Откуда в подводной лодке кислород

11 фактов, которые мало кто знает о жизни на подводных лодках

Книги и фильмы нередко романтизируют жизнь на подводных лодках. Служба на подлодке демонстрируется как увлекательное путешествие или как захватывающие дух спецоперации прямо под носом у врагов. Но большинство людей понятия не имеют, с чем сталкиваются подводники, и, думаем, будет интересно узнать факты о жизни на подводных лодках.

1. Служба на подводной лодке — одна из самых сложных работ в мире

Если ты думаешь, что твой офис с опенспейсами — настоящий ад, то это даже близко не соответствует истине. Будучи на подлодке, тебе приходится неделями, а иногда и месяцами сидеть в закрытом пространстве в небольших помещениях, как правило, не более двух квадратных метров, без возможности выйти на поверхность. Прибавь сюда знание, что тебя со всех сторон окружает вода, и что над тобой десятки, а то и сотни метров не особо дружелюбного океана, и поймёшь, что это ничем не лучше добычи угля в шахте.

2. Освещение моделирует цикл дня и ночи

Так как подводники, по сути, находятся в огромной стальной бочке без окон, и неделями не видят белого света, у них, в замкнутых пространствах, начинается депрессия. Чтобы предотвратить это, на лодках монтируют цикличное освещение, которое моделирует смену дня и ночи. Причём для улучшения психического состояния моряков, применяют разноцветное освещение.

3. В подводной лодке очень шумно

В большинстве фильмов подводники буквально крадутся по отсекам, не издавая ни звука. Это действительно так, но только в случае учений или реальных боевых столкновений, когда любой шум может засечь эхолот противолодочных кораблей. В обычном режиме на лодке царит шум, который усиливается узкими вытянутыми помещениями. Да и можно понять подводников, не особо соблюдающих тишину, ведь в постоянном молчании они начали бы сходить с ума уже в первые недели дежурства.

4. Единственной обоснованной причиной выхода экипажа на поверхность является опасность для жизни одного из подводников

Если думал, что жизнь подводников — это регулярное всплытие для пополнения провизии или для того, чтобы моряки могли развеяться, то ты ошибался. Единственная веская причина для всплытия на атомной подводной лодке — угроза жизни одному из членов экипажа. И угроза эта должна быть действительно серьёзной, так как на борту есть корабельный врач, который может справиться со многими проблемами, в том числе провести небольшую операцию.

Более того, на подводных лодках есть холодильные камеры, в которые, если произойдёт несчастный случай во время дежурства, отправят тело погибшего подводника до прибытия в порт.

5. Большая часть подводников не знает, где они, и не могут ни с кем связаться

Перед началом дежурства весь экипаж проходит инструктаж, где им описывается, по крайней мере, примерный маршрут. После отплытия из порта большинство рядовых подводников не в курсе, где они плывут, даже в какой части света они находятся. На борту нет ни телефонов, ни интернета, ни каких-либо других средств связи с землёй, так что, по сути, моряки пропадают с радаров на недели или даже месяцы.

6. Между членами экипажа постоянно случаются конфликты

Представь, что ты заперт в небольшом пространстве с десятками мужиков, которым некуда сублимировать свою энергию. Даже с учётом регулярных занятий, случаются конфликты, которые происходят из-за усталости, депрессии и давления, вызванного важностью выполняемой миссии. Просто вспомни, каким испытанием для многих людей стал карантин из-за коронавируса, когда выходить из дома можно было только за продуктами, и поймёшь, насколько сложно приходится подводникам.

7. Есть ограничения в потреблении воды

Какие ограничения, ведь подлодка плавает, как ни странно, под водой, и проблем с обеспечением этой жидкостью не должно быть? Не забывай, что подлодка бороздит солёные водоёмы, и морская вода не подходит для употребления внутрь. Поэтому у моряков есть ограничения в потреблении жидкости, как правило, не более суточной нормы для человека. Во время боевых дежурств это количество может сокращаться до 1 литра в день. Что касается бытовых нужд, то на них идёт забортная вода, проходящая определённую очистку. Она менее солёная, чем за бортом, но всё же не пресная.

8. Рацион однообразный и состоит из долго хранящихся продуктов

Раньше с этим у подводников было ещё хуже, но, с появлением холодильников и атомных реакторов, питающих эти прожорливые устройства электричеством, стало чуть лучше. На борт даже загружают фрукты и овощи, но большую часть рациона составляют консервированные продукты. Так как в режиме дежурства подъём на поверхность запрещён, судовому повару приходится готовить ограниченное количество блюд, которые не отличаются разнообразием.

9. В подводных лодках есть места для развлечения

Не думай, что подлодка — это огромная казарма, где с пробуждения и до сна моряки постоянно заняты работой. Нет, у них есть развлечения, причём разнообразные. Так, например, на некоторых лодках оборудуются даже спортивные залы, где можно выпустить пар, побив грушу или покачав железо. Также у них есть кают-компании, где моряки играют в настольные игры и просто общаются.

10. На подлодках дают вино

Выше мы сказали, что рацион подводников однообразен, но он всё равно лучше, чем у моряков на кораблях. Кроме того, каждый день вместе с едой моряки получают небольшое количество красного сухого вина, которое, как считается, улучшает пищеварение, а также увеличивает производство красных кровяных телец, что позволяет немного уменьшить влияние недостаточного уровня кислорода на борту.

11. Морякам приходится жить бок о бок с ядерным оружием

Мало кто понимает, что опасность на атомных стратегических подводных лодках представляют не столько реакторы, сколько запас ядерных ракет на борту. Так, например, на новых подлодках проекта 955 «Борей» на борту располагается 16 ракет с ядерным зарядом, которые теоретически способны стереть с лица земли несколько крупных городов. Каждый подводник осознаёт этот факт и то, что его корабль может стать тем оружием, чей выстрел ознаменует начало Третьей мировой войны.

Друг-подводник объяснил, как подается воздух на подводную лодку во время нахождения под водой

Как подается воздух на подводную лодку во время нахождения под водой?

Герметичная подводная лодка является цилиндром, находящимся на большой глубине в течение нескольких месяцев, чтобы безопасно и без проблем проплывать большие расстояния. Кроме того, подводная лодка может стать возможностью беспрепятственного наблюдения, а также транспортировки ядерных боеголовок, которые должны защищать страну и ее безопасность, обеспечивать ядерный паритет и исключать силовое давление на государство. В этом случае возникает важный вопрос, каким образом обеспечивается достаточный запас кислорода на достаточно длительное время, исключающее подъем подводной субмарины на поверхность – до полугода в некоторых случаях.

Если говорить коротко, то современные подводные лодки почти сплошь и рядом оснащены ядерными реакторами, которые успешно решают проблему получения воды и свежего воздуха на подводном судне.

Можно выделить два способа – подачу кислорода на подводную лодку при помощи специальных резервуаров под высоким давлением, либо использовать кислородный генератор, который позволяет производить каталитические реакции для последующего «разъединения» молекул водорода и кислорода, подачу воздуха через вентиляционные устройства в каждом из отсеков, а также регулярный контроль при помощи специальной компьютерной программы, фиксирующей уровень кислорода на судне.

Если говорить о прошлых временах, то для получения кислорода использовались так называемые шнорхели – устройства, при помощи которых воздух «засасывался» с поверхности и помогал дышать людям в течение 2-3 дней. Вместе с уходом в прошлое дизельных подводных лодок и появлением субмарин, которые работают на ядерном топливе, проблема и вовсе перестала быть актуальной.

На каждой подводной лодке устанавливаются установки регенерации воздуха. С их помощью, можно получить воздух из обыкновенной забортной воды , которая, как известно имеет формулу Н2О. Соленая вода великолепно проводит электрический ток. Данные резервуары представляют собой большие металлические «канистры», к которым присоединяются стержни с зарядом + и -. После того, как вода начинает закипать, происходит обильное газовыделение. При помощи специальных заборников, производится сбор кислорода и водорода в специальные приемники. Водород выбрасывается через специальное отверстие в хвосте лодки, а кислород, проходящий поступенчатую фильтрацию, поступает во все отсеки, в которых находятся люди.

Атомное топливо исключительно экономно расходуется, не требует регулярного обновления, в отличие от своего дизельного собрата. Получение питьевой воды осуществляется подобным способом, но происходит постепенное выпаривание избыточного количества соли.

Конструкция состоит из следующих ключевых блоков:

• Главный компрессор;
• Теплообменнник и масляный фильтр;
• Клапан и блок сушки воздуха;
• Блок, отвечающий за поглощение углекислого газа;
• Блок дожигания углекислого газа;
• Нагреватель и расходомер;
• Вакуумный насос;
• Компрессор, служащий для сжатия углекислого газа;
• Невозвратный клапан и регенеративный блок.

Углекислый газ возможно удалять также и при помощи реакции супероксида калия и пероксида натрия совместно с углекислым газом. Использование гидролиза забортной воды позволяет исключить необходимость подъема подводной лодки в течение нескольких месяцев , а нормальную работу системы обеспечивает бортовой компьютер, фиксирующий все возможные нарушения и отклонения в работе системы.

Надеюсь понятно и правильно объяснил, если есть нюансы, пишите в комментариях

Премного благодарен за ваши лайки и комментарии Очень старался и надеюсь вам понравилась моя статья. Подписывайтесь на канал “Папа в море”! Пожалуй, самый морской канал на Дзене⚓

Водородная энергетика подводных лодок. Воздухонезависимая энергетическая установка – скрытность и автономность

Промышленная группа Naval Group разработала воздухонезависимый топливный элемент 2-го поколения FC2G AIP (Air-Independent Propulsion Fuel Cell 2nd Generation). AIP FC2G является дополнительным модулем к основной силовой установке подводной лодки и способен увеличить автономность субмарины в 3- 4 раза.

Как обеспечить главное преимущество подводной лодки – скрытность и длительное время ее нахождения в подводном положении? Кто-то делает турбину по замкнутому циклу, кто-то предлагает двигатель Стирлинга. Naval Group разработал воздухонезависимую установку в которой водород вырабатывается непосредственно на борту подлодки и используется для производства энергии.

Благодаря инновационному решению, разработанному Naval Group теперь любая подводная лодка может производить собственный водород. Отсутствие необходимости загружать или хранить водород на борту – главное преимущество разработки, с точки зрения безопасности при погружении.

Используя уникальные свойства специальных сплавов, специальная мембрана извлекает водород из синтетического газа для питания топливных элементов сверхчистым водородом без необходимости хранения. Водород, таким образом, вырабатывается на борту подлодки и используется для производства энергии, при этом система работает бесшумно.

Для повышения долговечности топливные элементы снабжаются водородом, полученным на борту, и воздухом, что позволяет использовать стандартные технологии мембранных топливных элементов с воздушным протонным обменом

FC2G AIP: как это работает?

Этап 1: Генерация газа в реформаторе. Риформер, снабженный дизельным маслом, кислородом и паром (который рециркулирует в процессе), превращает эту смесь в богатый водородом синтетический газ. Этап 2: Увеличение выхода водорода и конверсия окиси углерода в реакторе. После риформера реактор запускает реакцию «вода-газ», превращая монооксид углерода в диоксид углерода вместе с превращением воды в водород. Следовательно, это увеличивает содержание водорода в синтетическом газе до максимально возможного. Этап 3: Очистка водорода в мембране. Используя уникальные свойства специальных сплавов, мембрана извлекает водород из синтетического газа для питания топливных элементов сверхчистым водородом без необходимости хранения. navalnews.com

Процесс производства водорода основывается на трех основных этапах: подача дизельного масла из топливных баков, кислорода (из модуля хранения кислорода FC2G) и пара, последний рециркулируется в процессе, риформер превращает эту смесь в богатый водородом синтетический газ, содержащий водород, двуокись углерода и окись углерода плюс вода в паровой фазе.

Остаточный газ выбрасывается в море, где он мгновенно растворяется. Синтетический газ затем проходит в реактор сдвига, где пар приводит в действие реакцию «сдвиг вода-газ», которая выполняет конверсию оксида углерода, генерируя водород, диоксид углерода и воду. Он увеличивает содержание водорода в синтетическом газе до максимально возможного, наряду с почти полным удалением окиси углерода. Реактор сдвига характеризуется высокой компактностью и термическим КПД.

FC2G AIP поставляется в виде модуля, разделенного на две секции: кислородный и энергетический. Первый предназначен для хранения жидкого кислорода, который питает как систему AIP, так и обеспечивает регенерацию подводной атмосферы, а второй содержит четыре основных элемента модуля FC2G AIP: риформер, сменный реактор, очищающую мембрану и PEM (Proton). Все компоненты встроены в специальную секцию с эластичным креплением и подвесными люльками, чтобы избежать какого-либо воздействия на акустические характеристики субмарины. Модуль FC2G AIP также включает в себя проход для персонала, обеспечивающий доступ к другим отсекам подводных лодок, а также к самому модулю для проведения работ по техническому обслуживанию.

Откуда в подводной лодке кислород

§6.2 Получение кислорода.

Большое количество кислорода используется в промышленности, в медицине, в других областях человеческой деятельности. Промышленные количества кислорода получают из жидкого воздуха. Сначала воздух сжимают мощными компрессорами – при этом он, как любой сжимаемый газ, сильно нагревается. Если вам приходилось энергично накачивать велосипедную камеру, то вы должны помнить, что корпус насоса и шланг нагреваются довольно заметно.

Сжатый воздух в больших баллонах-емкостях охлаждается. Затем его подвергают быстрому расширению через узкие каналы, снабженные турбинками для дополнительного отбора энергии у молекул газа. Эти устройства называются турбодетандерами. При расширении любого газа всегда происходит его охлаждение. Если газ был сжат очень сильно, то его расширение может привести к такому сильному охлаждению, что часть воздуха сжижается. Жидкий воздух собирают в специальные сосуды, называемые сосудами Дьюара (рис. 6-2).

Рис. 6-2. Сосуд Дьюара для хранения и транспортировки сжиженных газов и его устройство. Из пространства между внутренней и внешней стенками сосуда откачан воздух. Вакуум практически не проводит тепло, поэтому жидкий газ, даже имея очень низкую температуру, может сохраняться в таком сосуде длительное время.

Как вы уже знаете, жидкий кислород кипит при более “высокой” температуре (-183 о С), чем жидкий азот (-196 о С). Поэтому при “нагревании” жидкого воздуха, когда температура этой очень холодной жидкости медленно повышается от -200 о С до -180 о С, прежде всего при -196 о С перегоняется азот (который опять сжижают) и только следом перегоняется кислород. Если такую перегонку жидких азота и кислорода произвести неоднократно, то можно получить весьма чистый кислород. Обычно его хранят в сжатом виде в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет. Характерная голубая окраска баллонов нужна для того, чтобы нельзя было спутать кислород с каким-нибудь другим сжатым газом.

Аппаратура для промышленного получения кислорода, как мы видим, очень сложна и энергоемка. В лаборатории кислород удобнее получать из его соединений с другими элементами.

Чаще всего кислород получают нагреванием таких веществ (в состав которых кислород входит в связанном виде), как перманганат калия (марганцовка), хлорат калия (бертолетова соль), нитрат калия (селитра):