一待就是几个月!潜艇在水下是如何供氧的?工程师自有妙招

科普记 2024-08-07 16:12:16

一艘核潜艇在水下的最长潜航时间为90天,三个月都能不露头。

那生活在里面的人该如何获取氧气呢?

使用我们熟知的供氧设备氧气瓶,肯定是不现实的。因为按照每人每天600升的耗氧量来说,一艘核潜艇上有上百号人,这每天就得耗氧至少6万升,三个月下来可不是一个小数字,这得需要多少个氧气瓶才能供得起啊。所以,就地取材的制氧大概就是唯一的解决方案了。

海水作为最好的原材料,主要由氧原子和氢原子组成,通过电解的方式就能将海水转化为氧气了,只不过过程有些复杂。

首先要先将海水通过蒸馏等方法,使其变为淡水,再在水中通电,并加入氢氧化钾作为电解质,利用电极击穿水中的分子,将氢、氧分子给隔离开。

接着再将电解后产生的气体通过分离器,进行洗涤、净化和冷却等一系列操作,并把纯化后的氧气输送到舱室内,把电解出的氢气收集后排出潜艇,就能达到为潜艇供氧的目的了。

使用电解质氧最大的优势,就是核潜艇周围有取之不尽的海水。但毕竟此过程的效率比较低,且还需要耗费大量的能源,所以也限制了它在常规潜艇上的应用。

那么除此之外,还有什么方法可以在潜艇上制氧呢?

氧烛,它是一种可用于在缺氧环境中使用的化学氧源。听到这你可能会奇怪,想要点燃蜡烛,必不可少的就是氧气。怎么到了潜艇上,蜡烛还能制氧呢?先别着急,看看它的操作。

氧烛看起来就像是一根小型水泥柱,一个罐子里通常会放入两根氧烛,在罐子的顶端有一根长长的钉子,它就是“涂磷钉”。制氧时,工作人员会将钉子按下,并不断旋转几下。没一会,白色的烟雾就会从顶部冒出来了,同时另一侧的出口,就能感受到氧气的生成了。

它的原理就在于,氧烛并不是真正意义上的蜡烛,而是一种化学氧气发生器,它主要由氯酸钠和铁粉组成。

由于在制氧时,顶部的涂磷钉,在不断转动下出现了摩擦生热现象。因此,氧烛内部的铁粉,就会和氧气发生反应生成氧化铁,并放出大量热量使氯酸钠分解,最终形成氧气被释放出来,一整套制氧流程就算是完成了。

一根氧烛大约能持续供氧45分钟,放氧量达到了3300升,大约可供100个人呼吸1个小时。通常来说,每艘核潜艇上都会准备个200枚氧烛,毕竟体积小,好储存,使用方便,怪不得被称为“潜艇里的保命神器”。

而氧烛除了能当做制氧神器外,它也有着照明的作用,常被用于民航、地震和矿难等紧急供氧照明使用。电影《异星觉醒》中也有氧烛的戏份,在空间站里,它是重要的供氧设备,关键时刻能保障宇航员的生命。

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