軍艦上如何解決淡水供應?

李淑洲


兔哥回答;軍艦長時間航行於海上,艦上的人員的日常生活的維持就是一個主要的問題,而軍艦上所需的淡水就是一個必須要解決的問題。淡水在陸地上很容易就能獲得,軍艦上則不是一個容易的事,軍艦上的淡水不僅僅是人員飲用,許多的機械設備都需要消耗大量淡水,特別是航母這樣的大型艦船,機械設備所需要的淡水比人員的使用大的多。而淡水的攜帶量決定一艘艦船的自持力,我們總是會在評價一艘軍艦的性能上有“自持力”這個詞,這個自持力就是該型軍艦加滿油料、淡水、食物等必須的物資後出航,不接受任何補給的情況下能在海上待多少天。“自持力”的長短關係到這艘軍艦沒有補給的情況下的作戰持續時間,遠洋作戰中的意義更大,家門口就無所謂了,軍艦上的淡水獲得目前來說分艦種,通常根據需要分為以下三種方式;


(一)艦船儲備;這是艦船傳統的淡水攜帶方法,自從船舶駛向海洋淡水就一直陪伴著航海,海水中含有大量的鹽份、鹼等成份,人喝了海水會產生頭暈腦脹的感覺,而且很快就會失去意識,很多在海上落難的船員會因為飢渴而死亡。艦船上利用儲水櫃(艙)攜帶生活用水是一個即傳統又現代的做法,目前依然是一些小型艦船主要的淡水來源。雖然現在有了海水淡化技術,艦船上也都普遍裝備,但經過海水淡化的淡水主要是設備用水,洗消作業用水,生活用水。飲用水多采用陸地水,艦船上攜帶的飲用水存放是一個難題,這個問題從航海時代就一直伴隨著艦船,俗話說“流水不腐”水不流動就屬於死水,容易變質,特別是艦船上,長期儲存使淡水的品質和味道都會發生改變,因此,淡水都是要經過檢測,添加消毒殺菌的藥劑來保證不傳染病原,至於口感也就不能講究了,這也是沒辦法的事情。現在瓶裝水的出現使艦船上的飲用水攜帶變得更加容易,除了主儲水櫃備滿淡水,通常都會攜帶大量的瓶裝水,瓶裝水保存週期長,口感好,是艦船上主要的飲用水。當然能不能有這個待遇可是要看情況,並不是都這樣,美國航母不缺淡水,但仍然攜帶大量的瓶裝水,而且補給艦為航母補給通常就是淡水和食物,估計航母上的頭頭腦腦肯定不會喝經過淡化的飲用水。不光美國,很多國家都是如此,看來海水儘管可以利用淡化技術獲得,但不是一個好辦法,最起碼對人體的需要來說是如此,喝過海水淡化水的都知道,和陸地上飲用水比,有很大的不同。


(二)經過海水淡化技術性獲得;海水淡化技術已經很普遍,利用海水淡化技術可以滿足艦船對於淡水的需求,是目前比較普遍的一個獲取淡水的手段。但海水淡化的成本也高,特別是對於電能的消耗非常大,這是阻礙海水淡化技術發展的一個瓶頸,即便是陸地上很多的地方也非常缺淡水,海水淡化技術已經可以獲得淡水,但使用依然不普遍,耗能大,造價高是主要原因。然而艦船上淡化海水的優勢就非常明顯,艦船駛離陸地,機器基本就是處於開機裝態,艦船的動力由柴油機,燃氣輪機,鍋爐蒸氣輪機,核能蒸氣輪機構成,這三個動力都離不開一種介質就是水,柴油機的活塞套缸冷卻水、燃氣輪機的輔助蒸氣,核能的冷卻水都是有溫度的,於是被用來作為海水淡化的能源,艦船上的海水淡化技術通常是蒸餾法和反滲透法,其中蒸餾法有兩種形式,一個是沸騰式淡化裝置,另外一個是閃髮式淡化裝置,而用的最多的就是沸騰式淡化裝置。先看看下圖就是其原理,注意它是用柴油機套缸的冷卻水做熱源,一切都在真空狀態下進行。


沸騰式淡化技術就是蒸餾法,它用的熱源不需要專用的發熱能量,柴油機的套缸用冷卻水的溫度就能滿足需要,這裡需要說明一下,也有利用發動機煙筒的熱源來淡化海水的,但出淡水量要小很多,無法滿足軍艦需要,民用商船差不多,人少,淡水使用量少。軍艦柴油機的都使用套航冷卻水,上圖藍色就是準備進行加熱蒸餾的海水,海水從下部的很多管子通過套缸熱水區(紫色),就會受熱沸騰,產生蒸氣,蒸氣在經過海水冷卻變成淡水,把淡水輸送到水櫃。這樣的放式的最大優勢是設備處於吃水線部位,不會出現煙筒那樣的重力不平衡和管道通道過長,水泵耗電量大劣勢。問題來了,柴油機的套缸冷卻水能有多高的溫度呢?不需要多高,只要55~65度的溫度就夠用了,因為整個淡化過程都是在真空容器中進行的,真空狀態下海水不需要100℃沸騰,38.7℃就開鍋了,被淡化的海水經過離子交換柱進一步淨化,提高品質,就可以飲用了。燃氣輪機,核能蒸氣輪機,鍋爐蒸汽輪機的海水淡化也是這個原理,比柴油還要方便,淡水量也大的多。小型軍艦上通常不會安裝這樣的方式,從陸上攜帶淡水,不愛喝就多帶礦泉水,也不貴,也不跑遠道。經過海水淡化的淡水裡面沒有礦物質,也就是說沒營養,所以,艦員通常都會補充一下些維生素之類的東西,其實最好的飲用水就是自然的白開水,但軍艦上是做不到的。



(三)補給用水;這個基本上都懂,是第一種的補充,自身也不搞什麼淡化,從補給艦上獲得補給,最好是礦泉水。其實即便是軍艦具備海水淡化設備,也離不開補給淡水,食物。除了補給艦,海外基地就是一個個補給站,例如美國奉行全球霸權戰略,它的招牌武器就是航母,航母上不缺淡水,但也需要各種物資的補給,所以即便是艦船具備了海水淡化能力,依然離不開補給艦,但這樣的能力使艦船的自持力得到了延長,更加符合作戰和遠航的需要,也相應的減少了對補給艦的依賴,意義還是很大的,隨著海水淡化技術的發展,未來一定會研製出口味佳,有營養的淡化水,滿足軍艦生活需要。




兔哥42928


我是一名有著二十多年軍齡的轉業海軍幹部,我來回答這個問題。


軍艦在海上執行任務,有兩種方式來解決淡水供應。

第一種、靠自身的攜帶量和海水淡化裝置來滿足日常消耗;

自身攜帶:軍艦在設計時,一般會配置有油料艙、淡水艙、海水艙、軟水倉。

其中油料艙一般又分為燃油艙、滑油艙,燃油為艦艇柴油機提供燃料,滿足艦艇的動力和電力;滑油艙為艦艇工作設備提供潤滑;

淡水艙滿足艦員日常所需,如做飯、飲用、洗漱、個人衣物清潔等;

海水艙主要用來壓載,降低艦艇重心,提高艦艇初穩心高,更好的維持艦艇生命力;

軟水倉為滿足艦艇特種設備使用。

海水淡化裝置:通過持續工作,每天把海水定量的轉換成淡水,此種淡水不能飲用、不能做飯,只可以用來洗漱、衣物清潔。

軍艦的淡水艙是固定的,可攜帶的淡水也是固定的;因此,在外執行任務的軍艦必須根據攜帶的淡水量制定好日均消耗計劃,每天定時定量供應;同時在海水淡化裝置的淡化量能滿足日常清潔需要的前提下,淡水不得用於做飯、飲用之外的消耗。

第二種、靠綜合補給艦或水船等外部力量供給;

由於海上不可測的天氣狀況,如颱風、寒潮,還有上級突如其來其他命令,都會影響艦艇在外執行任務的時間,如果軍艦沒有時間也沒有條件返回補給淡水,那麼在此情況下,綜合補給艦和水船會根據上級的指示,為在外執行任務的軍艦實行定點補給。補給方式會根據實際的海況、海情做出適時的調整,至於在什麼情況下做出什麼樣的補給方式,在這裡就不方便說了,敬請諒解。




總之,軍艦在外執行任務,不管用什麼方式,淡水使用上怎麼也比不得在陸地上方便、快捷。

當兵不易啊!


古道鎧甲


我是薩沙,我來回答。

又是一個大話題。

軍艦需要使用的淡水大體分為四個領域:

第一,水兵的飲用水,顧名思義就是喝的水和做飯用水;

第二,水兵的生活用水,洗衣服、洗澡、洗臉等用水;

第三,設備用水,比如機械冷卻用水、鍋爐循環水、彈射器蒸汽用水等各種用水;

第四,清洗用水,清潔甲板、設備外殼等等用水。

大體上是這樣,水兵的飲用水和生活用水,基本都是來自於軍艦的淡水水櫃。

設備用水和清潔用水,主要來自海水淡化。

以前我國的軍艦比較落後,雖然也可以海水淡化,但是不能飲用的,也不能用於生活用水。

所以每次遠洋時間一長,水兵們喝的水倒是足夠,但生活用水很少,每天只有一茶缸(很大的茶缸),只能用於洗臉、刷牙之類。

洗澡只能每隔若干天,集體洗一次。

但如果遠洋地區是在炎熱地區,水兵往往一天下來全身衣服汗溼,卻不能洗澡,幾天就臭掉了。

所以,當時特別盼望下雨,一旦下雨就可以洗澡了。

有人說,怎麼不下海洗澡。

海水的鹽分太大,下海游泳以後要儘量用淡水沖洗,不然對皮膚非常不好,甚至會裂開。用海水洗澡,是不靠譜的。

自然,美軍的待遇比較高。

同時代,美國海軍1979年開始制訂的《戰艦人居標準》,對這方面規定很多,如人均空調風量0.14立方米每分鐘,戰艦淡水人均每天136升,潛艇113升,兩棲戰艦加倍,鋪位須縱向佈置,每艙不超6人,每10人1桌子,鍛鍊設施每天16小時可用,要普及圖書室,視聽,商店,郵局,理髮設施洗衣烘乾設施,大艦獨立設置。

  130多升水什麼概念? 洗澡64升什麼概念?普通三口之家的熱水器也就60升啊!一個一米寬一米五長的浴缸也就55升!


但今天就不同了。我軍的保障要好多的,補給船會跟隨遠洋船隻,可以迅速補充淡水。

所以水兵用水的限制較少,不過自然還是不能敞開用。

至於另外兩種用水,都是採用各種海水淡化設備。

今天海水淡化技術比較成熟,沒什麼了不起的。

2014年12月,馬爾代夫首都馬累市海水淡化裝置故障導致斷水,中國海軍長興島艦利用艦上多套海水淡化裝置,每天為馬累市民生產淡化水70餘噸,有效緩解了市民飲水危機。

尤其反滲透之類方法的淡水,其實人引用也是沒有問題的。不過這種水裡面沒有礦物質,長期引用對身體不是很好。


所以,一般水兵還是飲用攜帶的淡水。

今天的中國海軍和以前完全不同了,淡水飲用和生活都沒有問題,也可以經常洗澡。


薩沙


地球上雖然水資源豐富,但是絕大部分的水位於海洋中,由於鹽分過高,如氯化物等大量富集,所以我們不能夠直接飲用。所以那些在遠洋航行的船隻,就如同在沙漠中行進的駱駝一樣,缺乏能夠用於解渴的淡水。正是認識到海水不能夠直接飲用,因此解決軍艦這類船隻船員的飲水問題就是一個持續了很多年的大難題。

像是過去,軍艦如果要出海航行,解決淡水供應的最佳辦法就是簡單粗暴的“多帶水”,由於海上鹽分高,水汽蒸騰以及工作勞累等諸多因素,就拿美國建國時期的“憲法”號帆船護衛艦為例,當時艦上450名船員每人每天需要喝掉1加侖的淡水,所以如果舊時的軍艦滿載船員的話,可以航行的時間絕對非常有限。“憲法”號1812年6月21日離開母港與英國皇家軍交戰,但到7月20日就面臨著淡水耗盡的風險,被迫只能前往波士頓補給淡水。

在那個時候淡水在軍艦上的管制最為嚴格,最困難的時候淡水僅能用來飲用,包括洗漱、洗衣等生活用水需求都只能使用鹹水來完成。即使到了近代,軍艦上的淡水供應仍然十分嚴格,像是很多潛艇乘員在登艇之前都要剃光頭,主要就是為了避免洗頭的麻煩。

真正可以說解決淡水問題,那要到最近30-40年內,通過兩種主要辦法:即蒸餾海水和反滲透膜淡化海水來完成。

無論是蒸餾法還是反滲透法,這兩種方法可以說是各有優劣。蒸餾法產出的淡水品質高,鹽分低,含鹽量一般僅為2-3ppm,可作鍋爐補給水;而反滲透法產水量大,但含鹽量高,一般大於100ppm,需要再進行礦化處理以及紫外線殺菌消毒,淡水艙的淡水夠用的話就不使用蒸餾水,但船用鍋爐不能用,因為易結垢,所以只能夠通過蒸餾水來補給,單論水質,各國軍艦首選的還是蒸餾法。

蒸餾法的熱源是通過軍艦上發動機的冷卻循環水來提供的,將待煮的海水抽掉大部分空氣,在90%真空的情況下,海水的沸點僅為40度上下,所以通過發動機冷卻虛報還水加熱足夠沸騰。這樣做可以極大地節約能源。本來發動機冷卻循環水在冷卻完引擎後是再流到中央冷卻器去被冷卻,與其把熱量最終傳遞給海水,不如先去加熱海水蒸餾機。蒸餾法的造水機現在在軍艦上的應用很普遍。一些長途遠洋航行的軍艦,由於長時間使用發動機,會製造出大量的蒸餾水,甚至水多到會從淡水艙的出氣孔中冒出來,此時洗澡洗衣物都用不完,船長會讓海員用多餘的淡水清洗甲板,使用淡水清洗甲板有很大的好處,這樣可以避免鹽分侵蝕甲板表面。

如今軍艦船員再也不用擔心沒有淡水使用了,即使是小型艦艇,依靠輕量級淡水淨化系統,在一小時內就可以製造出75加侖的淡水,足夠全艦官兵使用。


科羅廖夫


軍艦,特別是大型的水面艦艇,耗水量是非常大的。既有軍艦上人員的日常生活消耗,也有設備和武器系統的消耗。比如,中型以上航母載有數千人,一天下來,最少得消耗數十噸淡水;大型鍋爐也是用水大戶,特別是艦艇高速航行時,一天消耗上百噸淡水也很常見;還有用蒸汽彈射的航母,彈射一次就得消耗1-2噸的淡水。所以,軍艦的耗水量是巨大的,光靠雨水肯定是不行的。


我國055驅逐艦

具體有以下幾種解決淡水的方式方法:

一是自身攜帶

現代軍艦的排水量都很大,除載人載設備載武器以外,還有很大的空間,所以一般軍艦出航,都會加滿淡水。但這畢竟只是杯水車薪,堅持不了幾天。所以通過自身攜帶淡水的方式,只能解決一小部分問題。

二是靠岸補給

靠岸補給相對簡單,以常規動力航母為例,每半個月左右需要靠岸補給一次淡水,但關鍵是要有後勤基地。美國的軍艦能全世界航行,隨時都可以得到充足的後勤補給,與它在海外的數百個軍事基地是有密切關係的。這些年,我國在這方面也有很大的進步,給在亞丁灣、索馬里海域護航的軍艦提供了大量的補給。

我國護航編隊軍艦靠岸補充淡水

三是利用補給船補充

現代軍艦出航,很少單獨一艘出去的,一般都有綜合補給艦跟著,這樣就能隨時補充淡水。但補給艦會受海況的影響較大,要保證每次都準時足量地補給,也不太現實。

正在用補給船進行補給的美國軍艦

我國2萬噸級的遠洋綜合補給艦


四是海水淡化

這應該是現代軍艦最主要的補充淡水的方式。很多大型軍艦上都有海水淨化器,一臺大型的海水淨化器,一晝夜24小時不停地工作,可以生產大約60噸的淡水。為了保證淨化水的品質,還要安裝很多的設備,比如“離子交換過濾器”,來過濾掉很多的雜質。但淨化過後的海水,並不適合直接飲用,作為鍋爐用水或者洗漱用水,還是合格的。如果是核動力的軍艦,電力非常充足,淨化海水的能力會很強。

大型船上海水淡化設備


以上即是現代軍艦補充淡水的四種主要方式方法。

一家之言,敬請批評指正!


止戈軍是我


提到軍艦上的淡水,很多人第一判斷都將其當作飲用水。實際上,軍艦上的淡水用途非常廣泛,大致可分為三大類:

其一是生活用水,包括飲用水、廚房用水和洗浴用水。

水是人體的基本組成,也是人體代謝的唯一介質。正常情況下,成人每天需要攝入2.5升左右的水,人體如果失水20%,就會有生命危險。而海水含鹽量超過人體液的三倍以上,直接飲用海水不僅無法被人體吸收,還會導致人體內的水向外析出,進而加劇人體缺水,所以飲用海水會越喝越渴。正因如此,在海上遭遇困境時,喝海水會反而會更快的引發脫水死亡。因此,淡水向來是海上船舶必需的基本生命保障。另外,軍艦上廚房清洗、個人洗浴、洗衣等也必須使用淡水。

其二是設備用水,包括動力機械冷卻用水、鍋爐循環水、彈射器蒸汽用水等。

早期的開式冷卻系統直接使用海水作為冷卻劑冷卻柴油機、空氣壓縮機等設備,利用完的海水直接排舷外。這種方式使用起來簡單方便,但水中的雜質和礦物質容易腐蝕和堵塞管路。因此,如今的中央冷卻水系統開式在各類船舶、軍艦中廣泛應用。

這種中央冷卻水系統使用海水冷卻淡水,淡水再去冷卻各種換熱器、柴油機缸套水冷卻器中的高溫淡水。這種系統減少了海水的應用範圍,動力包周邊冷卻水均使用淡水,從而避免了腐蝕,提高了系統可靠性。

其三是洗消用水,主要用於外部甲板、設備的清洗。

軍艦長期處在高鹽高溼的環境中,甲板、艦體、設備難免被侵蝕或積存汙漬。為了保持正常功能,必須定期進行清洗;同時,為防止軍艦受到核、生、化沾染,影響艦員健康,削弱戰鬥效能,也需要對沾染部位逐一洗消

這種洗消作業使用的水,顯然不能使用對甲板和設備有腐蝕的海水,這些淡是還要經過處理,加入一種水解酶,可以使有毒有害物質中的大分子脫毒。航母進行洗消作業時,甲板上數百個噴頭打開後,會持續大量噴水之後,進行自然沖洗;然後還要進行淡水清洗,艦員排成一排,用刷子從頭到尾清洗一遍。

與普通貨輪或油輪相比,軍艦由於裝備的複雜性和任務的特殊性,因此需要的艦員數量通常更多。美國尼米茲級航母全部載員多達5000餘人,伯克級Flight2A型艦員也有380人,中國052D型驅逐艦艦員大約280人。這些軍艦常年在遠海大洋執行任務,往往一次部署長達數月,因此生活淡水的消耗量非常巨大。

在生活用水方面,通常每名艦員每天消耗淡水120升。以美國“尼米茲”級航母為例,人員編制為5000人,每天需消耗淡水達600噸。機械設備用水沒有固定的標準,大多數的機械設備冷卻用水可以循環使用,只需進行必要的加註和補充,對淡水消耗較少。

為滿足各種需要的淡水供應,現代軍艦通常採取三種方式:

首先,艦艇攜帶淡水。

淡水攜帶量是衡量艦船自持力的重要指標,自身的攜帶量有限,將極大限制艦船在海上活動的時間和空間。一般情況下,巡洋艦、航空母艦等大型軍艦能夠堅持30~80晝夜;驅逐艦能夠堅持10~30晝夜,而艦艇攜帶淡水量也要滿足最低用水標準下的自持力。

為了保障各種用途的淡水供應,船舶通常都設有飲用水艙和淡水艙。飲用水艙用於保障餐飲生活用水,有專門的船舶生活水系統供應到各個艙室。淡水艙就是技術水艙,主要用於設備冷卻,也有一部分經過紫外線消毒或礦化處理後,供應生活用水。

其次,海上補給淡水。

艦艇自身攜帶淡水數量畢竟有限,而且淡水儲存時間過長,也很容易導致細菌汙染變質,或者口感變差,早期的船員還會往淡水中加入酒精來消除異味。現在,隨著各國海上利益的拓展,很多大中型艦船頻繁執行遠洋任務,常常遠離本土數月甚至半年,艦艇出發時攜帶的淡水顯然遠遠不足,這時候就需要補給艦隻隨隊進行淡水補給。我國的903A型補給艦可以攜帶淡水200餘噸,排量4.8萬噸的901型遠洋補給艦可攜帶淡水500噸,都能及時為軍艦提供海上淡水補給。

再次,製備淡化海水。

也就是對海水進行淡化的方式製備淡水。具體方法有很多種,包括電滲析法、蒸餾法、反滲透法等,最常見的有兩種方式。

一種是真空蒸餾的方式。

這種方式充分利用軍艦發動機產生的大量餘熱,加熱海水並送到真空室,讓其沸騰蒸發,再將蒸汽冷卻,便可獲得淡水。使用真空的好處是,海水不需要加熱到100攝氏度,因為在93%的真空度下,海水在38.7攝氏度就會沸騰。這種方式即獲得了淡水,又冷卻了發動機的有害餘熱,還沒有額外消耗艦艇燃料,可謂事半功倍、一舉多得。

另一種是反滲透方式。

這種方式與我們家用的淨水機原理相似,通過一定的壓力使海水通過反滲透膜時將鹽分等過濾掉,其中最關鍵的材料就是反滲透膜,這種材料的孔徑非常小,能夠有效去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。由於這個過程與由低濃度向高濃度的自然滲透方向相反,故稱反滲透。這種方法可以對溶質和水進行分離或濃縮,具有水質好、能耗低、雜質去除範圍廣、分離裝置簡單易維護等特點,因而方便裝備到各種類型的艦船上,正逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。

實際上,軍艦上淡水機制備的淡水,無論是真空蒸餾方試,還是反滲透方式,仍然有一定的鹽分含量。通常來說蒸餾淡水的口感與陸上淡水基本沒有差別,但也缺少陸地淡水的礦物質;而反滲透製造出來的淡水,口感相對要差一些。當然,艦上新制備的淡水也要進行氯氣消毒,也會導致水體略有異味。

因此,儘管軍艦都裝備淡水製造設備,但在通常情況下,艦員直接飲用的淡水還是從陸上攜帶或者海上補給的陸地淡水,其他非飲用淡水主要由淨化設備提供,由於並不入口,用於洗洗涮涮還是沒有問題的。

對於美國海軍這樣的全球海軍,諸多大型軍艦得益於充沛的動力,甚至是核動力,因而其淡水供應較為充裕。美軍航母蒸汽彈射器使用的就是高純度的蒸餾淡水,這個消耗量是非常巨大,每起飛一架飛機就需要近1噸淡水。不過核動力航母具備強大的淡水處理能力,尼米茲級的海水蒸餾裝置每天可以生產1000餘噸淡水。

我國的各型軍艦都裝備了完善的海水淡化裝置,

“遼寧”號航空母艦使用自主研發的高效海水淡水化系統,淡水清洗甲板時還使用“普根酶生化洗消劑”進行洗消作業,不僅可以進行甲板洗消,還能進行防核、生化武器作業。2014年12月,馬爾代夫首都馬累市海水淡化裝置故障導致斷水,中國海軍長興島艦利用艦上多套海水淡化裝置,每天為馬累市民生產淡化水70餘噸,有效緩解了市民飲水危機。


軍備解碼


沒有淡水就喝酒啊!在風帆無動力戰艦時代,由於船上不能自己製造淡水,因此遠洋航行時都是通過儲水桶帶水(有時候也接雨水),這些水雖然在岸上經過了煮沸消毒,但是要不了一個月時間依舊會變質發臭,甚至長出綠藻,水兵後喝完這些水後往往染上痢疾,上吐下瀉,死亡率特別高。可是沒水喝也不行,於是人們將注意力轉向了酒,酒類保質期久,並且酒精有消毒殺菌的作用,深受水兵喜歡。
(喝是死,不喝也是死,我能怎麼辦?)

英國人開始是帶桶裝啤酒,可是保質期也就比淡水稍微久一點,後來就乾脆直接帶酒精含量在20%左右的高度朗姆酒,保質期一下就提了上去。每當水變質了,英國水兵就開始喝朗姆酒,朗姆酒庫存不夠了,就直接把朗姆酒混入變質水中喝,既改善了水的口感,又可以殺死一些微生物和細菌,患痢疾的人明顯減少,所以風帆時代,酒是水兵的最愛,那時候如果有水兵立了戰功,最高的獎勵並不是勳章,而是兩杯朗姆酒!


(排隊領酒的時代,兄弟,多給一勺唄!)

現代軍艦因為有自己強大的動力裝置,普遍都具備較強的自我造水能力,一般採用蒸汽輪機或柴油機的軍艦使用較多的就是低壓蒸餾制水。這種方式並不是我們想象中那樣用鍋爐直接燒(太費燃料,而且髒),而是用動力裝置排放的高溫廢氣或者冷卻水進行蒸餾,高溫尾氣的溫度通常只有60到80℃,為了節省能源並且大規模製水,通常將海水抽取至特定的—0.09MP~—0.1MP低壓環境(降低沸點),海水被加熱到40~50度就會沸騰蒸發,以此來製備大量淡水。

(蒸餾制水機)

蒸餾法制造淡水因為容易被管道內汙垢汙染,通常會設置兩條管道,一個是設備用水管路,另一個則是生活用水管路,兩條分開運行,設備用水蒸餾出來就可以直接進入循環系統使用,而生活用水因為真空蒸餾溫度低,可能會有微生物或者細菌殘留,所以還需要經過濾芯過濾和紫外線消毒程序才能使用。蒸餾水味道不好,有股怪味,通常拿來洗衣服、洗澡、洗消作業。所以這類軍艦上在港口時通常還是會另外攜帶足量的飲用水,實在用光了才會去喝蒸餾水。
(軍艦通過補給艦進行油水補給作業)

而如果是以燃氣輪機為動力的軍艦,使用的較多的則是低耗能的反滲透法制備淡水,方法就是給水施加壓力通過一張半透明的反滲透膜,這張膜的孔隙很小,只能允許水分子通過,而體積較大的鹽分、微生物、固定雜質等就被基本上過濾在了另一邊。經過反滲透處理的純淨水含鹽量低而且無菌,一般可以直接飲用,當然如果經過礦化和電解質處理口感會更好。(反滲透制水機)

目前使用柴燃聯合動力系統的052型“青島”號驅逐艦以及英國使用燃氣輪機加電推的伊麗莎白女王級航母都以反滲透法制造淡水為主。(伊麗莎白女王級航母反滲透直飲水機)

現在的主流趨勢基本上都是蒸餾法和反滲透法配合使用,蒸餾法制造設備和生活用水,反滲透法制造飲用水,所以缺水的問題早已成為往事。美軍核動力的“尼米茲級”航母總共配置4臺大功率淡水製造機器,日均淡水製造量達到40萬加侖/天(1510噸),人員配置約5500人,即使除卻彈射器等設備用水、洗衣、做飯、沖洗等生活用水,平均下來一人一天淡水配給也可以達到100千克,不管是喝水、洗澡絕對是綽綽有餘!


(尼米茲級航母上排隊打水的美軍,這大桶明顯是不缺水的表現)


軍武吐槽君



直到最近幾十年,大型遠洋船舶和軍艦上的廁所和淋浴都使用海水,因為淡化海水所需的能源和設備成本高昂。由此導致的管道和固定裝置生鏽和腐蝕是一個持續的問題,閥門和配件堵塞也是如此。今天的軍艦在廁所和淋浴間使用飲用水,這要歸功於工程上獨創性的海水淡化系統。



海水淡化去除海水中的鹽和雜質,使其對艦員食用安全。海水仍然用於發動機冷卻系統,它與冷卻劑和淡水混合,淡水通過熱交換器循環回到發動機。



在模擬自然蒸發的方法中,蒸發的海水以雨的形式降落,艦載系統使用滲透作用,滲透作用使用一層精細的薄膜過濾海水,分離礦物質和鹽。這個系統的好處是大型軍艦可以淡化海洋中任何地方的海水,避免任何形式的近岸水汙染。



一旦水被脫鹽,它就流經礦化系統,礦化系統會添加常規飲用水中常見的健康礦物質。然後對水進行雜質測試,並進行校正以達到合適的酸鹼度。從這裡,水被輸送到巨大的水箱,一些軍艦可以儲存數十萬升淡水。

淡水供應船是一艘巨大的船舶,有許多公里長的管道,將周圍的水分配給冷熱系統。一旦水在廁所或淋浴中達到了它的目的,它將在排放前根據嚴格的環境指南進行再次處理。廢水絕不會在靠近港口或敏感海洋環境的地方排放。整個過程既複雜又昂貴。



海洋可能是導致脫水的惡劣環境,飲用水和洗澡水對軍艦艦員健康和戰鬥力至關重要。新鮮的淡化水有助於艦隊維持戰鬥力。

轉化的淡化水含鹽量非常低,不到百萬分之五。海水淡化的備用熱水系統包括使用燃油鍋爐,雖然從長遠來看這不經濟,但可以確保艦隊上的每個人都有充足的淡水供應。


軍機處留級大學士


一般遠洋航行,所有的人都生活在船上,所需要的一切水源基本上都是淡水,包括做飯,炒菜,洗菜,洗澡,衛生間,清洗甲板等等方面,如果淡水不夠,就相當於在沙漠裡行走。



由於軍艦是在海中航行,而海水中有比較高的含鹽量,因為裡面還有氯化鈉等元素,所以喝起來口感比較澀,也比較鹹,而且喝多了對身體不好,容易造成身體的快速脫水,再說也喝不習慣,如果是遠洋航行,船上不可能攜帶大量的淡水,一來是因為淡水帶的多,會佔很大的空間,而且淡水時間長了也會變質的,因此從古至今,在海上航行時如何解決淡水來源是一個很大的問題。



到了現代,隨著海上力量的地位越來越高,各國越來越重視發展海軍,很多大中型軍艦也會經常出去執行遠洋任務,遠離本土,常年在海上漂泊,如果僅靠攜帶的淡水是遠遠不夠使用的,而等著收集雨水又太被動了,那麼是軍艦上的淡水問題是怎麼解決的呢?

主要的解決辦法有兩種,一種是利用船舶主機的餘熱來蒸餾海水,而蒸餾海水就需要有熱源,他的熱源是船舶發動機主機的冷卻水,在真空度為90%的情況下,海水的沸點很低,僅在40度左右,用主機冷卻水加熱,足夠讓它沸騰。



還有另外一個辦法就是通過反滲透脫膜脫鹽淡化海水,一般在艦船上會有三組這樣的淡化海水裝置同時運轉,每天可以製造60噸淡水,但是這種水含鹽量還是比較大的,需要再次進行礦化處理,以及紫外線殺菌消毒。

當然,每一個人所使用的淡水量是多少是有比例的,加上船上其他用水,每天的用水量必須限制,不可能無限制的供應。


琅琊利劍


眾所周知,二戰結束之後,建立海軍成了各國主攻的對象,強大的海軍不僅能夠提高自己的軍事影響力,也可以提升本國在海上的話語權,在未來戰場中這是不可忽視的。至此在經濟高速發展的今天,有實力的國家紛紛都在打造航母這種海上的軍事堡壘,用於捍衛本國絕對的領土權益,這也是為何我國迫切需要新式航母下水的真正原因。

然而我們都知道,打造航母和軍艦並沒有那麼簡單,除了強大的技術支持之外,還需要雄厚的經濟實力,畢竟像這樣的軍事武器裝備,造價動不動就是幾十億、上百億起步,小國根本就玩不起。而且這些武器為了作戰的需要,往往要捨棄很多的東西,比如說淡水,淡水在海上貴如黃金,大夥都知道艦艇出任務一般出去都很久,少則幾天多上好幾個月,而淡水又不能放置太久,那麼這時候艦艇所需要的淡水從哪裡來的呢?

現目前有兩個方法可以解決這個問題:一個是自己攜帶淡水,這一招的作用有很大的侷限性,畢竟淡水也有保質期的,一般到了期限水就會發生變化,到時候很有可能會影響到士兵們的安全,再加上攜帶量也是有限的,所以最早期的時候,艦艇每過一段時間都需要補充相關的資源,這時候就體現了補給艦的作用了。

而另一個方法就是淡化海水,對於這招很多人都不信,畢竟嘗過海水味道的朋友都知道,海水的鹹度是人類無法承受的,現在的科技應該還達不到淡化海水的技術吧?其實這早就不成問題了, 現目前主要採用兩種方法淡化海水,一種是蒸餾法以及反滲透法取水。蒸餾法大家都比較熟悉了,而反滲透也並不複雜,主要是依靠反滲透膜高效的脫鹽技術來獲取淡水,目前這方面做得最好的就是美國海德能旗下的SWC系列,其平均脫鹽率可高達百分之九十九。

所以現目前很多的美國盟友國家,比如日本、韓國、英國等,它們的艦艇基本上採用的都是淡化海水過濾出淡水的方法,而且隨著技術的革新,這方法的研究還在持續的進行當中,到時候必行還會有更加先進的方法誕生。






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