潛艇是如何在水下工作的,里面的氧氣又是從哪里來的?
在海底,潛艇是如何工作的,另外,潛艇中的船員人均每天需要12立方米的空氣,這些氧氣供給究竟來自何處?今天咱們一一解答這些問題。
潛艇是如何工作的
潛艇是如何上浮和下沉的,它在海底又是如何導航的,如何接收外界信號,它的武器又是如何精準發射的。。。
咱們主要說一下核潛艇。
核潛艇是潛艇中的一種類型,指以核反應堆為動力來源設計的潛艇。由于這種潛艇的生產與操作成本,加上相關設備的體積與重量,只有軍用潛艇采用這種動力來源。核潛艇水下續航能力能達到20萬海里,自持力達60-90天。
世界上第一艘核潛艇是美國的“ 鸚 鵡 螺 ” 號,1954年1月24日首次開始試航,它宣告了核動力潛艇的誕生。
核潛艇的出現和核戰略導彈的運用,使潛艇發展進入一個新階段。裝有核戰略導彈的核潛艇是一支水下威懾的核力量。
潛艇在水下是怎樣獲的新鮮空氣的?
在核潛艇上,為了保持良好的空氣質量,專門設有空氣監測分析系統、空氣再生系統、空氣凈化系統和通風換氣系統,主要裝置如下。
第一,在潛艇上裝有制造氧氣的裝置。
電解水制氧原理
核潛艇里擔負生產氧氣的主要裝置是電解水制氧裝置,它的基本原理是用電離分解法把水(H2O)分解為氫(H)和氧(O),氧氣通過全船通風換氣系統輸送到船艙的每個角落,供給人員呼吸,而氫氣則被儲存在氫氣罐里,擇機排出船外。由于電解水制氧裝置需消耗大量的電能,所以常規潛艇上不用此法制氧。
在潛艇上還有補充或應急制氧措施,如氧氣再生藥板、氧燭和高壓氧氣瓶等。氧氣再生藥板是由一片片涂有過氧化鈉的薄板組成,使用時產生化學反應,吸收二氧化碳,釋放出氧氣,每箱藥板可供40人使用1.5小時左右。氧燭是用亞氯酸鈉等化學藥品制成的應急制氧物品,危急時,點燃氧燭就可以放出純氧,一根氧燭大約可使100人呼吸1個小時,美國早期彈道導彈核潛艇上裝有200只,英國每個艙室帶數只。
第二,為了保證空氣清新,在潛艇上裝有消除有毒有害氣體的裝置。
有毒有害氣體是影響人員生命的大敵。在潛艇里,有多達數百種的有毒有害成分,它們給艙室帶來污染的氣體有的具有毒性(如二氧化碳、一氧化碳、氯化氫、汞蒸汽、銻化氫、 光 氣 、甲苯、乙醇胺等),有的具有刺激性(如硫化氫、丙烯酸、氨氣等),有的具有腐蝕性(如二氧化硫、硫酸霧、氟化氫等),有的具有放射性(如氪、氡等),有的具有爆炸性(如氫氣)。
在潛艇空氣里主要控制二氧化碳、氫氣、一氧化碳、苯類和甲醇等。在核潛艇內,二氧化碳的濃度一般控制在0.8%以下。二氧化碳的消除是靠專門的二氧化碳吸收裝置完成的。
毒性很大的一氧化碳主要來自燃燒和高溫,濃度達到一定程度可致人于死地。一般規定潛艇艙室里每升空氣中的一氧化碳濃度不得大于15毫升。有低毒的苯和甲醇等主要來自船艙內的電纜、油漆等非金屬裝飾材料(一艘核潛艇中僅電纜的長度就達上百千米,油漆用量就高達數10噸),因此,潛艇里對有毒有害氣體的控制非常嚴格,設置了專門的一氧化碳消除器和有害氣體消除裝置。
氫氣來源于蓄電池、電解水制氧裝置和核動力裝置中水的輻照分解。盡管氫的泄漏并不大,但在艙室里會因積存而增多,當氫氣在艙室空氣中的濃度達到4%左右時,遇到明火就有可能引起爆炸。所以對氫氣要嚴格加以控制,限制氫氣在艙室空氣中的濃度為1%以下。潛艇里設置了測氫器和消氫器,以確保氫氣的濃度小于危險濃度。
第三,在潛艇上裝有過濾空氣雜質的裝置。
在密閉的艙室里,空氣中難免會飄浮一些不潔顆粒,如灰塵、纖維、有機污染物、氣溶膠(含放射性氣溶膠)等。為此,在核潛艇里設置了空氣除塵凈化裝置、放射性微塵測量收集裝置、活性碳吸收器(主要用于廁所、廚房等),以凈化渾濁的空氣,保證艙室空氣清新。
為了控制潛艇艙室中的大氣污染源,美國曾采取過4項措施:一是制定《材料禁運單》,明確規定艇員不得私自將某些化妝品、剃須膏等用品帶上艇,因為這些物品可產生含有氟和氯的烴,經催化燃燒分解為毒性和腐蝕性很強的物質;二是在潛艇下潛前和水下航行期間不得動用油漆,艇上的油漆以水基漆代替油基漆;三是禁用發光涂料和含鐳化合物,例如用于表盤和指針的夜光材料等,它們雖然放射性劑量不大,但長期潛航時的積累結果也是不可忽視的;四是選用防火耐高溫的艇內絕緣材料。
近幾年,中國從人體的生理需要考慮,制定頒布了核潛艇連續潛航90晝夜期間,艙室空氣中的氧氣、氮氣和58種有毒有害氣體的容許濃度控制標準。
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