透過製氧裝置進行換氣透過過濾器空氣的裝置

潛水艇的氧氣產生系統為過氧化鈉（或其他材料），它與人呼吸出的二氧化碳反應生成氧氣，因此潛艇換氣是在水下完成的。

不過過氧化鈉是有限的，用完之後只能透過排氣管換氣，排氣管的使用要求潛艇必須在水面或潛望鏡深度（約10米）處。排氣管首要作用是排氣，其次才是換氣。

如果確實需要潛艇在潛望鏡更深的深度使用排氣管可以使用加長排氣管，但是要求潛艇不能轉向，且只能使用三分之一航速。這裡說下排氣管，所謂排氣管只是針對柴電潛艇，柴油機在沒有排氣管的情況下是無法使用的。

就像空間飛行器中的置換方法既可以除去呼吸產生的CO2，又可以產生O2加熱氯酸鉀需要能源和催化劑，況且也不可以每次下潛帶一堆氯酸鉀去電解水能量要求好高，效率又不高。

況且潛水艇的電力有多少多餘可以電解水還是問題或者像鯨魚一樣浮出水面換氣

首先普及個小知識，潛艇只有指揮塔，沒有所謂的“艦島”，艦島是針對航母的指揮中樞而言的，驅護艦的航行指揮中樞叫艦橋。在當前現役的核潛艇中，也只有美國、俄羅斯和英國的戰略核潛艇具備破冰能力，當然這和這三國緯度有關係，美俄英三國戰略核潛艇時常在北冰洋活動，必須具備破冰能力。

戰略核潛艇破冰並非許多人想象中的那樣高速機動破冰，而是依靠浮力來破冰的。北極冰層厚度不均，有厚達幾十米的冰層，也有幾十釐米的浮冰層，如果搞不清楚狀況就用鐵頭撞上去，非常危險。現代戰略核潛艇都裝備有先進的反水雷和探冰裝置，可以探測到冰層相對較薄的位置，然後進行排水上浮，利用靜浮力來衝破冰層，完成破冰上浮。

美、俄、英三國的戰略核潛艇在設計之初就考慮到了在北極地區航行的破冰問題，因此其指揮塔圍殼、垂直尾舵和水平潛水舵等破冰過程中的主要承力部件都是經過加固處理的。以美國“洛杉磯”級核潛艇為例，該型潛艇的指揮塔圍殼能夠撞穿1米厚的冰層。在裝備有指揮塔圍殼舵的核潛艇中，如“俄亥俄”級戰略核潛艇，其指揮塔水平舵是可以90度旋轉的（如上圖所示），在破冰過程中指揮塔圍殼舵可以旋轉到垂直狀態，減小受力面積，同時增大破冰時的區域性壓強，提高破冰的成功率。

北極因為其絕佳的地理位置（從這裡發射導彈，距離最近）和深厚的冰層（遮蔽各種探測訊號），成為核潛艇最佳的隱匿活動地點，美、俄、英、法等國潛艇經常在北極上演你方唱罷我登場的好戲，其中尤以俄羅斯潛艇活動最為頻繁。從蘇聯時代起，北極就一直被作為紅色帝國潛艇核反擊力量的最佳部署地點之一，在這裡活動的核潛艇攜帶的核彈頭能夠摧毀美國數次，但是要確保潛射導彈的發射，核潛艇首先必須擁有強悍的破冰能力！要破冰，核潛艇的強度要過關，斯拉夫人比較簡單粗暴，他們直接將核潛艇設計成雙層殼體，而且變態的使用了昂貴的鈦合金製造潛艇外殼，這也使得俄羅斯潛艇的破冰能力達到了世界第一！當然了，潛艇破冰最主要的還是高高的圍殼指揮塔以及潛艇上半部殼體，在這些區域，各國都進行了仿鯨背的材料結構加強設計，因此論破冰能力，各國核潛艇都是具備的，只是破冰厚度不一樣罷了，俄羅斯的颱風級據說最厚能夠破開五米冰層，不知真假！（美國弗吉尼亞級潛艇分段）

有了技術實力，接下來就要講究方式方法，核潛艇破冰並不是想當然行事，必須準確選擇地點，合適控制速度，總結一句話就是：速度要快，姿勢要帥！首先必須做好準備工作，避免破冰過程中誤傷潛艇裝置，主要就是將潛艇指揮塔上的潛望鏡以及各種天線收回，並且將圍殼舵反轉90°，保持與潛艇平行狀態，避免被冰層壓壞。萬事俱備，只欠東風！接下來就是破冰了！核潛艇破冰主要有方案1和方案2兩種。方案1其實就是利用大資料分析，結合自己國家在北極的衛星和水文觀察資料，選擇附近暖流活動頻繁的冰層融冰區或者冰間湖上浮，這類地方的冰層通常很薄，甚至是冰水混合體，如果運氣好，碰上這些地方，核潛艇直接上浮就好了，和別的海域幾乎沒有什麼區別，不存在強行破冰一說，遇到這種地方，就偷著樂吧！（冰間湖上浮）

但是如果運氣不好，那就只能開啟暴力破冰模式了！首先要做就是使用聲吶探測冰層厚度，選擇冰層較薄，冰層底部較平整的區域進行破冰（底部有錐形冰分分鐘刺破殼體），如果冰層厚度在一米以下，潛艇通常會選擇撞擊模式，也就是在冰層下較深處就開始衝刺，利用加速度動能直接撞開冰層。但是如果冰層厚度在一米以上，那就只能使用擠壓模式，潛艇先是緩慢將圍殼貼上冰層，然後將壓倉水一點點的排出去，逐步增加浮力，圍殼作用在冰層上的力量也緩慢增加，直到冰層被擠壓出現裂縫，再快速排水，迅速增加浮力，最後用圍殼發起最後一擊，完成破冰過程。當然了，核潛艇破冰雖然帥，但是也經常會發生令人尷尬的事情，美國“康涅狄格”號核潛艇就曾經在破冰過程中被卡在冰層中，上不能上，下不能下，只能讓水兵拿著鐵鍬客串工兵，一鍬一鍬的鏟冰，最後將核潛艇救出來，更尷尬的是，這一幕全程被打醬油路過的俄羅斯圖142偵察機拍攝了下來，最後很配合地進行了全球直播，美華人此時此刻心裡估計一萬隻草泥馬在飛！

現當代全球各國的軍事力量都在快速發展，各項軍事難題也屢屢攻破。但是如今各國現役的核潛艇中，也只有美國，英國，俄羅斯的戰略核潛艇具備破冰能力，當然這是在資料公佈行列內，當然這和這三個國家所處的地理位置與緯度有一定關係，這三個國家的戰略核潛艇經常在北冰洋活動，必所以也必須具備破冰能力。

據說，該三個國的戰略核潛艇在設計之初就考慮到了北冰洋航行中的破冰問題，因此指揮塔與多個破冰主要承力的部件都經過了加固處理，以“洛杉磯”戰略核潛艇為例，該潛艇的指揮塔外殼可以撞穿一米多厚的冰層。俄羅斯的戰略核潛艇，指揮塔水平舵是可以九十度旋轉的，在破冰過程中指揮塔圍殼舵可以旋轉到垂直狀態，減小受力面積，同時可以增大破冰時的區域性壓強，增強破冰效率。

所以在北極冰層下破冰而出，不是所有潛艇都具備該能力的，對核潛艇的要求也是很多的，核潛艇的指揮塔圍殼和甲板外殼要足夠堅硬。甚至聲納罩都進行了加固，這裡當然會使用非常高規格的金屬材料，

當然北極的冰層不是想破就能破的，北極最厚冰層有二三十米厚，找這樣的地方來破冰簡直就是自尋死路，所以找準具備破冰的冰層才是關鍵。不是大家想象的衝撞式破冰，那時自尋死路，要知道北極冰層之下有著倒掛的鐘乳石一樣的冰柱，最長的可達二十米左右，冒冒失失撞上去，造成的後果不可估量，而且這樣操作極易撞壞潛望鏡。

北極的冰面並非是嚴實的鍋蓋，而是由大大小小的冰層版塊組成，板塊之間都是有空隙的，這些空隙上面結有薄冰，從上面看不出來，有的空隙可以容納潛艇上浮。在薄冰處達到破冰而出。

核潛艇藉助北極冰層掩護，具有重要戰略意義，但破冰而出並不容易實現。 北極的環境非常獨特，並帶來了許多挑戰。 北極是一個方便的藏身之處，因為海冰為潛艇提供了掩護，使得它們幾乎不可能從空中被探測到。然而，同樣的海冰使得發射導彈變得不可能，這意味著潛艇發射導彈必須用破冰而出。

突破厚厚的北極冰層是困難的，需要浮出冰面的潛艇可以藉助探冰聲吶，測量分析哪裡適合破冰。 結合使用衛星影象和天氣預報提前幾天預測哪裡冰層較薄。 但是如果找不到開闊的水域或冰裂縫，潛艇會執行B計劃。

典型的核潛艇可以突破大約一米厚的冰層。經過特殊加固的核潛艇可以突破3米冰層。即便如此，一個粗心的舉動可能會損壞一艘價值10億美元的核潛艇，並危及100多名艇員的生命。所以選擇合適的突破地點是關鍵。 核潛艇使用側掃聲納、電導率、溫度和壓力探測器以及潛艇遠端影片系統等系統來幫助選擇潛艇在浮出冰面的最佳位置。 弱光攝像機是在潛艇突破冰層之前提供最後檢查的工具。弱光攝像機從下面監控冰層。

冰表面看起來可能很光滑，但它佈滿了向下延伸20米的冰脊和冰刺，這會對任何潛艇造成嚴重威脅。 一旦核潛艇的探測裝置找到了有利的突破點，艇員們就為突破做準備。 突破冰面前，核潛艇收回所有潛望鏡和桅杆。艇員們垂直旋轉指揮台圍殼舵，以避免損壞。 如果冰不是太厚，那麼潛艇可以很快浮出水面，大約10秒鐘內上浮20米，撞擊冰層，幾乎立即突破。

遇到較厚的冰時，潛艇從水面下緩慢上升，直到指揮台圍殼與冰接觸。壓縮空氣將水推出壓載艙，以增加潛艇的浮力，直到向上的力使冰破裂。這個過程被稱為靜態載入，以每分鐘幾十釐米的速度進行，但是一旦潛艇突破，它就會迅速上升。這種浮出水面的動作需要一段時間，當潛艇突破時，艇員可以聽到一切。 當潛艇撞到冰上時，艇員會感到一點晃動，可以聽到艇身中央上面的冰裂聲。

核潛艇透過冰山下也是一種危險，有時潛艇無法從它們下面透過。1988年，蘇聯潛艇K-475卡在了冰山下面，遭受了重大損失。 浮出水面，仍然會有危險，比如北極熊。 在海面上，艇員需要手持獵槍或步槍，防備著北極熊。 浮冰下的作業特別危險。兩個英國艇員死在2007年在北極的一次演習中。

潛艇會因為各種原因衝破北極冰層。 關於北極冰層厚度的歷史資料，最初是由海軍潛艇收集的，用來幫助尋找破冰點，已經被證明是一個有價值的資料氣候變化研究人員的資源。潛艇提供了為數不多的直接到達北極並進行詳細研究的方法之一。未來冰層可能會減少，但冰層下的操作可能會變得更加頻繁。