常规潜艇舱室大气环境控制技术与研究

研究常规潜艇大气环境特点以及控制技术，介绍了大气环境控制技术的新发展和新趋势，分析常规潜艇尤其是AIP潜艇上大气环境控制技术存在的问题，提出改进措施及建议。     

潜艇舱室大气环境技术发展研究

世界各国海军对潜艇空气质量越来越重视,并将舱室大气环境控制水平作为衡量潜艇总体性能的一项重要指标,为"环境质量因素"赋予仅次于武器系统的重要地位。随着潜艇在水下隐蔽航行时间的不断延长,对舱室环境的舒适性提出了更高的要求。空调通风向节能、健康、舒适的方向发展;舱室供氧和二氧化碳清除由资源消耗型向高效再生的方向发展;有害气体的净化向高效和综合净化的方向发展;大气环境监测由分散仪器向集中在线连续监测的方向发展;大气环境质量评估由单一方法发展为主观和客观因素综合评价。根据国外潜艇舱室大气环境技术发展趋势,提出我国未来技术发展方向,即需要重点开展潜艇舱室大气环境综合控制、连续监测和量化评估技术研究。     

潜艇“柴油机+小型反应堆装置+电力推进”AIP装置军事、经济和使用性能分析

介绍小型反应堆装置作为潜艇 AIP 装置的研发现状,对使用“柴油机+小型反应堆装置+电力推进”的AIP潜艇的军事、经济和使用性能进行了分析。以实艇装备、技术成熟度最高的AMPS装置为例,详细讨论了其系统组成、运行参数和方式、舱室布置,并对这类潜艇 AIP 装置研发与应用、可行方案、存在问题与发展前景进行了分析与展望。     

潜艇密闭舱室供氧技术

介绍了目前国内外潜艇舱室采用的供氧技术,阐述了各种供氧技术的原理和优缺点,简介了国外海军曾经开展研究的潜艇供氧技术。通过分析比较,分别提出了核潜艇、常规潜艇及AIP潜艇供氧技术的研究发展方向。     

水下密闭空间生存环境的综合改善技术——采用低温冷冻法改善潜艇舱室大气环境的空气净化系统

提出了采用低温冷冻法清除潜艇舱室有害气体的系统思路；并介绍了该方法在AIP潜艇和核潜艇上的系统流程。与目前采用的潜艇空气净化方法相比，低温冷冻法具有能够清除的有害气体种类多，系统本身不产生有害气体，能够杀菌消毒和辅助艇舱降温等一系列优点，对于全面改善舱室生存环境，降低潜艇动力消耗，提高潜艇续航能力等具有积极意义。     

潜艇舱室热管理技术

常规潜艇有限的能量供给和潜艇作战需求之间的矛盾仍是制约常规潜艇发展的主要矛盾之一,随着大气环境控制要求的提高,大气环境控制系统的能耗逐渐增大,为了从顶层设计层面协调大气环境控制与能耗之间的矛盾,提出"潜艇舱室热管理"的概念。潜艇舱室热管理即从总体设计角度出发,从功能、能量、控制等方面,全面考虑总体布置、系统结构、部件和环境等相互之间的制约关系,协同控制流动、传热和能量转换利用过程,以实现全系统、全工况最优化,达到提高系统能量利用效率,降低能耗的目的。     

AIP潜艇长航期间舱室环境中空气污染物分析

研究了我国AIP(air independent propulsion)潜艇潜航舱室环境有害气体的基本情况和浓度分布,为更好制定AIP潜艇舱室环境标准和控制建议提供基础数据。本文采用的方法有液氮低温条件下预浓缩联合气相色谱分离,用色谱质谱联用检测大部分挥发性有机化合物,用在线监测仪器分析了潜航过程中颗粒物、一氧化碳和二氧化碳的污染水平。定量检测了34种污染组分,大部分物质浓度较低,在这些物质中有些是嗅阈值低、毒性高的组分如二甲基二硫醚、苯、二硫化碳、三氯甲烷。部分污染物浓度较高,达到ppm级别。舱室颗粒物污染主要为细颗粒物污染,部分舱室浓度超过国家室内空气质量标准,住舱二氧化碳最高浓度超过常规潜艇的容许标准。下潜时间的增加使舱室环境产生部分恶化,微量污染物通过累积使污染物浓度接近或超出相关标准规定,人员活动产生的挥发性有机物、颗粒物和二氧化碳等无机气体进一步加剧了舱室污染,要尽快加强相关的医学保障和制定相应的卫生标准。     

潜艇大气成分监测技术

大气成分监测系统是维护潜艇舱室环境适宜居留的最重要环节之一。潜艇中设置舱室气体分析系统已经有将近40年的历史,随着对气体污染物认识的深入以及对大气成分系统控制要求的提升,需要对大气成分监测系统的测量点、气体分析种类和气体浓度监测范围进行提升。本文介绍潜艇舱室环境大气成分监测系统的要求,并分析几种有前途的大气成分监测技术,最后论述可能的大气成分监测系统方案。     

未来潜艇大气环境监测系统可行性研究

大气环境监测是潜艇生命力支持的最重要环节之一,在潜艇上应用大气环境集中监测系统已有将近40年的历史。随着人们对污染物对人体健康效应了解的深入,在密闭环境的大气环境控制中提出了更多对气体组分的监测需求。能否分析更多气体组分已经成为未来潜艇大气环境监测系统的标志性指标,为了满足更高分析能力的要求,当前存在着提高系统分散度和自动化水平以降低系统运行和维护时对资源占用的趋势。未来潜艇大气环境监测系统需融入大气环境综合控制系统,并作为系统控制功能的中枢。     

俄罗斯非核动力潜艇推进系统的选择与发展趋势

给出了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇推进系统的选择及推进系统的组成和参数,介绍了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇柴油机功率、主推进电机功率、最大水面和水下航速的发展变化,给出了潜艇推进系统的主要形式和舱室布置,并对俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇AIP装置,包括闭式循环柴油机装置、闭式循环蒸汽动力装置、电化学发电机装置的研究和设计进行了重点介绍。同时,结合各种潜艇推进系统,对俄罗斯非核动力潜艇推进系统的发展趋势作出了分析。