海面人工稀氧区及其实现方法技术

一种海面人工稀氧区及其实现方法，其属于造成舰船人员窒息死亡并毁坏舰船需氧动力系统的新型对舰攻击技术应用领域。舰船人员及其动力系统的正常工作依赖于吸入充足的氧气，当舰船处于海面人工稀氧区中时，其舰员将因无法正常呼吸而窒息死亡，其动力系统将因燃料不能正常燃烧而熄火停机，导致舰船丧失战斗力和生命力。本发明专利技术创造性地提出利用化学法或物理法在预定海域水下适当深度释放特定气体，通过气体扩散造成海面局部氧气分压降低，导致氧浓度降低形成海面人工稀氧区。由此形成的稀氧区不仅可以直接攻击舰船人员及其动力系统，同时可能还会在舰船上引发火灾、爆炸冲击波等二次伤害，无疑将具有极其重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
海面人工稀氧区及其实现方法
本专利技术涉及一种海面人工稀氧区及其实现方法，其属于军事上造成舰船人员窒息死亡并毁坏舰船需氧动力系统的新型对舰攻击技术应用领域。
技术介绍
保证舰船人员的正常呼吸活动和动力系统的正常工作运转，对保障舰船的战斗力和生命力都有着至关重要的作用。显然，假如有一种军事攻击技术，既能快速伤害舰船人员的正常呼吸活动，又能有效破坏舰船动力系统的正常工作运转，无疑将是海上作战非常期望的。但是，目前能直接攻击舰船人员或舰船动力系统的技术与构想并不多，而能直接针对两者同时进行高效率打击的技术更是连概念都还没有出现。譬如，大家熟知的神经性、糜烂性、窒息性毒剂等各类化学毒剂，在海上作战中仅能对舰员造成伤害，而对舰船动力系统一般没有直接伤害作用，并且1997年生效的《禁止化学武器公约》已经禁止使用这些毒剂；再如，曾被提出的动力熄火新概念武器，即使能顺利实现，也仅可使舰船动力系统被迫熄火停机，而对舰员一般没有直接伤害作用，并且其实现难度较大，应用效果也将非常有限。而传统对舰攻击技术，如水雷、鱼雷、反舰导弹等，虽然可以通过先破坏船体，再以冲击波、振动等方式间接作用于舰船人员及其动力系统，但它们均非专门针对人员和动力系统进行打击的技术，并且随着舰船船体抗打击能力的不断增强，这些传统对舰攻击技术对打击现代坚固装甲保护下的人员和动力系统都难以产生理想效果。因此，研发一种既能直接快速伤害舰船人员正常呼吸活动，又能直接有效破坏舰船动力系统正常工作运转的新型对舰攻击技术，无疑将具有极其重要的军事应用价值。
技术实现思路
事实上，舰船人员及其动力系统的正常工作都依赖于从外界吸入充足的氧气，这是因为舰船人员需要进行正常的呼吸活动，而舰船动力系统的主机如柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等(核动力除外)则需要通过燃料燃烧来维持工作状态。因此，若能使敌方舰船处于缺氧环境中，其舰员将无法进行正常呼吸活动，甚至窒息死亡，导致舰船指控系统混乱，丧失战斗力；其动力系统将因燃料不完全燃烧而无法正常工作运转，甚至熄火停机，导致舰船无法及时、准确地规避打击，也无法有效发挥舰载武器的威力，从而丧失生命力。可见，囿于生命活动和主机工作的固有原理，氧气显然是制约舰船人员及其动力系统防护的一大重要因素。若能针对这一方面，采用特殊手段，在海面上制造出合适的缺氧环境，当敌方舰船航行至该区域时，其人员的正常呼吸活动和动力系统的正常工作运转，都将同时并直接遭到无形的攻击，由此就可达到破坏敌军战斗编队、切断敌舰能源供应、形成有效攻击和防御态势，甚至完全俘获敌舰的目的。综合目前的国内外技术现状，既没有关于制造海上缺氧环境方法的相应研究，更没有人提出将其作为一种针对舰船人员及其动力系统的新型对舰攻击技术。因此，为充分利用舰船人员及其动力系统都离不开氧气这一特点，以达到同时且直接高效攻击舰船人员及其动力系统的目的，本专利技术创造性地提出人工形成海面稀氧区的技术思想及其实现方法。其中，海面人工稀氧区是指通过人工手段，在海面局部区域制造满足军事应用需求的缺氧环境。本专利技术提出的海面人工稀氧区，之所以能同时且直接高效攻击舰船人员及其动力系统，其原理如下：(1)舰船人员的正常生命活动需要通过吸入充足的氧气来维持，而当舰船处于海面人工稀氧区中时，其人员吸入的空气中氧分压过低，将形成乏氧性缺氧，即由于氧气供应减少，机体新陈代谢耗去体内的残余氧后将产生大量二氧化碳滞留，进而引起细胞代谢障碍、功能紊乱和形态结构损伤，导致体内组织和器官广泛坏死，并伴随意识丧失、肌肉痉挛、心跳微弱、血压下降等生理现象，在此期间人员将无法进行任何有效的思考和活动，并随时可能因缺氧窒息而突然死亡。(2)舰船动力系统通过燃料燃烧产生热能来带动负荷，并由管道向外排出燃烧废气，因此，为使其正常工作，必须要有合适浓度的燃料和足够能量的点火源，同时要有充足的氧气。当舰船处于海面人工稀氧区中时，其动力系统吸入氧气不足，主机内燃料混合气过浓，导致燃料燃烧不完全甚至完全不能燃烧，出现功率下降、排烟变浓、排温升高、燃烧室积炭等非正常工作现象，当燃烧热能不足以带动负荷时，动力系统将熄火停机。本专利技术巧妙地使用了在水下适当深度释放特定气体这一方法来形成海面人工稀氧区，其原理是通过气体扩散造成海面局部氧气分压降低，从而导致氧浓度降低形成缺氧环境。该方法具有以下独有特点：(1)通过计算和设计释放气体的位置、时机和用量，可以控制海面人工稀氧区的有效范围、形成时间和稀氧程度等参数，这样就可以根据具体战场情况进行调整，针对不同种类、不同型号的舰船实施打击，从而保证海面人工稀氧区能够满足实战需求；(2)该方法形成的稀氧区对舰船人员及其动力系统具有持续影响，当舰船处于稀氧区中时，其人员和主机都会吸入一定量的特定气体，当舰船驶离稀氧区后，这些特定气体会产生残留效应，即使人员没有死亡，也无法立刻恢复正常呼吸，同时必须对主机和排气管内积存的特定气体进行人工排气处理后才能重新启动动力系统；(3)除满足以上条件外，若气体还具有廉价易得、效费比高、便于运输存储等特性，可以大大降低海面人工稀氧区的形成成本和使用难度，使其便于实现和推广应用。同时，为了满足应用需求，往往需要海面人工稀氧区具有形成过程迅速、区域内氧气浓度足够低并贴近海面、有效范围足够大且能自我维持等诸多特性。由稀氧区的形成原理可知，气体的扩散过程将对其产生很大影响，因此为使稀氧区具有上述特性，选用的气体其扩散过程应具有三方面的特点：一是气体扩散要迅速，但要有一定的停留时间以维持足够的浓度形成稀氧区；二是在保证一定浓度的前提下，气体的扩散范围要尽可能大；三是要能避免气体向高空扩散，尽量使气体贴近海面扩散。根据气体扩散的这些要求，形成稀氧区所采用的气体则必须满足如下条件：气体密度与空气密度相近或者略小于空气密度，这样既可以保证气体具有一定的扩散速度，又能使其在海面具有一定的停留时间，标准状况下的空气密度约为1.29kg/m3，密度与之相近的气体有很多，比如N2、C2H2等；而为了维持稀氧区内的气体浓度，并降低其形成成本，应尽可能减少气体在扩散过程中的损耗，即该气体不能与空气和海水发生化学反应，并且在海水中的溶解度要足够小。可见，只要选择一种或几种合适的特定气体，经释放后通过扩散可以在局部海面形成能够很好满足使用需求的稀氧区。根据以上要求，本专利技术具体采用两种方法实现在水下适当深度释放气体，即化学法和物理法。其中，化学法是指将载有合适化学试剂的装置预先放置于水下，触发开关后装置释放化学试剂与海水接触反应并产生特定气体；物理法是指将特定气体通过高压压缩、材料吸附等方式存储于钢瓶等容器中，将其预先放置于水下，触发开关后容器打开阀门释放特定气体。总体来说，两种方法共同的指导思想是：利用特有装置装载能够与水反应生成特定气体的化学试剂或直接装载特定气体，将装置布放于预定海域水下，设定装置在合适时机释放化学试剂或特定气体(其中化学试剂与海水接触反应后生成特定气体)，特定气体经扩散在海面局部形成稀氧区。这里不必专门设计装载特定气体或化学试剂的特有装置，对现有水雷武器装置进行改装即可满足应用要求：(1)水雷通常都具有装药部，可以将里面装载的炸药替换成化学试剂(特定气体)，并对装药部进行改装使其可以释放化学试剂(特定气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海面人工稀氧区及其实现方法；它采用的步骤如下：A、在预定海域水下适当深度布放装载化学试剂或特定气体的特有装置；B、特有装置在合适时机释放化学试剂或特定气体，释放后产生的气体经扩散形成海面人工稀氧区。

【技术特征摘要】
1.一种海面人工稀氧区及其实现方法；它采用的步骤如下：A、在预定海域水下适当深度布放装载化学试剂或特定气体的特有装置；B、特有装置在合适时机释放化学试剂或特定气体，释放后产生的气体经扩散形成海面人工稀氧区。2.根据权利要求1所述的一种海面人工稀氧区及其实现方法；其特征是：本发明适用于由人操控的和以柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机为主机的所有舰船。3.根据权利要求1所述的一种海面人工稀氧区及其实现方法；其特征是：所述的步骤A中，装载化学试剂或特定气体的特有装置可由现有水雷武器改装得到。4.根据权利要求1所述的一种海面人工稀氧区及其实现方法；其特征是：所述的步骤A中，布放多个特有装置形成气体释放阵列，进而产生稀氧气团群，增大稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：金良安，迟卫，苑志江，刘文鹏，郑振宇，蒋晓刚，郑智林，张志友，
申请(专利权)人：金良安，
类型：发明
国别省市：辽宁,21