潜水艇在深海航行时，外部水压会随着深度的增加而增大。根据液体压强公式（其中是压强，是液体密度，是重力加速度，是深度），在深海处水压可达很高的值。

潜水艇的外壳是主要的承压结构。它通过自身的强度来抵抗水压。就像一个坚固的容器，将内部的空间与外部巨大的水压隔离开来。例如，当潜水艇下潜到数千米深的海底时，水压可能达到几百个大气压，而其外壳能够承受这样巨大的压力，使艇内保持一个相对稳定的气压环境，让船员和设备能够正常工作。

圆形或椭圆形外形：潜水艇的外壳形状多为圆形或椭圆形。这种形状的结构在承受外部均匀压力时，能够将压力均匀地分散到整个外壳表面。相比其他形状，圆形或椭圆形结构的应力分布更加合理。就好比鸡蛋的形状，它在受到外部压力时，能够有效地抵抗压力而不容易破裂。

多层结构设计：部分潜水艇外壳采用多层结构。例如，有内壳和外壳两层结构，内壳主要用于保持艇内的气密和保护内部设备、人员，外壳则主要承受水压。两层结构之间可能还会有一些支撑结构或填充材料，进一步增强整体的抗压能力。

高强度合金钢：潜水艇外壳通常采用高强度合金钢。这种材料具有很高的屈服强度和抗拉强度。屈服强度是材料开始产生塑性变形时的应力，抗拉强度是材料在拉断前所能承受的最大应力。例如，HY - 100、HY - 130 等高强度合金钢，它们能够承受深海巨大的压力而不发生破裂。

耐腐蚀性好：海水是一种腐蚀性很强的介质，含有大量的盐分和其他化学物质。潜水艇外壳材料需要有良好的耐腐蚀性，以防止外壳被海水腐蚀而损坏其结构强度。一些外壳材料会采用特殊的防腐涂层，如环氧涂层等，来增强其抗腐蚀能力。

材料特点

结构设计特点

上浮操作则是通过排出水舱中的水来实现。当潜水艇需要上浮时，启动排水装置，如压缩空气系统。压缩空气将水舱中的水排出，潜水艇的整体重力减小。当重力小于浮力时，潜水艇就会向上浮起。例如，现代潜水艇的排水系统能够快速有效地排出水舱中的水，使潜水艇能够在需要的时候迅速上浮到水面。

潜水艇通过向水舱中注水来实现下潜。潜水艇有多个水舱，当打开水舱的注水阀门，海水在外部水压的作用下进入水舱。随着水舱内水量的增加，潜水艇的整体重力增大。根据阿基米德原理（其中是浮力，是液体密度，是重力加速度，是排开液体的体积），当潜水艇的重力大于它所受到的浮力时，潜水艇就会下潜。