潜艇在⽔下是如何供氧的呢？好像和教科书上讲的不太⼀样哦 不少⽹友是否在⼩时候好奇过⼀个问题：即潜艇在⽔下航⾏时是如何供氧保证艇内⼈员的正常⽣活、⼯作的呢？不过相信很快⼤家⼜在中学的化学课本上到了这个问题的答案。中学时代的化学教科书上告诉我们：过氧化钠（Na2O2）与⼆氧化碳（C02）反应可以⽣成碳酸钠（2Na2CO3）和氧⽓（O2），化学⽅程式为： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。这种反应能在常温下进⾏，且需要的装置简单，还刚好可以与⼈呼出的CO2反应产⽣供⼈呼吸的氧⽓，因此，看起来是潜⽔艇最理想的供氧⽅法。
潜艇内的艇员
不过话⼜说回来，上述⽅法看起来是否过于简单了，和⾼达上的潜艇有点不配的感觉。那么在实际中，复杂的军⽤潜艇真的是⽤的这么简单的供氧⽅式？为此，笔者特意从专业书籍⾥给⼤家整理收集了相关供氧⽅式。不过因为实际应⽤的供氧⽅式⾮常的多，所以笔者把它分为⼏个部分。在今天的⽂章中，笔者⾸先简要介绍潜艇上的传统供氧⽅式，分有化学法和物理法两个部分。
潜艇
1.通⽓管换⽓供氧
通⽓管换⽓相信⼴⼤读者们⼀看就明⽩了，就是通过管⼦把潜艇⾥⾯的废⽓排除，新鲜的空⽓吸进来。实际中，潜艇通⽓管由进⽓管和排⽓管组成，设置在潜艇顶部的指挥台围壳⾥。当潜艇在近海⾯处时，通过露出⽔⾯的进⽓管进⾏潜艇舱室的换⽓。同时，常规潜艇的柴油机也在此时开始⼯作给潜艇充电。总体⽽⾔采⽤通⽓管换氧，具有结构简单，设备装置紧凑，耗能少的优点。但是，潜艇采⽤这种⽅法换⽓需要靠近海⾯，频繁上浮，因此增加了潜艇的暴露机率，特别是遇到⼤风浪天⽓，通⽓管还要⾯临被海浪淹没的风险。 潜艇在⽔下是如何供氧的呢？好像和教科书上讲的不太⼀样哦
潜指挥台围壳上的潜望镜和空⽓管
2.氧⽓瓶供氧
氧⽓瓶供氧应该是⼤家最容易想到的供氧⽅式吧？潜艇的氧⽓瓶供氧基本思路：是将空⽓中的氧⽓通过低温⾼压压缩到⾼压⽓瓶，使⽤时通过减压将⽓体放出供潜艇⼈员使⽤。这个说起来就和潜⽔员⽤氧⽓瓶供氧是⼀样的道理。总体⽽⾔采⽤氧⽓瓶供氧，具有操作过程简单，使⽤时不消耗艇上⼤量能源，且不会给舱室空⽓带来⼆次污染的优点。但是存储氧⽓的⽓瓶属于⾼压容器，潜艇航⾏在⽔下，环境⽐较复杂，特别是作战过程中会受到剧烈的冲击，这很容易使得⾼压钢瓶存在安全隐患，⼀旦爆裂将给潜艇带来巨⼤的损害。此外，由于⾼压⽓瓶的体积限制，潜艇的需氧量增⼤时，狭⼩的潜艇舱室只能堆放有限的钢瓶，因此，这种⽅法不适⽤⼤型的长航时潜艇使⽤。在实际中，现在的潜艇也常会携带部分氧⽓瓶，只不过不作为主供氧设备，⽽是当潜艇在作战中供氧系统受损后，作为应急供氧向舱室供⽓。
潜⽔员
3 .液氧供氧
液态氧就是液化后的氧⽓。经液化后的氧密度⼤约是常温常压下⽓氧密度的 1 000 倍，因此同体积的贮罐可以携带更多的液氧。液氧在使⽤时需经过⽓化、减压，最后进⾏混合，释放到舱室中供⼈员呼⽓使⽤。总体⽽⾔采⽤液氧供氧，具有氧⽓纯度较⾼，对舱室不会产⽣⼆次污染，蓄氧量远⼤于⽓氧，其供氧⽅式和⽓瓶供氧基本⼀样，经济可靠并且操作简单的优点。然⽽，液氧需要保存在 -183℃以下，这也对液氧保温技术提出很⾼的要求。在这点上可能⼤家不是很好理解，举个例⼦，LNG运输船⼀直都被视为是船舶⾏业最难制造的船舶之⼀，就是因为液化的天然⽓的存储技术要求⾮
理解，举个例⼦，LNG运输船⼀直都被视为是船舶⾏业最难制造的船舶之⼀，就是因为液化的天然⽓的存储技术要求⾮常⾼，同理，液氧的存储同样也⾯临着这样的问题。
LNG运输船
1. 碱⾦属超氧化物制氧
⽂章开式讲的制氧⽅法就是碱⾦属过氧化物制氧，⽬前潜艇中⼤多采⽤的碱⾦属过氧化物主要是过氧化钠（Na2O2）和过氧化钾（K2O2）。过氧化物在热分解时会释放氧⽓，在⽔蒸⽓存在的条件下也会与 CO2 反应⽣成氧⽓。以 Na2O2为例，主要反应如下：
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH+O2
2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3+O2
理论⽽⾔，超氧化物供氧是⾮常理想的供氧⽅式，它不仅可以吸收掉密闭舱室中⼈员呼出的⼆氧化碳，同时还能反应制备出氧⽓，因此⾮常⽅便。但在实际应⽤种，这种制氧技术在潜艇上会⾯临⼀些问题。如在⾼温潮湿的海洋环境中，过氧化物在化学反应中容易发⽣膨胀与糊状现象，从⽽降低了反应效率。此外，过氧化物是强氧化性物质，遇⽔后会剧烈反应发⽣爆炸，因此存储要求⽐较严格；使⽤过程中过氧化物的颗粒挥发到⼤⽓中，对⼈的⾝体造成损伤；除此之外，它还会腐蚀舱室的设备，造成相当⼤的安全隐患。看到这⾥⼤家是否很惊讶，这好像和教科书上讲的不太⼀样哦！
过氧化钠与⽔反应
2. 氧烛供氧
潜艇的氧烛供氧是把氯酸盐中加⼊燃料、抑氯剂、助燃剂和粘结剂，经混合后，压制或者浇铸形成固体氧烛，使⽤时再将其点燃。固体氧烛在受热后会释放氧⽓，将产⽣的⽓体通过⽓体净化装置后，可以直接供艇员使⽤。总体⽽⾔采⽤氧烛供氧，具有使⽤⽅便、安全，存储容易，产⽣的氧⽓量⼤（氧烛的供氧能⼒是同体积⽓体氧的3倍），反应迅速的优
烛供氧，具有使⽤⽅便、安全，存储容易，产⽣的氧⽓量⼤（氧烛的供氧能⼒是同体积⽓体氧的3倍），反应迅速的优点。但是，氧烛在燃烧的时候⽆法控制反应速度，容易造成舱室氧⽓浓度局部波动。此外，氧烛在燃烧的时候还会产⽣⼀些副产物（氯化物烟尘、 CO2、CO、Cl2等），造成舱室的环境⼆次污染。
氧烛
潜艇的碱性电解⽔供氧，是以⼀定浓度 NaOH 或 KOH 作为电解液，通⼊电流将⽔分解为 O2 和H2，阴极发⽣还原反应形成 H2，阳极则发⽣氧化反应形成 O2。电解后产⽣的⽓体通过分离器进⾏洗涤、净化、冷却，然后把纯化后的 O2 输送到舱室，电解出的 H2收集后排出潜艇。总体⽽⾔采⽤碱性电解⽔供氧，因为潜艇在⽔中航⾏，因此有取之不尽的⽔的优点。但是因为电解⽔制氧效率⽐较低，因此需要消耗⼤量的能源，所以限制了它在常规潜艇上的应⽤。除此之外，在电解⽔过程中如果产⽣的 H2 和 O2 混合容易发⽣爆炸，因此对反应过程中⽓体的密封性有着很⾼的要求。另外，电解液是选⽤强碱性溶液，具有强腐蚀性，电解制备的⽓体必须经过多次的洗涤才能使⽤。
潜艇的电池组（锂电）
4. 固态电解质电解⽔供氧
高压瓶
潜艇的固态聚合物电解质技术的电解原理其实和碱性⽔电解原理是相似，区别只是⽤全氟磺酸聚合物膜薄⽚代替了传统的碱性电解液。⼯作原理是：全氟磺酸聚合物膜薄在⽔中作为离⼦的良导体，⽔合氢离⼦在电场的作⽤下在薄膜上迁移，⽽电解质的两侧分别涂覆⼀层阴极和阳极催化材料。H2O 在阳极电解成 O2，H-和 e-，H- 在阴极⽣成 H2。总体⽽⾔采⽤固态电解质电解⽔供氧，具有制氧装置能耗⼩，效率⾼，成本低，安全可靠，产⽣的氧⽓纯度⾼，承压性能好的优点。
优点。
美国的潜艇申明：本⽂部分图⽚来源⽹络，如有侵权请联系删除。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议