潜艇的氧气是如何产生的,常规潜艇发动机氧气来源 _潜艇

@潜艇解码从潜艇的设计角度分析潜艇制取氧气的常用方法，比较分析当前各种方法的优缺点以及适用范围。本文有助于全面了解潜艇（常规潜艇、AIP潜艇、核动力潜艇）的供氧设计。
先说结论：
1. 常用的供氧技术：氧气瓶供氧、液氧罐供氧、过（超）氧化物供氧、氧烛供氧、电解水供氧；
2. 正常情况下，常规潜艇使用过（超）氧化物供氧、AIP潜艇使用液氧罐供氧、核潜艇使用电解水供氧；
3. 短期任务，常规/AIP/核动力潜艇的艇员在实际使用中，比较偏爱使用氧烛供氧；在应急情况下也多使用氧烛供氧；
4. 潜艇供氧技术未来的发展方向是低能耗、高效率。

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PS：对潜艇来说，除了要考虑补充氧气，同样重要的是清除二氧化碳。当二氧化碳浓度高了，就“上头”，艇员会感觉昏昏沉沉的，影响战斗力的发挥。
正式阐述之前，纠正一个概念，潜艇在水面航行或通气管航行状态，进行的换气过程，属于通风系统的功能，他“不产生氧气只是氧气的搬运工”，从专业角度上说，一般不列入供氧技术。
氧气瓶供氧
采用高压空气瓶储存纯氧气，氧气经过减压后进入舱室供呼吸使用。该供氧方式经济可靠、操作简单、使用方便，供氧过程中基本不消耗艇上电源，氧气纯度高且不对舱室产生二次污染。该方式受携带量的限制，对需氧量较大的潜艇，无法满足需求，适用于小型潜艇。
液氧罐供氧
采用液氧罐储存低温液态的纯氧。液氧的密度大约是常温常压下气态氧密度的1000倍。使用时经气化、加热、减压、混合后进入舱室，供艇员呼吸使用。
该供氧方式经济可靠、操作简单、使用方便，供氧过程中基本不消耗艇上电源，氧气纯度高且不对舱室产生二次污染。液氧罐在使用时要求有良好的绝热性能和抗冲击性能、设备占用空间和重量较大。在AIP潜艇上直接与AIP发动机的氧化剂一起储存，不需要额外单独设计液氧罐。
过（超）氧化物供氧
过氧化物、超氧化物是一种很活泼的氧化剂，不仅在受热分解时产生氧气，也能与水、二氧化碳反应生成氧气。主要反应原理如下：

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该供氧技术，产生的氧气纯度高、反应过程不消耗潜艇能源，在产生氧气的同时吸收了二氧化碳，对净化舱室空气有积极作用。但过（超）氧化物供氧吸收含水蒸气的二氧化碳后，发生膨胀和糊状现象，反应效率显著降低，因此对高温高湿海洋环境，过（超）氧化物供氧利用率低。
氧烛供氧
氧烛是以碱金属的氯酸盐和高氯酸盐为主，加入燃料、粘接剂等配料制成的形状像蜡烛的圆柱体供氧材料。氧烛含有极为富集的氧，单位体积的放氧量趋近于等体积的液氧。主要原理如下：
氧烛无法实现连续、稳定供氧，单个氧烛点燃以后无法控制，直至燃烧完全，纯氧直接释放到舱室。舱室氧气浓度不稳定，波动较大，分布不均。

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电解水制氧
电解水制氧利用电流将水分解产生H2和O2 。氧气经供氧管路输送到各舱室，氢气直接排出艇外。该方式只要有电就可以连续产生氧气，可以稳定提供大量高纯度的氧。电解水主要消耗电能，电解效率低，电量消耗大，设备体积大，控制复杂。对于艇大、人多、电量无限的核潜艇，该技术十分适用。
各供氧技术的比较和适用范围
小型潜艇，由于艇上人员编制少，一般执行任务的时间短，多采用高压氧气瓶直接供氧。