1.1 通氣管換氣供氧
早期的潛艇潛航時間較短,潛艇上未裝備單獨的供氧裝置,只安裝通氣管換氣裝置,潛艇在水下潛行一段時間後,需要上浮,將通氣管伸出海面,與外界進行換氣,將艇內貧氧的空氣排出,同時向艇內補充富氧的新鮮空氣。
通氣管換氣供氧技術的優點是:結構簡單,裝置緊湊,功耗低;缺點是:潛艇需頻繁地上浮,並將通氣管伸出海面,增加了潛艇暴露的機率。
現代的各國潛艇,都保留了通氣管,當潛艇在水面航行時或者完成潛航任務上浮後,使用通氣管換氣。
1.2 氧氣瓶供氧
將裝有壓縮氧氣的高壓氣瓶裝備到潛艇上,需要氧氣時,將高壓氣瓶中的氧氣經過減壓閥釋放到艙室空氣中供人員呼吸使用。
對於小型潛艇,該技術經濟實用、操作簡單、使用方便,供氧的過程中不需要消耗電源,氧氣純度高,對艙室不會帶來二次汙染。
壓縮氧氣瓶的壓力有一定的限度,壓力太高容易帶來儲存安全隱患。由於氧氣瓶攜帶的氧氣量有限,對於需氧量較大的潛艇,該方式滿足不了需求。潛艇上的氣瓶在外界劇烈的衝擊下,可能導致氣瓶爆裂,對潛艇帶來損害。
德國、日本等國早期的一部分常規潛艇使用過該供氧技術。
1.3 液氧供氧
氧氣在-183℃以下時呈液態,密度約為1.14×103kg/m3。隨著AIP潛艇的發展,液氧供氧技術在潛艇上採用。
液氧主要是用來給閉式迴圈柴油發電機提供氧源,部分液氧經過氣化減壓後,釋放到艙室空氣中供人員呼吸使用。液氧純度高,蓄氧量大,液氧密度大約是常溫常壓下氣態氧密度的1000倍,同體積的液氧儲罐可攜帶的氧氣量遠大於氧氣瓶。
液氧供氧技術的難點在於保溫技術,液氧要儲存在-183℃以下,液氧儲罐要採取雙層真空保溫設計,即便是採取雙層真空保溫技術,液氧還是容易不斷的氣化蒸發,液氧罐上必須設定相應的安全保障措施。
液氧供氧技術主要用於AIP潛艇,德國、瑞典等國的AIP潛艇均採用該技術。隨著液氧罐保溫技術的發展,在常規潛艇舷外佈置液氧罐給艙室供氧具有現實可行性。
1.4 過(超)氧化物供氧
過(超)氧化物與含有二氧化碳和水蒸氣的空氣接觸時,既能產生氧氣,又能吸收空氣中的二氧化碳。利用該技術製作成藥板裝備於潛艇上,使用時將藥板取出裝入專用的裝置內,靠風機或自然對流驅動,使空氣接觸藥板,發生反應,完成產氧和吸收二
氧化碳的雙重任務。
該技術理論上是一種非常理想的應用於密閉艙室的空氣再生技術,同時完成產氧和吸收二氧化碳的雙重任務,各國都對其進行了研究,並有多種型號產品裝艇使用。
1.5 氧燭供氧
氧燭的產氧藥塊是以氯酸鹽(如氯酸鈉)為產氧藥劑,以金屬粉末為燃料,新增少量的催化劑、抑氯劑和粘結劑,經混合後,壓制或者澆鑄而成。啟動後,氯酸鹽熱分解釋放出氧氣,氯酸鹽分解所需的溫度由金屬粉末燃燒提供。
氧燭是一種容易儲存和使用方便的固體氧源,它蓄氧量高,接近於液氧的密度,
大約是同體積壓縮氧的3倍。氧燭比較穩定,不會產生洩漏現象。
1.6 鹼性電解液電解水供氧
鹼性電解液電解水供氧技術是在電解槽中利用電流將水分解成O2和H2的技術。
將充滿電解液的電解槽接通電源後,在電解槽的陽極板和陰極板上分別產生O2和H2。從極板兩側溢位的O2和H2分別經過氣液分離器、洗滌淨化器和冷卻器後,乾燥純化的O2送入艙室供人員呼吸使用。低壓電解水製氧裝置產生的H2,可藉助壓縮機排出舷外,中高壓電解水製氧裝置生產的H2,則可依靠自身壓力直接排出舷外。
1.7 固體聚合物電解質(SPE)電解水供氧
固體聚合物電解質(SPE)電解水製氧技術的基本原理與鹼性電解液電解水製氧技術基本原理相同,不同之處在於使用固體聚合物電解質(SPE)代替鹼液。所謂的固體聚合物電解質(SPE)實際上是一種全氟磺酸聚合物薄片,這種材料浸水後成為良導體,其導電性是透過在水合氫離子在膜上的遷移達到。
1.1 通氣管換氣供氧
早期的潛艇潛航時間較短,潛艇上未裝備單獨的供氧裝置,只安裝通氣管換氣裝置,潛艇在水下潛行一段時間後,需要上浮,將通氣管伸出海面,與外界進行換氣,將艇內貧氧的空氣排出,同時向艇內補充富氧的新鮮空氣。
通氣管換氣供氧技術的優點是:結構簡單,裝置緊湊,功耗低;缺點是:潛艇需頻繁地上浮,並將通氣管伸出海面,增加了潛艇暴露的機率。
現代的各國潛艇,都保留了通氣管,當潛艇在水面航行時或者完成潛航任務上浮後,使用通氣管換氣。
1.2 氧氣瓶供氧
將裝有壓縮氧氣的高壓氣瓶裝備到潛艇上,需要氧氣時,將高壓氣瓶中的氧氣經過減壓閥釋放到艙室空氣中供人員呼吸使用。
對於小型潛艇,該技術經濟實用、操作簡單、使用方便,供氧的過程中不需要消耗電源,氧氣純度高,對艙室不會帶來二次汙染。
壓縮氧氣瓶的壓力有一定的限度,壓力太高容易帶來儲存安全隱患。由於氧氣瓶攜帶的氧氣量有限,對於需氧量較大的潛艇,該方式滿足不了需求。潛艇上的氣瓶在外界劇烈的衝擊下,可能導致氣瓶爆裂,對潛艇帶來損害。
德國、日本等國早期的一部分常規潛艇使用過該供氧技術。
1.3 液氧供氧
氧氣在-183℃以下時呈液態,密度約為1.14×103kg/m3。隨著AIP潛艇的發展,液氧供氧技術在潛艇上採用。
液氧主要是用來給閉式迴圈柴油發電機提供氧源,部分液氧經過氣化減壓後,釋放到艙室空氣中供人員呼吸使用。液氧純度高,蓄氧量大,液氧密度大約是常溫常壓下氣態氧密度的1000倍,同體積的液氧儲罐可攜帶的氧氣量遠大於氧氣瓶。
液氧供氧技術的難點在於保溫技術,液氧要儲存在-183℃以下,液氧儲罐要採取雙層真空保溫設計,即便是採取雙層真空保溫技術,液氧還是容易不斷的氣化蒸發,液氧罐上必須設定相應的安全保障措施。
液氧供氧技術主要用於AIP潛艇,德國、瑞典等國的AIP潛艇均採用該技術。隨著液氧罐保溫技術的發展,在常規潛艇舷外佈置液氧罐給艙室供氧具有現實可行性。
1.4 過(超)氧化物供氧
過(超)氧化物與含有二氧化碳和水蒸氣的空氣接觸時,既能產生氧氣,又能吸收空氣中的二氧化碳。利用該技術製作成藥板裝備於潛艇上,使用時將藥板取出裝入專用的裝置內,靠風機或自然對流驅動,使空氣接觸藥板,發生反應,完成產氧和吸收二
氧化碳的雙重任務。
該技術理論上是一種非常理想的應用於密閉艙室的空氣再生技術,同時完成產氧和吸收二氧化碳的雙重任務,各國都對其進行了研究,並有多種型號產品裝艇使用。
1.5 氧燭供氧
氧燭的產氧藥塊是以氯酸鹽(如氯酸鈉)為產氧藥劑,以金屬粉末為燃料,新增少量的催化劑、抑氯劑和粘結劑,經混合後,壓制或者澆鑄而成。啟動後,氯酸鹽熱分解釋放出氧氣,氯酸鹽分解所需的溫度由金屬粉末燃燒提供。
氧燭是一種容易儲存和使用方便的固體氧源,它蓄氧量高,接近於液氧的密度,
大約是同體積壓縮氧的3倍。氧燭比較穩定,不會產生洩漏現象。
1.6 鹼性電解液電解水供氧
鹼性電解液電解水供氧技術是在電解槽中利用電流將水分解成O2和H2的技術。
將充滿電解液的電解槽接通電源後,在電解槽的陽極板和陰極板上分別產生O2和H2。從極板兩側溢位的O2和H2分別經過氣液分離器、洗滌淨化器和冷卻器後,乾燥純化的O2送入艙室供人員呼吸使用。低壓電解水製氧裝置產生的H2,可藉助壓縮機排出舷外,中高壓電解水製氧裝置生產的H2,則可依靠自身壓力直接排出舷外。
1.7 固體聚合物電解質(SPE)電解水供氧
固體聚合物電解質(SPE)電解水製氧技術的基本原理與鹼性電解液電解水製氧技術基本原理相同,不同之處在於使用固體聚合物電解質(SPE)代替鹼液。所謂的固體聚合物電解質(SPE)實際上是一種全氟磺酸聚合物薄片,這種材料浸水後成為良導體,其導電性是透過在水合氫離子在膜上的遷移達到。