海军潜艇上的淡水是怎么准备的,是陆上补充的还是海水淡化的?

潜艇上的淡水主要以部分携带,部分淡化为主。

提前携带的淡水是潜艇最主要的淡水,潜艇会使用专门的淡水水箱或艇内储水设备,储存一定的淡水以供消耗。

这些淡水携带有极为严格的容积限制,也不可能为携带这些水而缩减战斗装备,所以它毕竟有限,艇内官兵需要很小心的省着用。

一般潜艇所携带的水为10天的用量,其中电池用蒸馏水占了相当大的比例,这些水非常纯净,但这不是给人喝的,人喝的水质量要差的多,有些时候还得混着海水饮用。

过去许多潜艇没有淡化水装置,所以只能靠硬撑来解决水的问题。比如《U571》里啃水果的德国人,为潜艇提供一些水果是个好办法,又能吃又能喝。

好在常规潜艇本就没有多长的潜航能力,艇员们可以在夜间上浮的时候采集浮冰、雨水,或者在围壳内用小蒸馏釜加工淡水(给电池用)。要么就在加油的时候顺带把水给加了。

因为水下与水上温度变化差异较大的缘故,有时候潜艇舱壁上还会凝结出厚厚的水珠,它们也可以用抹布收集起来,拧到一个容器里备用。

此外苏联海军还发明了一种方法——去采集冷水地带的深层冰水,这些水含盐量低,混着喝没啥事儿。

据说这种做法源自二战波罗的海地区残酷的潜艇战,苏德双方那会儿都已经懂得如何在波罗的海搞低盐水了,波罗的海有的地方海水含盐量只有1%,而正常海水达到3%以上。

这甚至影响了苏联海军的传统,他们会在新艇员加入时,故意让其饮用舱外采来的水,以证明其“吃得住咸味”,耐得住苦日子。

当年日子过得最“豪华”的恐怕是美军潜艇了,他们使用了专门的“潜艇海水蒸馏器”(Submarine sea water distillers),这种技术在1916年就已经出现在美国潜艇上了。

此时的技术是一种名为“尼尔斯科-克拉克森排气蒸馏器”(Nelseco-Clarkson exhaust evaporator)的东西,据说要与柴油机相连,因此净化出的水有浓浓的油味儿。

它的工作原理是:将柴油发动机的废气集中供给加热器,将海水煮沸,然后再使用冷凝管进行蒸馏水凝结并收集。

这种东西存在很大的缺陷,它的效率取决于柴油机的工作情况,然而潜艇柴油机不可能随时大功率启动,也不可能在下潜的时候使用。它只能在上浮航行和充电时使用。

美军后来用“克莱因施密特S型蒸馏器”(Kleinschmidt Model S distillation units)取代了“尼尔斯科-克拉克森蒸馏器”,这是种电动蒸汽压缩蒸馏装置,据说在1937-1940年的实验中,该装置实现了为潜艇提供每日750加仑水的能力。

S型蒸馏器的效率据说能达到最高每分钟1加仑的速度,蒸馏水、固体残渣和浓盐水分别被导出。

1943年在通用电气等公司的帮助下,又出现了Model X型,将蒸馏水能力提升到了1000加仑/天。

这些压缩机式的蒸馏装置与冷凝概念有些区别,它们更像空调和冰箱。利用压缩机给海水加压,这样它的沸点就会改变,不需要到达100度就能沸腾。

S型蒸馏装置由八个主要元件组成:隔热层、壳体、热交换器、蒸汽分离器、超低热交换器、压缩机、电机和变桨驱动器。

问题当然也有,这种压力蒸馏水同样会带有一股子油味儿,这是因为蒸馏机没法去除沸点比水低的液体,比如汽油、氨、氯。

如果蒸馏水杂质较多,就不适合蓄电池长期使用,不严格检测的话,会影响电池寿命。

美国潜艇配有专门的测试仪对蒸馏水进行测试,它能通过插入电极,以微安(1毫安 = 1000微安)为单位,刻度从0-100微安。

假如测量值为40微安的话,那么说明每加仑水中含盐0.29格令(1格令约64.8毫克),不过潜艇兵们不需要那么麻烦,反正指数超过40微安的就不适合给电池用,只能给人喝,而S型蒸馏器正常工作的话,检测度数在10-20之间。

对了,还是得重复说一说,潜艇上最纯净的水不是用来饮用的,最高标准的蒸馏水得喂给电池做电解液成分。随着铅酸蓄电池的水分逐步分解丧失,人们需要给硫酸液不断补充蒸馏水,这比人喝的都要多。

人忍一忍就过去了,电瓶搞坏了可就没法潜航了。

按照美国资料的说法,一艘潜艇一周的战斗巡逻中,日均耗水达500加仑,也就是约1900升水,而主蓄电池组周均耗水也是500加仑。

但除了电池外,还有饮用、洗涤、烹饪和发动机补水,每周至少需要4000加仑才能够用。在潜航任务中,如果水储量下降到50%以下,则开始进入缩紧状态。

实际上,美国人这是矫情了,他们的标准中包含了船员每人每周2次洗澡的水量。而同期其他国家的潜水艇是不洗澡的,德国的U艇乘员3个月不洗澡都是常事儿。要么就只能用特殊的“潜艇肥皂”和海水冲洗。

现代潜艇技术已经改革,美国在55年以后开始换装通用电气的改进型蒸馏器X-1AAA型等新型设备,后来的核潜艇也广泛采用了电加热的方式提供更高效和静音的工作方式。

现代潜艇则采用了反渗透膜技术来帮助获取淡水,甚至“台风”级核潜艇中还有游泳池,用水的环境比过去好了不知多少。

实际上现代许多柴电潜艇使用的依然是如S型装置这类设备,甚至许多核潜艇都用过该技术,淡水的获得并不是件容易的事情。

此外,一些比较新锐的军事应用理论中,认为潜艇可以利用“海底地下水”或“海底泉”来获得淡水,它们可以视作是一种潜在的补给源。但这就需要小同学们未来去进行研究了。

海军潜艇上的淡水是怎么准备的,是陆上补充的还是海水淡化的?

中国老式潜艇上装备的自蒸馏式海水淡化装置不仅能耗大、产水少,工作时必须安排专人值守。同时,担任监造任务的军代表随艇出海调研时发现,由于造水时发出的噪音可能对潜艇技战术性能造成影响,官兵们在进入“作战”海域后,宁可忍受干渴也不开机造水;而且,潜艇淡化一吨淡水要消耗一吨油——这对潜艇的巡航力、远洋作战能力造成困扰!因此,中国新型潜艇的海水反渗透淡化装置研制迫在眉睫;

033型常规动力柴电潜艇,一旦出港执行警戒、巡逻、军演等军事任务时,它的水柜可以携带淡水,但是,艇员每人每天只能提供1茶缸的水。因此,潜艇上的淡水对于潜艇艇员来说显得尤为珍贵,不是每个艇员都能随便使用:艇上实施非常严格的战时管控用水制度;

2009年,中国新型潜艇海水反渗透淡化装置开始研制:经过三年多的努力,成功研发出集“节能、静音、可靠”于一身的新型海水反渗透淡化装置。这一装置吨水能耗仅为老式淡化装置的0.5%,重量不到原先的20%,体积减少了50%以上。由于采用了模块化设计,该装置结构简单、方便维修,更加符合潜艇远航作战要求;

真空式反渗透装置的过程是:让海水经过潜艇上滚烫的发动机,海水在真空室里加热到38℃以上沸腾变成水蒸气,水蒸气冷却下来变成了淡水。它将海水进行脱钠处理,这样的淡水舔上去跟淡水一个味,味道有一点苦涩,但可以用来洗碗、洗澡,必要时可以饮用。

海军潜艇上的淡水是怎么准备的,是陆上补充的还是海水淡化的?

当年,海军的033型常规动力柴电潜艇,一旦出港执行警戒、巡逻、军演等军事任务时,艇员每人每天只能提供1-2茶缸的水。

因此,潜艇上的水,对于潜艇艇员来说,就显得尤为珍贵,不是每个艇员,都能随随便便使用的,艇上实施了非常严格的战时管控用水。

那种认为潜艇是在水下潜航的,偶尔才露出水面,艇上的艇员不缺水的观念,其实,是不太正确的,艇上的淡水控制得很严格,平常艇员每天的饮用水,包括洗漱的水,都是以海军统一发放的茶缸为计量单位。

所有潜艇在其底部位置,都设置有专门的储藏淡水箱,估计一艘潜艇出海执行任务时,最起码会储备数十上百吨淡水,是潜艇上最重要的生活保障做饭做菜,以及艇员饮用水、洗盥用水的主要来源。

此外,潜艇上非常重要的电能来源蓄电池,在其工作状态时,也需要用消耗大量的蒸馏水,以保障电解液拥有足够的浓度,而不至于让蓄电池报废,蓄电池工作用水,也是潜艇上消耗淡水的大头。

现在,核潜艇已经率先用上了海上淡化装置,利用核反应堆发出的电力,来进行海水的淡化处理,但这个系统却非常耗电,海军内部有“一吨水一吨油”的说法。

淡化一吨海水的价格,可以用来采购一吨油;或者说淡化成一吨海水,需要消耗一吨油,这些说法难免有些许夸张,但艇上海水淡化的成本,却历来居高不下。

因此,出港前每艘潜艇都会加满淡水,却是毫无疑问的,各国海军无论是核潜艇还是常规潜艇,在保证潜艇安全的前提下,都会尽量多带些淡水。

海水的淡化技术,是强国海军特别是拥有核潜艇国家的科研人员,一直都在孜孜不倦努力再努力的攻关方向,就是要做到海水淡化的难度和成本的“双降”,延长潜艇在水下执行任务的时间,让艇员获得更多的生活饮用水,也是提高潜艇综合作战能力的有效途径。

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