核潜艇堪称一个自给自足的“独立王国”,真的是“麻雀虽小,五脏俱全”。核潜艇远离陆地,没有外援补充,在水下长期密闭航行,生存问题是第一位的,所以必须先制服核潜艇内种种威胁生命的“对手”,才能战胜核潜艇之外的敌人。核潜艇内影响生存的主要“对手”如下:
核潜艇出航前的离别与祝愿
放射性射线对人体会造成致命伤害,所以对其防护为重中之重。核潜艇上通常采用屏蔽、分区、监测等方法。屏蔽的主要作用是防止核反应堆产生的放射性射线穿过人员所在的工作、生活舱室,所以核反应堆舱室的周围墙壁都是使用铅、聚乙烯、铁板等作为屏蔽材料。中国核潜艇的辐射防护区域划分为严格控制区、控制区和非控制区。严格控制区专指核反应堆舱,运行时不得进入,停堆后照射量低于允许值后方可进入;控制区是指预计一年内受到的有效剂量当量可能在5~15毫希的区域,如屏蔽走廊、反应堆舱上方甲板、反应堆舱前后隔壁2米内的区域、放射性水的取样间等,在控制区限制人员停留时间;非控制区是指日常工作区和生活区,是预计不可能超过年有效剂量当量限值1/10(5 mSv)的区域,在这些区域是安全的。每艘核潜艇上至少要设置十几个放射性监测报警点,测量艇内各处的放射性水平。每个艇员还要佩戴微型剂量计,随时随地监测个人接受剂量的情况。
空气是人类赖以生存的最基本条件,呼吸一刻也不能停止。而空气品质的好坏,直接关系到人员的健康甚至生命。那么,如何在密封的核潜艇里保持人体需要的足够氧气,并把空气污染降到最低呢?在核潜艇上,为了保持良好的空气质量,专门设有空气监测分析系统、空气再生系统、空气净化系统和通风换气系统。主要装备有——
制氧装置。氧气在自然界中的含量约为21%,如果氧气含量降到16%时,人员的呼吸就会感到困难,出现缺氧症;当降到10%时会使人神志恍惚;降到6%时便会使人休克甚至死亡。核潜艇里的氧气极其有限,是不可能长期维持一百多人的需求量的,一旦封闭空气源头,即刻会威胁到每个人的生命,所以只能按生存所需的最佳比例不断补充氧气。中国核潜艇舱室中氧气的浓度标准为19%~21%之间。生产氧气的主要装置是电解水制氧装置,它的基本原理是用电离分解法把水(H2O)分解为氢(H)和氧(O),氧气通过全船通风换气系统输送到船舱的每个角落,供人员呼吸,而氢气则被储存在氢气罐里,择机排出艇外。由于电解水制氧装置需消耗大量的电能,所以常规潜艇上不用此法制氧。有时在核潜艇上还备有补充或应急制氧措施,如氧气再生药板、氧烛和高压氧气瓶等。
核潜艇上的居住环境
据报道,1968 年4 月,苏联一艘“E-2”级“K-172”号巡航导弹核潜艇就是因为汞蒸汽泄漏,造成该艇艇员中毒,导致核潜艇失控而沉没,当时有90名艇员丧生。
氟利昂是制冷装置的制冷液,它们挥发出来的气体对人体也有危害。1962 年,美国“帕·亨利”号核潜艇由于“氟利昂-12”泄漏,致使潜艇大气中含有大量的二氯二氟甲烷,该化合物经过有害气体消除装置时发生裂解,形成极毒的光气,结果造成一起严重的艇员中毒事故。
有毒有害气体消除装置。有毒有害气体是影响人员生命的大敌。在核潜艇里,有多达数百种的有毒有害成分,它们给舱室带来的污染气体有的(如二氧化碳、一氧化碳、氯化氢、汞蒸汽、锑化氢、光气、甲苯、乙醇胺等)具有毒性,有的(如硫化氢、丙烯酸、氨气等)具有刺激性,有的(如二氧化硫、硫酸雾、氟化氢等)具有腐蚀性,有的(如氪、氡等)具有放射性,有的(如氢气)具有爆炸性。这些被污染的气体弥散在艇内空间,并通过呼吸道、皮肤和消化道侵入肌体,对艇员和设备带来不同程度的危害。在核潜艇空气里,主要控制二氧化碳、氢气、一氧化碳、苯类和甲醇等。具体来说,二氧化碳在自然界的空气中含量约为0.02%,当上升到2%以上时,便会使人出现中毒症状,甚至窒息而死。在核潜艇内,依靠二氧化碳吸收装置将二氧化碳的浓度控制在0.8%以下。毒性很大的一氧化碳主要来自燃烧和高温,浓度达到一定程度可置人于死地(在平日的生活中,众所周知的“煤气中毒”就是指一氧化碳中毒)。一般规定核潜艇舱室里每升空气中的一氧化碳浓度不得大于15 毫升。另外,还有低毒的苯和甲醇等主要来自船舱内的电缆、油漆等非金属装饰材料,因此,潜艇内设置专门的一氧化碳消除器和有害气体消除装置。氢气来源于蓄电池、电解水制氧装置和核动力装置中水的辐照分解。尽管氢的泄漏并不大,但在舱室里会因积存而增多,当氢气在舱室空气中的浓度达到4%左右时,遇到明火就有可能引起爆炸。所以限制氢气在舱室空气中的浓度为1%以下。核潜艇里设置了测氢器和消氢器,以确保氢气的浓度小于危险浓度。
空气杂质过滤装置。在密闭的舱室里,空气中难免会飘浮一些不洁颗粒,如灰尘、纤维、有机污染物、气溶胶(含放射性气溶胶)等。为此,在核潜艇里设置了空气除尘净化装置、放射性微尘测量收集装置、活性炭吸收器(主要用于厕所、厨房等),以净化浑浊的空气,保证舱室空气清新。
美国“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇水密隔舱门(www.xing528.com)
水是人体维持生命的必需物质,核潜艇虽然终日浸泡在取之不尽的海水里,但因海水中含有盐分,不能直接使用。为此,核潜艇里必须有海水淡化装置。造出来的淡水平时存放在淡水柜里备用,需要时作为生活用水或输送给有关设备使用,如提供食用、洗涤、洗澡、消防、设备冷却水等。核潜艇上还有卫生系统,处理艇内污水、粪便和生活垃圾。
气候在核潜艇里至关重要。在核潜艇里,虽然不会遭受自然界的风、雨、雪、雹等恶劣气候,但对舱室内的温度和湿度是有严格控制的,它们是衡量核潜艇居住性的最重要的指标之一。如果对舱室温度和湿度不加控制,就会形成高温高湿环境(有时称为“热环境”),人员就无法正常生存。在与世隔绝的空间里,必须人为制造一个冷暖适宜、干湿得当的环境,这个环境被称为“人造小气候”。美国的标准是:在核潜艇舱室内的相对湿度为50%条件下,温度不超过30℃。美国第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号由温带航渡到北极冰下,温度基本保持在22℃左右,相对湿度保持在50%左右。当时北极冰天雪地,而核潜艇里却温暖如春。
知识卡
热环境对人体的危害很大,当环境温度超过体温(约37℃)时,会引起生理上的变化,直接表现是出汗。大量出汗时体液和盐分不断流失,如果得不到及时补充,可能会引起热衰竭、血液黏稠(增加心脏负担)、消化排泄功能失常等。当湿度过大时,即使温度不太高,人也会感到闷热不安。
核潜艇舱室内的热源比其他舰艇要多,主要有设备散热(如机械运转产生的热、发热的电器装置、核动力装置的热水管道和蒸汽管道等)、化学反应过程产生的热(如使用氧气再生药板、电池充放电、电解液分解、消氢器工作等)、人体本身的生理性散热等。另外,还有电灶、电壶、冰箱、电灯等物理性散热。上述热源会使舱室温度不断升高;潜艇外部环境温度的变化对核潜艇内部也会造成热传递(如四季的温度变化、从赤道到北极的地域温度变化等),这就需要进行温度调节。核潜艇里湿度增加的主要原因是蒸汽管道的渗漏、做饭烧水、电解液蒸发、人体排放、舱底积水等。另外,海洋空气的相对湿度也较大,达到75%~80%,当核潜艇在水上与外界通风换气时,湿度也会变化。温度和湿度不但影响人的生活环境,还易加快一些金属材料的腐蚀,影响电气设备的正常使用和寿命,甚至有可能导致设备故障和失效。所以,核潜艇必须对舱室温湿度进行有效的控制。目前,各国的普遍做法是:安装中央综合空调系统;在核潜艇耐压船壳内壁铺一层传热性差的材料,防止因艇壳内外温差太大而形成的凝结水;对散热设备、管路采取隔热措施;减少不必要的机械运转。在核潜艇这样“不见天日”的环境里生活,为了弥补自然光照射的不足,现代核潜艇都专门设计了日光浴室,模仿日光的紫外线照射。
美国“洛杉矶”级核潜艇的指挥室
俄罗斯“台风”级核潜艇里的小游泳池
目前,各国不断改善核潜艇部队的硬件环境,完善软件设施和加强艇员的体能训练,并开始关注潜艇艇员心理健康,逐步开展专门的心理咨询和辅导,把潜艇艇员心理训练纳入培训内容。通过提升艇员的心理健康水平,达到进一步提高部队战斗力的目的。
跃入大海里游个痛快
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。