航母上的淡水是如何来的?

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一艘航母出海执行任务,船上通常会带上千号人。而且航母出海远渡重洋,一走短则几个月,长则一年的,舰上这么多人的生活用水的确是个大问题,大海上最不缺的就是水,但最缺的是淡水。因此最好的办法是就地取材,将海水淡化后使用。而现如今绝大多数的军舰和航空母舰上面其实都装备了海水淡化装置。

以英国皇家海军最新的“伊丽莎白女王号”航母为例,为确保船员在海上有足够的淡水供应,女王号航母耗资100万英镑装备了反渗透海水处理系统,用于供应整艘航母的日常生活用水。这套系统每天可生产540吨淡水,足够全舰人员使用。所谓的反渗透处理系统利用的原理正好是渗透原理的逆过程,对于渗透膜两侧具有不同浓度的水溶液,在自然情况下,水分会从低浓度的一侧通过渗透膜进入高浓度一侧中。而反渗透则是对高浓度一侧的水溶液施加额外压强,迫使高浓度一侧的水溶液中的水分流向低浓度一侧,由于盐分子的尺寸比水分子要大许多,因此水分子可以通过半透膜而盐分子不能,以此来过滤海水。

在伊丽莎白女王号航母海试期间,舰上启用了3台海水淡化装置来进行试验,为船员提供淡水。但就是这3台海水淡化装置已经是英国皇家海军在大型舰艇上使用淡化系统规模最大的一次了。这3台海水淡化装置每天可为全舰提供175吨的淡水,这已经足够满足航母上1600名工作人员的日常使用需求,如饮水、煮饭、洗漱、清扫和其他一些用途。

当初在开发舰载海水淡化装置的时候,就把高自动化作为设计标准,因此海水淡化装置在实际运营的时候只需配备若干监控和维护人员。此外,这套海水淡化装置还额拥有过滤清洁功能,可以将航母上使用过的水安全处理后再循环使用,从而节约了水资源且不至于污染海水。


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人没有水的话三天就会死,而船只在海上航行也需要有淡水供船员们饮用。在古代的风帆船时代,船员们用木桶从陆地上携带淡水在航行中饮用。但是这种方法也有缺陷:这种不流动的水用不了多久就会发臭,而海员们只能在这样的水中掺入朗姆酒来掩盖臭味。那么,现代航母上有几千人的舰员,难道也得携带大量淡水吗?实际上,即使携带几千吨的淡水也不够航母舰员们在长途航行中饮用,而航母甚至无法装下那么大量的水。所以,现代航母等大型船只上使用了一种叫做海水淡化的技术,可以在海上直接把海水变成淡水,供给生活使用。

海水淡化听起来复杂,实际上原理却很简单,目前世界上主流的海水淡化技术分为两种:反渗透膜法和低压蒸馏法,前者是使用施加压力让海水接触反渗透膜,其中小分子的水分通过膜变成淡水,而大分子的盐颗粒就被留在膜的另一端。这种方法较为清洁与低耗,缺点是处理水的效率太过缓慢。目前大部分远洋舰船都是采用这种处理方式。

除此之外,还有使用舰船动力来进行低压蒸馏进行海水淡化,就是直接引进海水进行加热蒸馏,然后冷却出来的就是可以直接饮用的淡水了。这种方法可以迅速净化出大量的淡水,但是需要能源来加热蒸馏管。而这大量的能源注定不是什么小船能玩得起的了。而现在美军的航母为核动力航母,核反应堆可以提供充足的动力以及废热来进行蒸馏淡化,而一艘美军航母马力全开可以净化出半个纽约市的的用水量。


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海水淡化技术不是什么高门槛的产物了,从航母到一般的驱护舰还有一些大型的商船等都有淡化海水的能力,淡化设备不需要多么的繁杂。光靠到岸补给是不现实的,大型船只在大洋里航行少则几个月多则大半年,船上人员多淡水需求大,不可能为了多存储淡水而占用其它设施的空间。海水淡化后达到饮用标准,其它用途更不在话下。

一艘航母光母舰上就有几千人生活,这么多人的淡水需求是一个非常庞大的数字,再说舰上每一寸空间都及其宝贵,有了海水淡化技术和淡化设备以后,就有取之不尽的淡水资源了,士兵们的基本生活条件就不是问题了。



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