《生命力保障技术》doc版.doc

生命力保障技术生命力保障技术对在深海中活动的潜艇、深海空间站等大潜深平台和载人潜器来说意义重大，主要是不断提高和完善其总体、系统和设备的可靠性与安全性、改善内部空间生存条件、提高消防能力、改善救生能力。该技术主要包括大气环境监控技术和逃生与救援技术等。目前国外发展应用情况如下：（1）大气环境监控技术当潜艇、深海空间站等大潜深平台和载人潜器在深海水下活动时，其内部成为一个与外界大气环境完全隔绝的密闭空间，特别是当它们长时间地执行水下任务时，其内的氧气逐渐损耗，二氧化碳的浓度相应增加，内部的空气环境将会逐渐恶化。内部缺氧不仅会严重影响人员健康，甚至会导致火灾等事故，因此需要时刻监测，以补充人体所需的氧气，严格控制二氧化碳含量和一氧化碳、氢气等有害气体含量，使之保持在允许水平上。这里以潜艇为例进行介绍，其中大多数技术对于其它载人深海装备也是适用的。目前，为保证艇员及整个艇的安全，各国潜艇都非常注重采用大气环境监控技术，它所涉及的关键技术主要包括舱室大气成分综合监控系统技术、氧气再生和空气净化技术、辐射防护技术和人-机-环总体控制技术等。当前，美国海军正在研究开发对整个潜艇大气控制设备具有监控功能的CAMS-MK-IIB 大气中心监测系统。为保障艇上有一个安全的大气环境，现役潜艇通常装备空气净化系统、空气调节系统以及通风系统等。其中，空气净化系统的作用基本上分为两个方面，即进行空气再生和艇内有害气体消除。空气再生指的是补充氧气。为了保证长期在水下运行的潜艇内部的氧气得到持续性的充足供应，一般都在潜艇上携带一定数量的高压氧气瓶。艇上还装备了电解式氧气发生器，通过对水的电解而获得氧气，以弥补艇内的氧气消耗。最近资料报导，美国整个海军潜艇舰队计划都将采用SPE低压水电解装置；英国皇家海军先于美国，早在 1980 年初就采用了SPE 低压水电解装置，至今英国海军所有的潜艇上都装备了这种供氧装置，并创纪录地达到了100%的可靠性。有害气体消除主要是对艇内产生的二氧化碳、氢气、一氧化碳、氯气以及各种气溶胶等进行处理和排除，防止对艇员健康造成损害。空气调节系统主要对艇内空气的温度和湿度进行控制和调节，创造出一个冷暖适宜、干湿得当的空气环境。对于核潜艇来说，由于核反应堆放出大量热量，因而在核潜艇内进行温湿度调节显得尤为重要。核潜艇内往往要装备功率很大的空调系统，并且备有高效的制冷机。美国海军的攻击型核潜艇上，装备的是重量为15t重的空调系统。而在“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇上，装备了重量高达40t的空调系统，保证了艇员在艇上有良好的舒适度，增加了潜艇的水下巡逻时间。通风系统主要是在潜艇处于通气管工作状态时，抽出艇内污浊空气，把新鲜空气送人艇内，在艇内形成一个与外界空气环境基本相同的艇内大气环境。此外，为防止艇员受到放射性伤害，美军的每艘核潜艇上至少要设置十几个放射性监测点，测量艇内各种放射性剂量，监视艇内剂量水平和污染情况。此外，每一个艇员都要佩戴袖珍辐射剂量计或者胶片剂量计，随时了解和监测艇员个人接受的放射水平。为降低辐射强度，潜艇对艇内的污染区进行强制通风，把污染气体排出艇外。（2）逃生与救援技术尽管潜艇等载人深海装备采取了各种安全措施，但仍难免会发生失事的情况，逃生与救援问题也就被提上了议事日程。在众多事故中，只要失事水深未达到水压导致壳体破损的深度，失事深海装备内尚有生存人员，就存在逃生与救援问题。因此各国十分重视逃生与救援技术及装备的研究。这里还是主要以潜艇为例进行介绍，其中大多数技术同样可以适用其它深海装备的逃生与救援。目前，国际上逃生的方法主要有三种：单人水下阶段减压脱险法、快速上浮脱险法和集体漂浮救生舱或救生球脱险法。其中，采用单人水下阶段减压脱险时的出艇方法包括：雷弹发射管法、耐压设闸室法、救生闸套法等。单人水下减压脱险和快速上浮脱险方法的缺点在于：逃生效率低，受气象条件、水温度、气温的限制，不能长时间使用，浮上水面后也需减压治疗，天暗时难以发现逃生的艇员等。救援方法包括：采用救生钟/ 救生舱水下营救法和深潜救生艇水下营救法。其中，深潜救生艇被认为是最有效的水下救援方法。逃生与救援所涉及的关键技术包括潜艇失事报警系统技术、应急上浮技术、救生服技术、救生钟有关技术、深潜救生艇相关技术等。随着相关领域技术的发展与完善，各国相继出现了一些逃生与救援装备。1963年，美国“长尾鲨”号潜艇失事以后，美国海军开发了两艘“神秘”级深潜救生艇（DSRV），每艘耗资2.2亿美元，可以用C-141和C-5A飞机空运和拖车在地面运输，然后由母船和母潜艇携带、布放和回收。工作深度可达1500m，有3名工作人员，一次可营救24名艇员。名为“阿瓦龙”号的已退役，名为“神秘”号的至今仍在服役。美海军还一直在进行新的潜艇救援研究，目前，美国海军一个实验室正在寻找在潜艇沉没的情况下能确保其乘员存活至救援部队赶到时的方法。该实验室对潜艇所作的最重要的一个改进是改良救生箱，使之可容纳新的“潜艇逃逸和潜水设备”（SEIE）。该设备为一套防水服和个人救生筏，它可使潜艇乘员从650英尺（约198m）的深处逃生。到目前为止，美国海军已有10多艘潜艇改装了这种新装备，其他潜艇也正在改造之中。法国已经掌握了常压潜水服技术，穿上它，在深水中身体只感觉到一个大气压的压力。意大利的MSM-1工作深度可达300m，每次可营救8名艇员。取代MAM-1深潜救生器的是SRV300，它能够从船尾的通道下水，重52t，它在“Sorbet Royal 2000”潜艇救援演习中证明是非常成功的。英国的LR5是25t的轻便型深水潜水器，2000年整修后营救能力从9个人上升到15个人，最深可达475m。英国还设计了一种Mark 10潜艇救生服。该救生服是用粗糙的尼龙制成的，能给全身提供热量保护，可在183m（600英尺）深处使用，同时每套都带有救生筏。英国还有“斯科尔皮奥”远程操纵潜水器（Scorpio ROV）和潜艇失事援助队。澳大利亚海军的救援装置是一种被称为“雷莫拉”（Remora）的遥控艇，可以与“科林斯”级潜艇实现对接锁定，并将潜艇上的人员撤离到水面。“雷莫拉”由澳大利亚设计，加拿大制造，包括两个再压缩舱，每个舱能乘36个人。日本和南韩也有深潜救生器，韩国的LR5K是由英国设计的，适合近海使用，建于1978年。日本有“千代田”级潜艇补给与救援船1艘，“千早”级潜艇救援船1艘，还有两艘深潜救生器。俄罗斯的深潜救生器公开资料很少，知道的有5艘“普瑞兹”（Priz）级深潜救生器，其中一艘参与过营救“库尔斯克”，但告失败。该级潜艇救生器既可以有人操纵，也可以无人操纵，但受电池限制只有3h的耐久力。目前有人提议将其升级，这样它就可以对接受损的潜