潜艇在水下航行时,如何获取和控制氧气?

潜艇在水下航行时,如何获取和控制氧气?

首页休闲益智水下潜艇更新时间:2024-05-05

潜艇是一种能够在水下航行的舰艇,它具有强大的攻击力和隐蔽性,是海上战略力量的重要组成部分。潜艇在水下的生存条件非常恶劣,艇员们面临着缺氧、高压、高温、高湿、高噪音等多重困难。潜艇在水下长时间航行时,氧气是从哪里来的呢?



根据动力来源的不同,潜艇可以分为常规潜艇和核潜艇两大类。常规潜艇主要依靠柴油发电机和蓄电池提供动力,核潜艇则利用核反应堆产生蒸汽驱动涡轮发电机。


常规潜艇在水面时,可以通过舷窗或通气管从大气中吸入新鲜空气,并将废气排出。在水下时,由于柴油发电机不能工作,常规潜艇只能依靠蓄电池提供电力,并关闭通气管以保持隐蔽性。常规潜艇就不能从外界获取氧气了,只能靠储备的压缩空气瓶和化学制氧装置来维持生命。


压缩空气瓶是常规潜艇最基本的氧气储备方式,它们一般安装在潜艇的浮力舱内,可以通过阀门控制释放到舱室中。压缩空气瓶的容量有限,一般只能维持几个小时到几天的时间。常规潜艇还需要使用化学制氧装置来补充或应急。



化学制氧装置是利用化学反应来产生氧气的设备,常见的有两种:一种是使用过氧化钠或过氧化钾等固体药剂与二氧化碳反应生成碳酸钠或碳酸钾和氧气;另一种是使用亚氯酸钠等化学药品制成的应急制氧物品,称为“氧烛”,点燃后可以放出纯氧。这两种方法都可以吸收二氧化碳并释放出氧气,但也有缺点:前者产生的碳酸盐会占用空间并增加重量;后者产生的高温会影响舱室温度并增加火灾风险。


由于常规潜艇的电力和氧气都有限,它们在水下的续航能力也受到很大限制,一般只能在水下停留几天到几周的时间,然后就必须浮出水面或使用通气管换气。这样就会暴露自己的位置,增加被敌方发现和攻击的风险。


核潜艇在水下的续航能力就要强得多了,它们可以利用核反应堆产生的大量电能来电解水制氧。电解水制氧的原理是用电离分解法把水分解为氢和氧,氧气通过全船通风换气系统输送到船舱的每个角落,供给人员呼吸,而氢气则被储存在氢气罐里,择机排出船外。由于核潜艇的电力几乎不受限制,它们可以在水下长时间不断地制造氧气,从而实现长期潜航。



核潜艇在水下的生存能力不仅仅体现在氧气供应上,还体现在空气质量的控制上。在密闭的舱室里,空气中难免会飘浮一些不洁颗粒,如灰尘、纤维、有机污染物、放射性微尘等。在核潜艇里设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性碳吸收器等,以净化浑浊的空气,保证舱室空气清新。


在潜艇里还有多达数百种的有毒有害成分,它们给舱室带来污染的气体有的具有毒性,有的具有刺激性,有的具有腐蚀性,有的具有放射性,有的具有爆炸性。这些被污染的 气体弥散在空间,并通过呼吸道、皮肤和消化道侵入肌体,对艇员和设备带来不同程度的危害。因此,在核潜艇里设置了专门的一 氧化碳消除器和有害 气体消除装置,以确保 舱室内 的 气体浓度在安全范围内。



潜艇在水下长时间航行时,需要采用不同的方法来获取和控制空气中的氧气。不同类型的潜艇在氧气供应方面也有不同的优劣。常规潜艇的氧气来源主要依赖于储备的压缩空气瓶和化学制氧装置,这些方法虽然简单可靠,但也有容量有限、重量大、成本高等缺点。核潜艇的氧气来源主要依赖于电解水制氧装置,这种方法虽然能够持续不断地产生氧气,但也有设备复杂、维护困难、安全风险等缺点。


潜艇在水下航行时,面临着无法想象的挑战和危险。为了保证潜艇的安全和战斗力,潜艇艇员们必须克服缺氧、高压、高温、高湿、高噪音等多重困难,展现出超人的意志和勇气。他们是海洋中的勇士,也是国家的脊梁。


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