水量的重量和物体本身重量相等，物体会悬浮于水中，达到中性浮力。问题2：我们是如何做到让自行车达到中性浮力而悬浮于水中的？潜水自行车由车体、人、潜水设备、推进模块、EVA浮子构成的系统，我们通过以下四个方面来调整浮力使得系统浮力与系统重力相等（F系统=G系统:F为系统浮力，G为系统重力），以使系统达到中性浮力的状态：1、用热熔胶对车体所有可能进水的部位进行封闭，以降低车体整体密度，使得其浮力最大化，这样使得造型空间变大，定型即不可调；2、加载模块化EVA浮子，通过增减浮子来调节浮力大小同时通过调节浮子所在位置来调节车体在水中的姿态；3、通过对潜水设备中BCD模块进行充放气以调节浮力；4、通过调节人体呼吸频率、深浅来改变人体体积以微调浮力；潜水自行车前行过程中，氧气消耗导致重量减少，EVA浮子、潜水服吸水导致重量增加，在这种情况下系统重力处在动态变化之中，因此我们通过BCD充放气及人体呼吸频率、长短调节浮力，使得F系统=G系统，此时系统达到动态的中性浮力平衡状态。拓展知识---浮子材料EVA---浮子材料EVA英文全称EthyleneVinylAcetate，又称为乙烯／醋酸乙烯酯共聚物，它是由乙烯（E）和乙酸乙烯酯（VA）共聚而制成。因其密度很低且防水良好，是作为浮子的较好选择，因此本文选用发泡EVA材料作为浮子材料，它是以EVA和低密度聚乙烯为原料，并加入其它助剂后经模压发泡或注塑发泡所制成的发泡类材料，不同的配方料可生成不同性能的EVA发泡材料。其具有优良的化学性能，被广泛应用于制造鞋材、箱包内衬、玩具用材、体育用品材料、建材、以及各类新兴应用例如电子配件和汽车内饰等。一般情况下，乙酸乙烯酯含量在5%以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶黏剂等；乙酸乙烯酯含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等；乙酸乙烯酯含量在20%~28%的EVA，主要用于热熔黏合剂和涂层制品；乙酸乙烯酯含量在5%~45%，主要产品为薄膜（包含农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔黏合剂等。---热熔胶---热熔胶在高温下融化成液态，在常温下能够快速成型，同时具有良好的密封及防水性能，因此我们选择用热熔胶对潜水自行车车体进行了密封。热熔胶（英文名：HotGlue）是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。因其产品本身系固体，便于包装、运输、存储、无溶剂、无污染、无毒型；以及生产工艺简单，高附加值，黏合强度大、速度快等优点而备受青睐。其常用于木材、塑料、纤维、织物、金属、家具、灯罩、皮革、工艺品、玩具电子、电器元器件、纸制品、陶瓷、珍珠棉包装、鞋材、涂布、陶瓷、珍珠棉、食品包装、音箱等粘合，能普遍为工厂，家庭使用，通过热熔胶枪，热熔胶机使用。

发布于 2018-11-25 02:22:54