Как в подводных лодках поддерживают баланс чистого кислорода

Расставаться с привычным земным бытом не так просто, как может показаться, когда фолиант приключенческого романа лежит на столе возле уютного кресла. Многие фобии просыпаются в нас с течением времени, при определённых стесняющих обстоятельствах. Одна из таких напастей - боязнь замкнутого пространства, другая - страх удушья. Навязчивые опасения формируются, например, во время нахождения под водой, пусть и под защитой крепкого плавательного средства.

Когда ты на земле, ты почти не думаешь о земле. А когда в море, приходиться постоянно оглядываться и думать о море. Мысли становятся текучими и непрестанно вздымаются одна за другой подобно волнам. Воздуха становится меньше, и незримая чаша весов с ним опускается ниже под тягой обстоятельств. Невольно задумаешься о том, откуда он берётся. Вспоминается фотосинтез, растения, озоновый слой... Но ни одно растений не выживет на борту атомной подлодки, где царит холодный бледный свет а то и вовсе зловещий полумрак.

Атомная подлодка нуждается в постоянном контроле изнутри, всех систем жизнеобеспечения / Фото: modelist-konstruktor.com

Французский фантаст Жюль Верн в романах предвосхитил появление нового средства передвижения, которое позволяет двуногим беспрепятственно передвигаться под водой на любые расстояния и почти на самых пугающих глубинах. Уже тогда тот факт, что капитан Немо может так долго свободно дышать под водой, а вдобавок делать из водорослей некоторое подобие сигар, казался не более чем фантастикой.

В привычном нам понимании подлодка вышла в открытое море благодаря первому приспособленному к ней дизельному мотору. Воздух же был необходим не только для экипажа, но и в той же мере для функционирования двигателя. Немецкие конструкторы позволили подлодкам приступить к изучению и патрулированию скрытой части моря благодаря специальной трубе, через которую внутрь активно поступал кислород.

Прообраз современной подлодки / Фото: ru.wikipedia.org

Приспособление окрестили не иначе как шноркель. С его помощью была возможна деятельность подлодки на незначительной, но всё-таки глубине, что уже казалось немалым прорывом. И всё-таки было в этом что-то от простого пронырливого подростка, который пытается как можно дольше дышать через соломинку вблизи берега. Всё-таки ниже длины перископа ни одна субмарина по причине дефицита основополагающего ресурса опуститься позволить себе не могла. Кстати, возможно, самое знаменитое и отвечающее реалиям времени произведение об экипаже подлодки времён Второй Мировой также принадлежит немцу, а именно писателю Лотару-Гюнтеру Буххайму.

Продержавшаяся на всех парах подлодка со шноркелем пережила Вторую мировую войну и все инженеры мира смогли наконец-то обратить к ней пристальные взгляды. Пероксиды и надпероксиды щелочных металлов уже в послевоенные годы решили применять для воспроизведения кислорода из углекислого газа. Таким образом, происходил процесс компенсации в пропорциях с врождёнными процессами членов экипажа. Так подлодки протягивали благодаря точному соотношению этих самых соединений до нескольких дней под водой. Это уже был гораздо более уверенный шаг к техническому совершенству, ведь люди догадались использовать природные ресурсы и закономерности.

Немецкая подлодка, мостик, шноркель / Фото: warspot.ru

Сегодня дизельные и электрические, а также комбинированные в отношении источников энергии подводные машины могут похвастаться обширным запасом сжатого кислорода в формате баллонов. Наряду с регенерационными установками, развивающими потенциал химических веществ, о которых уже шла речь, они всегда могут сослужить хорошую службу во время внеплановых изменений маршрута или других экстренных ситуациях. В частности, если дело доходило до неисправностей этих самых установок.

Баллоны содержат сжатый кислород, который может пригодиться в чрезвычайной ситуации / Фото: kriogen.ru

Меньше века назад впервые за тягу на подлодках стали ответственны мощнейшие атомные двигатели. Преобразовательные процессы на громадных машинах стали ещё сложнее и поразительней. Воздух буквально добывался из самой доступной субстанции, которая была повсюду в избытке - из всем известной H20. Установки регенерации кислорода получили дар расщеплять морскую воду на атомы водорода и кислорода.

Последний поступает внутрь корпуса подлодки, а водород за неимением значения для состава экспедиции спускается обратно в природную среду. Таким образом, современные экипажи без колебаний курсируют в толще воды месяцы напролёт. Возможно, когда вы или кто-то из отдыхающий мечтательно смотрит на море или океан, где-то за пределами его видимости плывёт подобная подлодка...

Немецкие дизельные подлодки Второй Мировой / Фото: warfor.me

Чтобы получить свои 28 или, в крайнем случае, 25 литров кислорода в день, человеку в чужеродной среде нужны мощные поставщики ценнейшего жизненного ресурса. Чем глубже и, соответственно, дальше от поверхности команда субмарины, тем ближе происходящее внутри к среде, в которой оказываются люди на космических шаттлах(за исключением невесомости). Реакция электролиза морской воды не просто иллюстрирует важность химии на прикладном для цивилизации уровне, но и позволяет проводить сложнейшие и самые длительные стратегические операции на атомных подводных лодках.

Реактор атомной подлодки генерирует чудовищные заряды энергии, что делает её механизм в целом во многом схожим с созданием морской пучины, а вовсе не детищем прогресса. Он охлаждается под давлением толщи океана и его волн, и позволяет перемещаться на скоростях до 60 километров в час. Жабры субмарины по-прежнему важнейшая её часть во всех смыслах, и у них и вправду очень много общего с устройством дыхания рыбы.

Атомные подлодки сделали значительный рывок в будущее военных стратегий и научных исследований / Фото: www.gazeta.ru

Видимо, такова судьба человечества - черпать идеи у природы. Десятки тысяч литров воды впитывают крупногабаритные установки, где уже и происходит электролиз. Такой метод, как может показаться, способен нанести непоправимый вред окружающей среде. Однако не стоит забывать, что львиная доля океанов, когда дело доходит до глубин, человечество вообще ещё не успело прошерстить. Водная часть планеты всё ещё таит мириады секретов, а самой воды, кажется, на свете намного больше, чем земли, в честь которой планету назвали.

Безусловно, выбросы чистейшего водорода в больших количествах могут плохо сказаться на обитателях местных экосистем. Но подлодки движутся довольно быстро, не успевая рассеять большое количество водорода на одном месте. В отношении с общей массой воды водород содержится в мировом океане в соотношении примерно 10% к общей массе. Коэффициент может значительно вырасти со временем, но вряд ли это произойдёт в обозримом будущем.

Подлодки с анаэробными установками - ещё один шаг к совершенству подводных механизмов / Фото: topwar.ru

Одним из последних рывков в отношении поставок качественного воздуха на борт подлодки стало массовое внедрение анаэробных установок. Такие устройства эксплуатируют возможности подводного и надводного хода. Они могут приводить в движение, казалось бы, устаревшие подводные лодки, приводимые в движение дизельным топливом. при этом обеспечивая жизнеспособность экипажа в течение целого месяца погружения.

Если вам понравился уровень контента, то не пропустите:
Для чего на подводных лодках применяется свет красного цвета