航母上的淡水是如何來的?

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人沒有水的話三天就會死,而船隻在海上航行也需要有淡水供船員們飲用。在古代的風帆船時代,船員們用木桶從陸地上攜帶淡水在航行中飲用。但是這種方法也有缺陷:這種不流動的水用不了多久就會發臭,而海員們只能在這樣的水中摻入朗姆酒來掩蓋臭味。那麼,現代航母上有幾千人的艦員,難道也得攜帶大量淡水嗎?實際上,即使攜帶幾千噸的淡水也不夠航母艦員們在長途航行中飲用,而航母甚至無法裝下那麼大量的水。所以,現代航母等大型船隻上使用了一種叫做海水淡化的技術,可以在海上直接把海水變成淡水,供給生活使用。

海水淡化聽起來複雜,實際上原理卻很簡單,目前世界上主流的海水淡化技術分為兩種:反滲透膜法和低壓蒸餾法,前者是使用施加壓力讓海水接觸反滲透膜,其中小分子的水分通過膜變成淡水,而大分子的鹽顆粒就被留在膜的另一端。這種方法較為清潔與低耗,缺點是處理水的效率太過緩慢。目前大部分遠洋艦船都是採用這種處理方式。

除此之外,還有使用艦船動力來進行低壓蒸餾進行海水淡化,就是直接引進海水進行加熱蒸餾,然後冷卻出來的就是可以直接飲用的淡水了。這種方法可以迅速淨化出大量的淡水,但是需要能源來加熱蒸餾管。而這大量的能源註定不是什麼小船能玩得起的了。而現在美軍的航母為核動力航母,核反應堆可以提供充足的動力以及廢熱來進行蒸餾淡化,而一艘美軍航母馬力全開可以淨化出半個紐約市的的用水量。


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一艘航母出海執行任務,船上通常會帶上千號人。而且航母出海遠渡重洋,一走短則幾個月,長則一年的,艦上這麼多人的生活用水的確是個大問題,大海上最不缺的就是水,但最缺的是淡水。因此最好的辦法是就地取材,將海水淡化後使用。而現如今絕大多數的軍艦和航空母艦上面其實都裝備了海水淡化裝置。

以英國皇家海軍最新的“伊麗莎白女王號”航母為例,為確保船員在海上有足夠的淡水供應,女王號航母耗資100萬英鎊裝備了反滲透海水處理系統,用於供應整艘航母的日常生活用水。這套系統每天可生產540噸淡水,足夠全艦人員使用。所謂的反滲透處理系統利用的原理正好是滲透原理的逆過程,對於滲透膜兩側具有不同濃度的水溶液,在自然情況下,水分會從低濃度的一側通過滲透膜進入高濃度一側中。而反滲透則是對高濃度一側的水溶液施加額外壓強,迫使高濃度一側的水溶液中的水分流向低濃度一側,由於鹽分子的尺寸比水分子要大許多,因此水分子可以通過半透膜而鹽分子不能,以此來過濾海水。

在伊麗莎白女王號航母海試期間,艦上啟用了3臺海水淡化裝置來進行試驗,為船員提供淡水。但就是這3臺海水淡化裝置已經是英國皇家海軍在大型艦艇上使用淡化系統規模最大的一次了。這3臺海水淡化裝置每天可為全艦提供175噸的淡水,這已經足夠滿足航母上1600名工作人員的日常使用需求,如飲水、煮飯、洗漱、清掃和其他一些用途。

當初在開發艦載海水淡化裝置的時候,就把高自動化作為設計標準,因此海水淡化裝置在實際運營的時候只需配備若干監控和維護人員。此外,這套海水淡化裝置還額擁有過濾清潔功能,可以將航母上使用過的水安全處理後再循環使用,從而節約了水資源且不至於汙染海水。


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海水淡化技術不是什麼高門檻的產物了,從航母到一般的驅護艦還有一些大型的商船等都有淡化海水的能力,淡化設備不需要多麼的繁雜。光靠到岸補給是不現實的,大型船隻在大洋裡航行少則幾個月多則大半年,船上人員多淡水需求大,不可能為了多存儲淡水而佔用其它設施的空間。海水淡化後達到飲用標準,其它用途更不在話下。

一艘航母光母艦上就有幾千人生活,這麼多人的淡水需求是一個非常龐大的數字,再說艦上每一寸空間都及其寶貴,有了海水淡化技術和淡化設備以後,就有取之不盡的淡水資源了,士兵們的基本生活條件就不是問題了。



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