项目背景

海军潜艇里空间狭小、弥漫着高浓度二氧化碳、甲醛、TVOC等有毒有害物质，不仅对艇员的身体健康产生影响，也会制约艇员遂行战术任务的执行能力。同时由于常年在海上训练与生活，广大官兵的日常变得十分枯燥乏味，长此以往而意志消沉。基于此，研究院提出研发一种已密闭空间栽培技术为基础的生态调理系统来对潜艇内环境进行一定的调整，为潜艇官兵提供安全稳定舒适的环境。

利用种植植物的方法去除二氧化碳，调节大气成分，是潜艇大气环境控制领域的一个未来发展方向。目前，在潜艇或水面舰船上俄美都有关于绿色植物培养种植研究和应用的相关报道，例如俄罗斯奥斯卡级潜艇。同时在与其环境相似的空间飞行器中进行了大量的植物培养研究与应用。美、俄等国通过利用国际空间站等航天器，成功地进行了植物培养，航天员已经能够吃上自己亲手种植的新鲜蔬菜。

我国利用神舟系列飞船和目标飞行器以及实践系列返回式卫星进行了空间植物的培养研究，主要有生理生化和遗传变异的研究，以及植物栽培技术、产量品质和绿色新鲜蔬菜供应等研究。

2016年，空间实验室任务中，2名航天员完成了我国首次空间植物栽培试验，在特制的空间植物培养装置中种植了9株生菜。光源采用红蓝绿组合LED光源。通过一系列特殊的植物培养技术，航天员在太空中可以以较小的劳动负荷，获取自己培养的蔬菜。

                                                                                                 空间植物培养装置

国内针对航天的密闭系统植物培养试验对于潜艇绿色植物培育具有重要的技术借鉴意义。2017年研究院工程技术部组织研发人员，借鉴研制空间植物培养装置积累下来的先进技术、经验和最新的相关技术和材料发展成果，结合航天级空气净化技术，考虑潜艇的自身特点和边界约束条件，成功研制出了两款生态调理箱：TK-QY01立式生态调理箱与TK-QY02W卧式生态调理箱。

TK-QY01立式生态调理箱

TK-QY02W卧式生态调理箱

 目前，这两款生态调理箱已在海军某潜艇成功应用并平稳运行，受到了海军领导以及潜艇官兵的高度称赞。

产品功能

植物具有吸收二氧化碳，生产氧气的作用。通过光合作用，植物可以利用人体呼出的二氧化碳生产氧气和碳水化合物，同时实现二氧化碳的净化和氧气的补充，提高了效率，节约了成本。

植物在净化二氧化碳、补充氧气的同时，还可以为官兵提供新鲜的果蔬，丰富官兵的食谱，实现一定程度的自给自足，缓解后勤补给压力。

同时，植物代谢过程中可以吸收艇内的甲醛等微量有害气体，优化潜艇内的空气质量，为艇内官兵创造更加优质的工作生活环境。而绿色植物对于艇内单调的环境也起到很好地调节作用，对官兵而言是一种良好的心理支持。

技术特点

1)      根据潜艇的使用环境设计，结构紧凑牢固，质量较轻。防水、防盐雾、防腐蚀；

2)      具有营养液循环补给系统，独特滴灌结构可有效地减少水的蒸发；

3)      采用LED灯板提供光源，专业的光学配方，以较小的能耗保证植物的较快生长；

4)      配置空气净化器，采用航天级滤芯，可有效去除甲醛、TVOC等有害物质；

5)      使用微电脑控制器，可根据预先设定自动控制各模块开启时间，减少了管理的工作量；

6)      具有灯光模式切换功能，管理人员维护时可将灯光切换到白光护眼模式。

应用方向

该系统不仅可以应用于潜艇，还可应用于水面舰艇、载人航天器、高山海岛等极端环境，为人员提供蔬菜，改善生活工作环境。