空氣是人類賴以生存的最基本條件，空氣品質的好壞，直接關係到人員的身體健康。那麼如何在密閉的潛艇裡保持人體需要的足夠氧氣、並把空氣汙染降到最小呢？比如在核潛艇上，為了保持良好的空氣質量，專門設有空氣監測分析系統、空氣再生系統、空氣淨化系統和通風換氣系統，主要裝置如下。

首先，在潛艇上裝有製造氧氣的裝置。

氧氣在自然界中的含量約為21%，如果氧氣含量降到16%時，人員的呼吸就會感到困難，出現缺氧症；當降到10%時會使人神智恍惚；降到6%時便會使人休克甚至死亡。潛艇裡的氧氣極其有限，是不可能長期維持一百多人的需求量的，一旦封閉空氣源頭，即刻會威脅到生命，所以只能按生存所需的最佳比例不斷補充氧氣。中國潛艇艙室中氧氣的濃度標準為19%—21%之間。

核潛艇裡擔負生產氧氣的主要裝置是電解水製氧裝置，它的基本原理是用電離分解法把水分解為氫和氧，氧氣透過全船通風換氣系統輸送到船艙的每個角落，供給人員呼吸，而氫氣則被儲存在氫氣罐裡，擇機排出船外。由於電解水製氧裝置需消耗大量的電能，所以常規潛艇上不用此法制氧。

在潛艇上還有補充或應急製氧措施，如氧氣再生藥板、氧燭和高壓氧氣瓶等。氧氣再生藥板是由一片片塗有過氧化鈉的薄板組成，使用時產生化學反應，吸收二氧化碳，釋放出氧氣，每箱藥板可供40人使用1.5小時左右。氧燭是用亞氯酸鈉等化學藥品製成的應急製氧物品，危急時，點燃氧燭就可以放出純氧，一根氧燭大約可使100人呼吸1個小時，美國早期彈道導彈核潛艇上裝有200只，英國每個艙室帶數只。

第二，為了保證空氣清新，在潛艇上裝有消除有毒有害氣體的裝置。

有毒有害氣體是影響人員生命的大敵。在潛艇裡，有多達數百種的有毒有害成分，它們給艙室帶來汙染的氣體有的具有毒性，有的具有刺激性，有的具有腐蝕性，有的具有放射性（如氪、氡等），有的具有爆炸性（如氫氣）。這些被汙染的氣體彌散在空間，並透過呼吸道、面板和消化道侵入肌體，對艇員和裝置帶來不同程度的危害。

在潛艇空氣裡主要控制二氧化碳、氫氣、一氧化碳、苯類和甲醇等。

二氧化碳是人員撥出來的廢氣。在自然界中的空氣中，二氧化碳含量約為0.02%。如果不及時去除多餘 的二氧化碳，就會越積越多，當上升到2%時，便會使人出現中毒症狀，如頭痛、呼吸急促、心跳加快、昏昏欲睡；當上升到3%以上時，人的中樞機能下降，智力活動遲鈍，呼吸困難，甚至導致死亡。在核潛艇內，二氧化碳的濃度一般控制在0.8%以下。二氧化碳的消除是靠專門的二氧化碳吸收裝置完成的。

毒性很大的一氧化碳主要來自燃燒和高溫，濃度達到一定程度可致人於死地。一般規定潛艇艙室裡每升空氣中的一氧化碳濃度不得大於15毫升。潛艇裡對有毒有害氣體的控制非常嚴格，設定了專門的一氧化碳消除器和有害氣體消除裝置。

氫氣來源於蓄電池、電解水製氧裝置和核動力裝置中水的輻照分解。儘管氫的洩漏並不大，但在艙室裡會因積存而增多，當氫氣在艙室空氣中的濃度達到4%左右時，遇到明火就有可能引起爆炸。所以對氫氣要嚴格加以控制，限制氫氣在艙室空氣中的濃度為1%以下。潛艇裡設定了測氫器和消氫器，以確保氫氣的濃度小於危險濃度。

第三，在潛艇上裝有過濾空氣雜質的裝置

在密閉的艙室裡，空氣中難免會飄浮一些不潔顆粒，如灰塵、纖維、有機汙染物、氣溶膠等。為此，在核潛艇裡設定了空氣除塵淨化裝置、放射性微塵測量收集裝置、活性碳吸收器，以淨化渾濁的空氣，保證艙室空氣清新。

近幾年，中國從人體的生理需要考慮，制定頒佈了核潛艇連續潛航90晝夜期間，艙室空氣中的氧氣、氮氣和58種有毒有害氣體的容許濃度控制標準。

潛艇目前主要分為常規潛艇和核動力潛艇。

常規潛艇的獲取氧氣的方式，主要為透過化學藥品吸收艇內二氧化碳同時放出氧氣，因此常規潛艇在水下逗留時間不長；即使使用AIP系統的常規動力潛艇時間也不過是多增加幾天而已。

而在水面或者說靠近水面時，則可透過使用“通氣管”在潛望鏡深度下一邊航行，一邊補充氧氣和壓縮空氣。

核潛艇則很簡單，因為其主要靠強大的核反應堆提供強大電能，所以在海底時，則採用電解水製氧裝置獲取氧氣，然後透過通風系統將氧氣輸送到全艇。

因此理論上核潛艇因為能源充足可以在水下航行幾個月甚至幾年時間，但因為人類身心的承受極限，所以一般也就1-2個月，目前中國最高紀錄為90年也就是接近3個月的時間！

是問氧氣來源還是問供潛艇上浮進入壓水艙壓出水而讓潛艇上浮的空氣？氧氣的很多人都回答了，網上一搜都有專業答案，但入壓水艙的空氣是怎麼來？有人說是一壓縮機裡的，但現代潛艇在水下一潛伏就上月，而這月裡一直在航行，而且改變航線，改變水下深淺，都上浮下潛都要這空氣，有時戰鬥中緊急改變潛艇高底更要空氣進入壓氣艙改變潛艇壓水艙的空氣來來實現，特別是在緊急上浮時更要一下子把壓水艙的空氣全壓出來，而潛艇如果用空氣壓縮機在金貴的潛艇空間裡氣罐管道等不能做太大，但卻要高效的和強大的壓力排出壓水艙的水，還有發射魚雷，換氣，排放廢水，垃圾，排洩物等(有人說這些都是到潛艇返回基地時才排放，但現在的潛艇一艘那麼多人，一出任務最長是幾個月，而這時間內產生的垃圾，廢水，排洩物等廢物是巨量的，不可能真的要儲存到任務結束才排放，一般在安全海域自己位置不暴露的情況下用壓縮空氣排放，而一直在海底要多少壓縮空氣？還要預留戰鬥所用和上浮之用

1 潛艇內獨立的增氧機構，

2潛艇通氣管狀態航行時置換的空氣。

潛艇上空間狹小，一旦潛艇潛入水下航行，潛艇空間即完全封閉了。潛艇上艇員日常呼吸需要顯得非常重要。潛艇一般具有獨立的空氣調節系統，來保障潛艇狹小空間裡的氧氣濃度，空氣質量。潛艇空氣中一氧化碳、二氧化碳、 氮氣等氣體濃度，氣體中異味，經過空氣調節系統得以清除或改善。空氣調節系統中氧氣的來源：

1艦艇本身攜帶的液體或氣體氧氣

2艦艇本身透過電解水產生氧氣

3艦艇攜帶的製氧板同艦艇空氣中的二氧化碳反應產生氧氣

4艦艇藉助特殊"氧燭"的化學反應產生氧氣。

潛艇空氣調節系統，有點類似今天大家常用的空氣清淨機和新風系統的結合體。不過要精密的多，效率也高的多，而且需要自動的，時時監控、調整潛艇中空氣的質量和氣體成分。 某國潛艇在出海執行任務時，因艇內供氧系統故障，一氧化氮氣體在潛艇中濃度偏高，導致全體艇員"笑死"在戰位上。可見潛艇上氧氣供應和氣體調節是性命攸關的大事。

看來提問者的高中知識不過關呀……

過氧化鈉和二氧化碳反應

Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2

2H2O2 = 2 H2O + O2↑，

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

所以總方程式為：2Na2O2 + 2CO2 =2Na2CO3+ O2

不依賴空氣的推進系統AIP~世界潛艇四類AIP技術：閉式迴圈柴油機（CCD）AIP、斯特林發動機（SE）AIP、燃料電池（FC）AIP以及小型核動力(AMPS)AIP等。

再就是液態氧，這個是目前大部分潛艇釆用的供氧方法，一般常規動力潛艇在水下連續工作的時間短，幾天而已，液態氧足夠支撐，佔用的艇內空間比較小。就算是一次下潛一個多月甚至更久的核動力潛艇，也是採用攜帶液氧的方式來供艇員呼吸。

第三種就是氧燭了種再生藥板，這個東西是救急用的，一般情況不會使用，透過化學反應來生成少量氧氣。

氧氣是人賴以生存的必要條件，氧氣的濃度也是個不可忽視的問題，並不是氧氣越多越好，在潛艇中，需要透過一系列的裝置來保證氧氣的濃度和空氣的質量，來讓艇員有一個安全而又舒適的工作環境，這樣才能保證戰鬥力。

過氧化鈉反應

2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑

2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 ↑

KO2+CO2=K2CO3+O2↑

KO2+H2O=O2↑+H2O2+KOH

過氧化氫並不穩定也可以繼續分解

2H2O2=2H2O+O2↑(需要使用催化劑二氧化錳)

2H20=2H2↑+02↑

額， 由於這個無法編輯，所以不能寫腳標，所以方程式不規範，勿噴。

從這些方程式中，我們可以看到，過氧化鈉與超氧化鉀不僅可以與水反應也可以與二氧化碳反應生成氧氣。這兩種物質不僅可以充分利用潛艇上並不匱乏的水資源，同時也可以有效的吸收人在呼吸過程中產生的二氧化碳。

而電解水反應由於需使用大量的電量，所以通常用於動力相對比較充沛的核潛艇上。

潛艇上的空氣再生與淨化是一個很複雜的系統，。關於潛艇裡的空氣，是一門學問。

正常潛艇在水面航行時是開啟通氣閥用通風機進行艇內外迴圈通風，半潛狀態下的通氣管航行通風也是如此。

常規潛艇水下狀態基本上是使用空氣再生藥板和氧燭。再生藥板主要是負責清潔空氣中的二氧化碳及其它有害氣體。氧燭，顧名思義，是提供氧氣的載體。說到空氣，就不能不提到常規潛艇的最大短板——水下續航力。常規潛艇的動力是依靠柴油發電機，而發動機啟動離不了氧氣，一般來說，柴油機在水下是啟動不了很長時間的，所以常規潛艇會經常上浮至水面開啟通氣管啟動柴油機進行發電（AIP潛艇情況好了很多，能堅持更久）。

核潛艇因為供電的充足，可以安裝一系列的空氣淨化與再生裝置。製氧裝置，利用水的特性，在電解室內通電把水電解成氫氣和氧氣。氫氣在製氧裝置自帶的高壓下被排除艇外，氧氣在通風系統的作用下進去各個部位，供人員吸收。二氧化碳吸收裝置，主要是吸收艇內空氣中的二氧化碳然後排除艇外。有害氣體燃燒裝置，作用是消除有害氣體，進行空氣淨化。核潛艇上也配備了再生藥板和氧燭，只不過是作為備用罷了。因為有了一系列的裝置，所以核潛艇上的空氣要比常規潛艇上的要好。

第一次手打，好累，希望可以為你解惑。

潛艇上的廁所，其使用的水為海水裝置淡化的水

正常我們人類生存需要滿足四大基本條件，Sunny，空氣，水和食品。在陸地上獲取這些相對要容易的多。但是在潛艇中，這些基本條件多數都需要靠人工來製造。

潛艇是一個封閉的耐壓殼，本身是不產生空氣的。為了滿足艇員們的正常呼吸，潛艇內部專門安裝有空氣再生裝置還有空調裝置和空氣淨化裝置。潛艇在水下運動時，則可以透過開啟這些裝置，來為艇內提供新鮮的空氣。

潛艇內部的空氣再生裝置一般由製氧裝置，二氧化碳吸收裝置、再生風機等裝置一起組成。這些裝置工作的流程是，首先啟動風機將艙內的汙濁空氣透過通風管抽到二氧化碳吸收裝置，來消除二氧化碳；然後再在處理過的空氣中加入由製氧裝置提供的氧氣，然後再透過送風管送到潛艇內部的各個艙室，供艇員呼吸。如此不斷的進行迴圈。這也就是再生空氣。

對於製氧來說，潛艇的製氧方式有很多，有再生藥板製氧，氧氣瓶製氧，液態氧製氧和電解水製氧等方式。但主要是電解水製氧方式可以長時間維持製氧之外，其他的幾種方式時間都比較短，產生氧氣有限。

但是對於電解水製氧方式非常耗電，主要是核潛艇採用，而常規潛艇則採用其他的方式製氧。另外，空調裝置也要開啟，可以使艇內的空氣溫度、溼度維持在一個比較適宜的範圍內，這也會讓艇內的精密儀器能正常工作；艇員呼吸及機器工作產生的一些有害氣體與雜質也會透過空調系統來進行控制，達到空氣淨化的作用。

除了空氣之外，潛艇內部使用的淡水也要透過海水淡化來再生。本身潛艇自身設計有儲備淡水的櫃子，但是長期遠航淡水寶貴，早年海水淡化裝置產生的水主要用來洗滌與沖洗，現在淡化技術發達了也可到淡化飲用水了。但是實際上使用時也相當節約，想要痛快洗澡基本是不可能的。甚至為了控制用水量可能每天只能定時發放少量淡水使用，水量少到也就只能是最多擦擦身上重要部位。

當潛艇挺在水面上，可以透過舷窗來進行跟換氧氣。

圖為潛艇在水面換氣

只要潛艇停留在潛望鏡可以到達水面的高度，就可以透過伸出通氣管來進行排氣。通氣管的換氣效率很高，所以並不是只有當潛艇靠岸時才能徹底更換艇內空氣。尤其是常規動力潛艇，需要很頻繁地更換艙內空氣以防止氫氣累積發生危險。

圖為潛艇的潛望鏡

當潛艇在水下很深的地方時，這時就沒有外部的氧氣進行更換了，這時，該怎麼辦呢？原來在潛艇中，有一個電解水氧氣製作裝置，眾所周知，水電解可以產生氫氣和氧氣，氧氣隨著通風管流通到潛艇各處，而氫氣則是排除潛艇外，但是電解水的方法需要消耗大量的電能，這對一些普通的潛艇來說負擔太大了，所以電解水的方法一般多應用於核潛艇上。那麼普通的潛艇又是如何更換氧氣的？在二戰之後時至今日，潛艇內也有了許多的氧氣更換方法。比如使用氧氣瓶，潛水員使用的那這種，當然了，還可以使用化學制氧法，比如使用氧燭和過氧化鈉板，但是二者都有一定的缺點：氧燭產生氧氣的同時會產生二氧化碳，這會讓潛艇內的二氧化碳濃度升高，過氧化鈉板價格昂貴，這些就是當前比較常用的潛艇內空氣更換的方法。

圖為潛艇內電解水的裝置示意圖

首先要知道的是我們呼吸的空氣由大量的四種氣體組成：

其中的氧氣是在呼吸過程中不斷的消耗的，二氧化碳是人體呼吸的廢物。氮氣很難消耗掉並且不參與呼吸過程，以氬氣為代表的惰性氣體完全沒有任何意義。

在由於長期運行於深海中，我們可以將潛艇看作一個密封容器，關鍵在於製造氧氣和消除二氧化碳就可以維持潛艇中可呼吸的空氣質量。大體的流程如圖所示

這就是一個潛艇中的電解水裝置，通入純水後可以產生純氧和純氫。並且可以依據空氣質量自動控制有多少氧氣進入空氣迴圈系統中。

潛艇中的電解水裝置可以為潛艇提供必要的氧氣和氫氣供應足以維持全艇內的人員呼吸。

若電解水製氧裝置故障，潛艇會使用類似於氧燭的耗材來進行氧氣還原

這種耗材只要通入含有二氧化碳的空氣就可以置換出氧氣進行供應，當然這個是應急措施不能長期使用。

而人們呼吸出的二氧化碳，會經過氫氧化鈣或氫氧化鈉為主要成分的空氣洗滌裝置進行吸收，二氧化碳加上這些物質會生產碳酸鹽類物質。當空氣洗滌裝置內的化學物質全部轉化為碳酸鹽後，送到加熱室內進行加熱則會還原成氫氧化鈉和氫氧化鈣，加熱的廢氣中的二氧化碳可以經過處理後排放到海水中。

潛艇二氧化碳清洗裝置

這樣就完成了潛艇的生態空氣迴圈。

當然空氣中還有一些水分和煙霧，也都會透過過濾器進行過濾。

遊弋在深海大洋的潛艇，既是國家安全的重要保證，也是對外保持戰略威懾的重要利器。潛艇內部是一個相對封閉的環境，要想保持內部的空氣的暢通，既要向外通換氣，也要進行內部供氧，要時刻保證氧氣的濃度要佔到空氣的20%左右。潛艇上用來保障空氣供應的，有通氣管裝置和空氣再生裝置。

如果潛艇處在水面航行的狀態，此時的潛艇就像一般的水面艦艇一樣，可以直接開啟艙蓋進行換氣。但是潛艇保持在水面航行的時間很少，當潛艇在離水面十幾米以內的高度進行航行時，此時可以將安裝正在指揮塔上方的通氣管升出水面，給全艇換氣。

潛艇通常都是在深海遊弋，此事時就需要潛艇內部自己提供氧氣，比如氧氣瓶、液氧罐、氧燭、製氧藥板。如果是核潛艇的話，由於能源足夠，可以使用電解水製氧，這是核潛艇可以保持長時間水下航行的重要原因之一。氧氣瓶一般不會用，這是在緊急狀況下艇員才會採取的救生手段。液氧罐主要用在AIP潛艇（不依賴空氣推進發動機作為動力）上，通常要攜帶幾十噸的液氧，AIP潛艇的航行時間一般不太長。而且AIP潛艇上攜帶的液氧不僅要滿足人的消耗，還要與氫氣連續反應來產生電能。氧燭的主要成分為亞氯酸鈉，撞擊火帽點燃氧燭，一根就可以保證100人呼吸一個小時，而且放氧快、產熱少。製氧藥板主要成分是過氧化鈉，可吸收二氧化碳，產生氧氣，一箱製氧藥板可供40人呼吸一個半小時。

此外，潛艇上還有空調裝置和空氣淨化裝置。因為潛艇不僅需要供氧，還需要收集廢氣排除艇外，常規潛艇上主要為二氧化碳、氫氣等；如果是核潛艇，還會有氡氣等放射性氣體，這都必須進行專門的收集處理。