什么水取之不尽（用之不尽取之不竭）2019-09-14 20:30·小船人的梦想

潜艇供氧，是保障艇员能在水下生存的重要部分。而供氧质量的好坏，直接决定艇员的战斗力、续航能力以及潜艇安全，因此受到各国海军高度重视。潜艇舱室是一个密闭狭小的空间，因此氧气极其有限，而艇员自身呼吸以及常规动力潜艇的动力系统运转都会消耗大量氧气，这使得平衡舱室内氧气的浓度变得尤为重要。为确保艇员生命安全与正常工作，舱室中需要按生存所需的最佳比例持续性注入氧气，并且将舱室内的氧气浓度标准控制在 19％ ～ 21％ 之间。为维持舱室氧气浓度， 舱室需要有专门的供氧装置进行供氧， 因此，研究先进的供氧技术，也成了各国发展先进潜艇技术的重要部分。

潜艇舱室是一个密闭的狭小空间，氧气极其有限

不久前，笔者就潜艇的一些供氧技术做了一期科普，由简至繁主要讲了，通气管换气供氧、氧气瓶供氧、液氧供氧、碱金属超氧化物制氧、氧烛供氧、碱性电解水供氧、固态电解质电解水供氧等。有读者看后表示：为何要把简单的问题复杂化？直接电解海水制氧气不就可以呢？显然，在中学时代，我们就从课本上知道了电解水可以获得氢气和氧气，而潜艇在水下航行，有取之不尽的水（海水），以及现在潜艇的推进装置主流是电传动形式，这也为电解水取电提供了便利。那么采用电解海水制取氧气可以说成了最为简单有效的方法了。

电解水实验

一些现役潜艇的供氧方式（简单讲解）

从目前世界各国现役潜艇的主流供氧方式来看：在核潜艇上多采用直接连续的获取氧气和清除二氧化碳的方式，如典型的有欧美等国采用的碱性电解水供氧或固态电解质电解水供氧装置加乙醇胺再生式二氧化碳吸收装置。而常规潜艇一般采用既能供氧又能吸收二氧化碳的双元式系统或采用供氧单元和二氧化碳清除单元的组合式系统，典型的如欧美等国常采用的氧烛和氢氧化锂的组合式系统（注：氧烛是以碱金属的氯酸盐或高氯酸盐为主，加入其它配料制成形状类似蜡烛的燃烧装置，使用时用电加热原件引燃后便能持续释放氧气）。显然，从上述可以看出，无论是核潜艇还是常规潜艇，都没有采用直接电解海水的方式供氧，那么问题就来了：海水取之不尽，潜艇为何不电解海水制取氧气呢？

氧烛

潜艇为何不电解海水制取氧气？

海水是含有一定数量的无机质和有机质的溶液，主要溶解有氮、氧和二氧化碳等气体物质，以氯化物为主的各种盐类，还有其它多种化学元素。因此，在电解海水时，并不单纯的得到氧气和氢气，而是得到氯气、氢气、及少量氧气（其它产物未写）。在这其中，氢气和氧气混合容易爆炸，而氯气又是具有强烈刺激性气味的剧毒气体，所以为防止氯气和氢气进入舱室，供氧装置就必须要有极高的密封性能。此外，将氢气和氯气排除艇外，在一定程度上也会影响潜艇的隐蔽性。

核潜艇

当然，这还不是最致命的，最致命的是：电解海水产氧量本来就少也就算了，效率还低（指电解效率）、耗能还大，而在电解过程中，海水中含有的镁、钙等离子还会使电解槽结垢进一步降低效率。可能此时有人会说：海水不行，可以电解造水机制造的淡水啊！现有舰船上的造水设备主要以蒸馏法和反渗透法为主，而这样制造出来的淡水纯度较高。实际潜艇为了提高电解效率，会在其中加入一定量的氢氧化钠或氢氧化钾，形成碱性电解液。当然，这也仅用于核潜艇，因为核动力装置让核潜艇拥有充沛的电力供应。

核动力装置工作不依赖空气，为潜艇在水下提供充沛电力

对于常规潜艇来说，一般任何形式的电解水制氧方式，都是直接“PASS掉”。因为电力供应能力是影响现在常规潜艇在水下续航力的重要因素，而现有常规潜艇仍然是以水面状态或通气管状态下柴油发电机组发电，电池组蓄电的模式。受电池容量限制，电力供应能力受到了极大的限制。虽说现在各潜艇强国开发有各种类型的AIP系统（不依赖空气推进系统），但都功率不大，仅能作为辅助动力使用。 因此，常规潜艇为了保障动力系统在水下的工作时长，只能选取耗能少的供氧方式。

热气机是一种较成熟的潜艇AIP系统

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作者：小船人的梦想 2019年9月14号