在古代,船只航行于大海,可供人使用的淡水量往往决定了航程。在现代,再先进的舰船也是如此,且淡水的用途更为广泛。以航母为例,除了生活用水,常规动力航母的锅炉用水、蒸汽弹射用水等等,均是淡水。
针对巨大的淡水需求量,航母是如何解决淡水问题的呢?主要有两条路径:补给和淡化海水。
补给主要有两种方法:一是靠岸补给,二是海上补给舰补给。前者因航母淡水容量有限,且淡水长时间存储会出现变质等问题,无法满足航母长航需求。后者对补给舰补给能力、海况的要求比较高。因此,现代舰船大多配备有海水淡化装置,航母更不例外。
淡化海水的方法有很多种。航母主要是采用蒸馏法淡化海水,反渗透法为之补充。
蒸馏法顾名思义,就是通过加热将海水中的水分子转化为蒸气,冷凝后即可使用。这种方法可迅速生产出大量淡水,但运用能源加热蒸馏管耗能巨大,除了航母,其他舰船运用相对较少。对于一般舰船来说,海水淡化设备消耗的电力过多,势必影响军舰的续航能力。但航母不同,尤其是核动力航母,其搭载的核反应堆可提供过剩的电力,有大量多余的能量可用于蒸馏淡水。
反渗透法主要利用海水和淡水的密度差以及半透膜来完成淡化。半透膜是一种只许溶剂分子通过、不许溶质分子通过的膜。在用半透膜隔开的海水与淡水中,水分子就是溶质分子,海水中的盐分、重金属等物质就是溶质分子。人们通过技术手段向海水施加外部压力形成渗透压,使海水中的水分子“跑到”淡水里,剩下溶质分子,从而达到淡化海水的效果。
据统计,反渗透法的能耗仅为蒸馏法能耗的1/40,但其效率比较低,因此多是中小型舰船的首选。
一般来说,既装配蒸馏装置,又装配反渗透装置,同时产生淡水满足不同水质需求是航母的“标配”。但对于动力绰绰有余的大型航母来说,淡水涓涓来,自然还是由蒸馏法“唱主角”。