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潜艇的氧气是如何产生的？
@潜艇解码 从潜艇的设计角度分析潜艇制取氧气的常用方法，比较分析当前各种方法的优缺点以及适用范围。本文有助于全面了解潜艇（常规潜艇、AIP潜艇、核动力潜艇）的供氧设计。
1. 常用的供氧技术：氧气瓶供氧、液氧罐供氧、过（超）氧化物供氧、氧烛供氧、电解水供氧；
2. 正常情况下，常规潜艇使用过（超）氧化物供氧、AIP潜艇使用液氧罐供氧、核潜艇使用电解水供氧；
3. 短期任务，常规/AIP/核动力潜艇的艇员在实际使用中，比较偏爱使用氧烛供氧；在应急情况下也多使用氧烛供氧；
PS：对潜艇来说，除了要考虑补充氧气，同样重要的是清除二氧化碳。当二氧化碳浓度高了，就“上头”，艇员会感觉昏昏沉沉的，影响战斗力的发挥。
我们都知道，我们在大自然中氧气占比为21%，如果氧气含量低于16%人就会感到呼吸困难，低于10%时会神志不清，低于6%时会修克甚至死亡。
潜艇又叫潜水艇，另外还有一个别名叫“黑鱼”，是不是很贴切？
潜艇是一种能长时间在水下潜行的舰艇，目前核潜艇水下潜航时间世界纪录，是由中国海军创造的，时间为90天。
潜艇的出现可以最早追溯到十六世纪，其被称之为“可以潜水的船”，但当时这种具有很强隐蔽性的舰艇并不被人接受，直到一战前，潜艇都未受到人们的重视，并不看好。
在一战末和二战时期，潜艇在战场上的巨大威力显现出来，潜艇能在海底隐藏，然后出其不意的发动攻击的能力被所有国家所接受，潜水艇也得到了快速发展。
在二战时期，德国潜艇可谓是威风了一时，特别是在狼群战术大行其道的1940年，德国可以用损失一艘潜艇的代价击沉敌方22艘舰艇，厉害吧？
现在，随着技术的发展，具有静音和更长续航能力的核潜艇在军事上的用途更是被无限放大，成为各大国争相发展的军事武器。
潜艇的种类和大小有很多，有只能容下一个操作人员下潜数小时的民用潜水探测器，也有能容下上百人，持续潜航几个月的战略性打击核潜艇。
1.具有强大的自给能力
潜艇下潜时与外界环境隔离，氧气就成了不可缺少的重要物质。当空气中的氧气含量低于16%，人就会感觉呼吸困难；低于10%，人会神智恍惚；低于6%，就会休克死亡。
所以如此重要的物质，必须绝对保障！潜艇中的氧气主要有四个来源：
通气管是1943年德国人发明的。二战时，德军潜艇肆虐大西洋，给盟军造成重大损失。盟军自然是恨得咬牙切齿，穷追猛打。为了躲避打击，德国研制出潜艇通气管，是一根可以升降的管子，和潜望镜并排在一块。
潜艇航行到隐蔽地点时，上浮到潜望镜深度，然后伸出通气管和潜望镜。新鲜的空气经通气管进入艇内，同时排出污浊的空气，满足人员呼吸需要。
潜艇不能随意上浮，所以在平时潜航中，就需要用到空气再生装置。艇内污浊的空气流经空气再生装置，将其中的二氧化碳吸收掉，然后再经过制氧设备，加入氧气，最后经过风机送到每一个舱室。
比如使用氧气瓶存储氧气，或者存储液态氧。储存在高压容器中的液态氧，效率特别高，可供70到100人呼吸90天。
化学方式有氧烛和再生药板等。氧烛是一种通过化学反应产生氧气的应急设备，应用十分广泛，太空中的空间站、矿井救生舱、以及民航客机氧气面罩等都会使用氧烛提供应急制氧。一根1尺长、直径3寸的氧烛点燃后，产生的氧气可供40人呼吸1小时。
潜艇是一个密封的环境，里面有人和有限的空气供应。为了让潜艇里的空气保持可呼吸，有三件事必须要做: 1、氧气在消耗时必须补充。如果空气中氧气的百分比下降得太低，人就会窒息。 2、二氧化碳必须从空气中去除。随着二氧化碳浓度的上升，它变成了一种毒素。 3、人类呼出的湿气必须清除。
氧气由加压罐、氧气发生器提供电解水或某种通过热化学反应释放氧气的“氧烛”。氧气要么通过计算机系统连续释放，该系统检测空气中氧气的百分比，要么一天中定期分批释放。
二氧化碳可以用碱石灰(氢氧化钠和氢氧化钙)从空气中化学去除。二氧化碳通过化学反应被捕获在碱石灰中，并从空气中去除。其他类似的反应可以达到同样的目的。
湿气可以通过干燥器或者化学物质。这可以防止它凝结在潜艇内的墙壁和设备上。 此外，设备和香烟烟雾产生的其他气体，如一氧化碳或氢气，可以通过燃烧器去除。最后，过滤器用于去除空气中的微粒、灰尘和尘埃。 潜艇内部的大气受到非常仔细的监控。潜艇是巨大的密闭管，没有很好的空气流通。也没有回收二氧化碳的工厂，所以一切都必须使用一些独特的技术。
潜艇中的氧气是通过电解海水产生的。潜艇通常也有几个大氧气瓶，用于在系统出现故障时快速提高氧气浓度。事实上，正常情况下，潜艇中的氧气浓度比陆地上的略低。这可以降低火势蔓延的风险。潜艇周围有许多不同的传感器，监测必须清除的氧气和二氧化碳的浓度。 去除二氧化碳也不是一件容易的事情。使用胺——这些化学物质在冷的时候吸收二氧化碳，一旦加热就会释放出来。
只要有可能，废弃的二氧化碳就会被释放到海里。然而，这些胺确实有一种难闻的气味，但是在潜艇里服役的人说，要习惯这种气味。 在潜艇里要习惯各种不同的气味。生活隔间很紧，通风也不太好。可以闻到正在准备的食物、液压油、胺、垃圾等气味。还不能开窗，因为根本没有。
不同于二战潜艇，可在夜间浮出水面进行氧气的流换，随着现代反潜装置的不断升级，大型的战略性核潜艇每次出海执行巡航任务必须长时间下潜在水下，艇内的氧气供应主要通过日常的氧气再生装置、空气净化装置进行循环提供，在紧急状况下，采用特殊方式，如电解水（再生药板）、液态氧等产氧手段来保证艇内的正常氧气供应。一般来说，即便遇到紧急状况，这几种方式，也能保证潜艇在水下航行数月时间。
对于现代潜艇来说，执行任务时可以浮出水面的机会越来越少，各国在主要核动力潜艇上都加装了再生装置以及过滤装置，将两套系统整合到一起，就形成了潜艇内部氧气循环。空气压缩机将各个舱室内的空气吸入再生装置，抽离内部的二氧化碳和有毒气体，随后送入过滤装置，过滤掉有毒颗粒和杂质，再将再生过滤过的氧气重新压缩回各个舱室。只要没有紧急状态，这套系统依赖电力可以满足整个任务中舰艇对氧气的需要。
而一旦出现紧急状况（如压缩机损坏、再生装置损坏、电力系统故障），就需要***用特殊的产氧方式，来保障舰艇内人员的吸氧需求。一般来说，现代潜艇上拥有两套产氧系统，最主要的就是化学产氧方式，使用再生药板来达到氢氧化合的化学反应，再通过自热反应产生足够的氧气，所携带的再生药板可以供应100名船员使用90天之多。而另一种备用氧源来自于舰艇携带的液态氧，这些高压低温的液态氧主要用于对核导弹的保存和隔离，一旦遇到紧急状况，只需要打开相应的失压阀门，液态氧就会升华成氧气，巨量的液态氧可以保证舰艇数月的氧气供应。
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