核潜艇为何强大? 因为仅仅艇员呼吸质量一项, 常规潜艇就没法比!

我们都知道，人和大部分生物的生存都需要氧气，即使可以通过光合作用产生氧气的植物，在没有光照的情况下，也是需要氧气来呼吸。因此清晨的树林里是略微缺氧的。早晨起来到树林里锻炼并不科学。地球生物的生存并不是一开始就需要氧气，大部分细菌等最低等生物其实是厌氧的。这也是为何大部分杀菌剂需要产生高氧离子来达到杀菌效果。地球大气氧含量升高，高等生物都需要呼吸氧气，这只是最近十几亿年的事情。

在适合人类生存的地球表面，各处的天然氧气含量其实是不同的。一般说法，大气中的氧气含量占比为21%。这个比例基本是在海拔100米以下的陆地上测得。而珠穆朗峰峰顶的氧气含量只有11%，已经到了对人类非常危险的边缘。因为氧气含量低于16%，人就会感到呼吸困难，5500米以上高原基本就到了这个程度。低于10%时，会神志不清，低于6%时会让人休克。

地球上天然氧气含量最高的地方，不是高山密林或者热带雨林，而且海岛或者海边。这是因为地球大气层中的氧气，95%以上是海洋中的藻类通过光合作用产生。全体陆地植物只贡献了其中的不到5%。瀚海狼山的体验就很明显，在海岛或海边开着窗户，几乎每天睡6个小时就很足够了。而冬季在北方的城市居住，关闭门窗睡8个小时起来，还有点轻微头疼，一拉窗帘一看外面雾霾重重，这都是空气质量下降和室内氧气含量不足的表现。

室内氧气含量的高低都会影响健康，那么在潜艇这类水下完全密闭的环境中，是如何将空气中的氧气浓度维持在大体21%左右呢？

人类从1880年左右才开始制造出近代潜艇，随着潜艇在海军中的重要性不断的加强，逐步解决潜艇空气安全和空气质量的问题。彻底解决，还是在核潜艇出现以后。

潜艇必须有人来操纵，轻型潜艇内部有三四十个人，而大型潜艇可以多达一百多人。要解决呼吸问题，只靠自然通风是不行的，必须有人工制氧和循环装置。目前主要包括：水电解制氧、氧气储存罐释放、氧气再生药板、氧烛等4种方式。

1，电解水制氧，这是氧气来源最广泛，量最大的方式。潜艇作战都在水里，并通过管道和外界的水体相通，因此潜艇不会缺水。只要有充足的电力，就可以把水用电离分解法，分解成氢气和氧气。由于氢气比氧气轻的多，两者分离也很容易。分离后的氢气和氧气都储存起来，各有用途。氧气通过全船通风换气系统输送到潜艇的各船舱，而氢气则被储存在氢气罐里备用。由于电解水制氧装置需消耗大量的电能，所以对水下电力分配极为敏感的常规潜艇基本不敢用此法制氧。而核潜艇则可无限制的运用。

2，携带液态氧气罐供氧，基本和我们平时见到的医用氧气罐差不多。下潜前备好氧气罐，下潜后开始慢慢释放，这是常规潜艇真正的主要供氧方式。

3，携带氧气再生药板，氧气再生药板是由一片片涂有过氧化钠的薄板组成，在氧气罐用完等紧急情况下使用。当潜艇内二氧化碳含量过高时，再生板会自动产生化学反应，吸收二氧化碳，释放出氧气，每箱药板可供40人使用1.5小时。

4，氧烛。氧烛的作用和再生板相似，外观像一只大蜡烛。一支30厘米长、直径9厘米的氧烛点燃之后，释放出来的氧气可以为载员40人的潜艇提供一个小时的呼吸。氧烛是通过催化分解氯酸钠来产生氧气。

氧气再生板和氧烛虽然使用时都不耗电，但是在潜艇上储存量都有限，只能作为临时应急，不能作为日常情况下使用。

另外，除了氧气和氮气，潜艇内部的其他气体含量也要严格控制，一旦某种气体超标，比如甲烷，可能就会导致火灾等意外发生。因此最现代化的常规潜艇也坚持不了潜航10天到2周，就必须上浮换气。

而核潜艇目前都配置了高效的电解水制氧和空气综合过滤系统。对艇员呼出的二氧化碳进行分离后，二氧化碳直接与电解水后存储的氢气反应，生成水和甲烷。甲烷直接排出艇外，人造水用于水循环或再电解产生氧气。其他有害气体，如氨气、硫化氢及仪器工作产生的危险气体，则彻底滤除。这种保障呼吸循环装置，还被用在人类的太空飞船和空间站上。这套装置产生的循环气体，已经接近自然界比较清新的空气。让核潜艇内的空气不再缺氧和呛喉咙。

但是这套装置工作时，需要大量的电力，也只有核潜艇和空间站能满足。再先进的常规潜艇也只有羡慕的份。