在密閉的潛艇環(huán)境中,主要的生命支持問題有以下三個: 保持空氣質(zhì)量 保持淡水供應(yīng) 保持溫度 保持空氣質(zhì)量 我們所呼吸的空氣主要由以下四種氣體成分構(gòu)成: 氮氣(78%) 氧氣(21%) 氬氣(0.94%) 二氧化碳(0.04%) 當(dāng)我們吸入空氣時,我們的身體會消耗其中的氧氣并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?,呼出的氣體大約含4.5%的二氧化碳。我們的身體并不利用氮氣或氬氣,而潛艇是一個密閉的容器,里面有人活動,但空氣供給有限。為了保持潛水艇中的空氣適于呼吸,有三樣事情是必須要做的: 氧氣被消耗后必須進行補充。如果空氣中的氧氣含量過低,人就會窒息。 必須從空氣中去除二氧化碳。當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度上升時,空氣就變成了毒氣。 我們呼吸中排出的濕氣必須被去除。 氧氣的供給可來自于高壓氧氣瓶、氧氣發(fā)生器(它可以通過電解水生成氧氣)或某種通過高溫化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的“氧氣罐”(您可能還記得,在關(guān)于MIR空間站的問題中,我們曾提到過這種氧氣罐)。氧氣或是通過可感知空氣中氧氣濃度的計算機系統(tǒng)持續(xù)釋放,或是在一天中周期性地按批次釋放。 在稱為凈氣器的裝置中,可以利用堿石灰(氫氧化鈉和氫氧化鈣)通過化學(xué)方法將二氧化碳從空氣中去除。通過化學(xué)反應(yīng),二氧化碳被堿石灰吸收,由此將其從空氣中去除。其他類似的反應(yīng)也可以達到這一目的。 濕氣則可以通過除濕器或過化學(xué)物質(zhì)來去除,這樣可以防止?jié)駳庠诖瑑?nèi)的墻上或者設(shè)備上凝結(jié)。 此外,由儀器設(shè)備和吸煙行為產(chǎn)生的其他氣體(如一氧化碳或氫氣)可以由燃燒器來去除。最后,可使用過濾器來去除空氣中的微粒、污物和灰塵。
保持淡水供應(yīng)大部分潛艇都備有可以將海水轉(zhuǎn)化為淡水的蒸餾裝置。蒸餾裝置將海水加熱為水蒸氣,由此去除鹽分,然后將水蒸氣冷卻到淡水收集罐中。某些潛艇上的蒸餾裝置每天可以生產(chǎn)38,000至150,000升淡水,這些水主要用于冷卻電子設(shè)備(例如計算機和導(dǎo)航設(shè)備)以及供船員使用(例如飲用、烹飪和個人衛(wèi)生)。 保持溫度潛艇周圍的海水溫度一般為4攝氏度左右。潛艇的金屬外殼會將內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)到周圍的水中,因此,潛艇必須通過電加熱的方法為船員維持舒適的溫度。加熱器所需的電力來自于核反應(yīng)堆、柴油發(fā)動機或電池(緊急情況下)。
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