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潜艇是如何工作的

由:马歇尔的大脑克雷格•Freudenrich博士。

生命支持

潜艇封闭环境下的生命维持主要存在三个问题:

  1. 维持空气质素
  2. 维持淡水供应
  3. 保持温度

维持空气质素

我们呼吸的空气由四种气体组成:

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  • 氮气(78%)
  • 氧(21%)
  • 氩(0.94%)
  • 二氧化碳(0.04%)

当我们吸入空气时,我们的身体消耗氧气并将其转化为二氧化碳。呼出的空气中含有大约4.5%的二氧化碳。我们的身体不需要氮气或氩气来做任何事情。潜水艇是一个密封的容器,里面装有人和有限的空气。为了保持潜艇内的空气可呼吸,必须做到三件事:

  • 氧气消耗时必须补充。如果空气中的氧气含量降得太低,人就会窒息。
  • 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。
  • 我们呼出的水分必须被排除。

氧气要么来自加压罐,要么来自氧气发生器(它可以从电解或者某种通过非常热的化学反应释放氧气的“氧气罐”。(你可能记得这些毒气罐,因为它们在和平号上的问题空间站——请参阅这个页面详情)。氧气要么由感知空气中氧气含量的计算机系统连续释放,要么在一天中周期性地分批释放。

使用一种叫做氢氧化钠和氢氧化钙的装置,可以用化学方法将二氧化碳从空气中去除洗涤塔.二氧化碳通过化学反应被困在碳酸钙中,然后从空气中清除。其他类似的反应也可以达到同样的目的。

湿气可以用a除湿机或化学物质。这可以防止它凝结在船内的墙壁和设备上。

此外,设备和香烟烟雾产生的其他气体,如一氧化碳或氢气,可以通过燃烧器消除。最后,过滤器用来去除空气中的微粒、污垢和灰尘。

维持食水供应

大多数潜艇都有一个蒸馏装置,可以吸收海水并生产淡水。蒸馏装置将海水加热成水蒸气,除去盐分,然后将水蒸气冷却到一个淡水收集箱中。一些潜艇上的蒸馏装置每天可以生产1万到4万加仑(3.8万到15万升)淡水。这些水主要用于冷却电子设备(如电脑和导航设备)和支持船员(如饮水、做饭和个人卫生)。

保持温度

潜艇周围的海洋温度通常是39华氏度(4摄氏度)。潜艇的金属把内热传导到周围的水中。因此,潜艇必须用电加热,以保持船员舒适的温度。加热器的电力来自于核反应堆柴油发动机,或电池(紧急)。

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