AIP技术与中国

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 10:01:03
本文所有内容均引用公开的图片和资料,如仍有不妥之处,本猫不负任何责任!全文较长,请同好耐心一看,如有不当之处,望请海涵并指正!看热闹的朋友就不必浪费时间了!

潜艇AIP技术是人类为了更好的杀戮对方保存自己的一种发明,是除球霸以外世界公认的另一类隐身武器!假以时日,加装AIP系统的常规潜艇还是可以与核潜艇放手一搏的!


AIP技术发展到现在已经有多种工作模式了,大致可以分为以下四大类,这四大类代表了现近主流的AIP技术,今后的AIP技术会无一例外的会在他们的基础上发展,研究他们对了解我国今后的潜艇发展有很重要的参考价值!

第一类:“斯特林”发动机
代表国家:瑞典、日本、中国(推测)
主要技术特点:“斯特林”技术构想是英国科学家罗伯特•斯特林于1816年率先提出来的,它是一种由外部热源加热,并将热能转换为机械能的热气机,其循环是一种闭式、采用定容下回热的气体循环,简称斯特林循环!“斯特林”技术热气机分为单缸、多缸等形式,发展到现在最高可以4缸串联工作!!“斯特林”技术热气机因为工作方式的原因也可以叫做外燃机!

“斯特林”发动机的工作原理(网络转载并修改):
1、斯特林发动机以不依赖空气的斯特林机(Stirling Engine)为发电机原动机。斯特林发动机是一种外部加热的连续燃烧发动机,它通过外部燃烧的高温气体经加热管加热内部循环的工质(船用斯特林机通常用氦气作循环工质),内部循环工质受热膨胀推动活塞作功,使发动机输出轴功率。
斯特林发动机的活塞上室为热室,它与另一活塞的下室相连,四个缸相互连接在一起,具体的是1号缸上部的热室与2号缸下部的冷室相连,2号缸上部的热室与3号缸下部的冷室相连,3号缸上部的热室与4号缸下部的冷室相连,4号缸上部的热室与1号缸下部的冷室相连,互相差90°角。它们使工作气体在热室和冷室之间来回移动,使活塞运动并带动曲柄转动。斯特林发动机主要是在水下续航状态下工作,与蓄电池并联,向推进电机、全艇辅机及其他用电设备供电。
(以上红字BGKJ第4期可是一个字都没有改的转载了,BS)

需要说明的是,“斯特林”发动机并不能与普通柴油发动机并机使用,只能作为辅助动力装置使用!
装备“斯特林”发动机的国家现在主要是瑞典和日本!
瑞典早在上世纪60年代就在研究“斯特林”技术,1992年开始建造第一批装备了“斯特林”发动机作为辅助动力的“哥特兰” 级潜艇,并准备在今后大量的在现役潜艇上加装!

日本在2000年12月开始对刚服役不久的“春潮”级常规潜艇第9艘“朝潮”号(SS一589)进行改装,将该艇的艇身后段垂直切开,在其中插入一段配备有4台由瑞典生产的“斯特林”发动机以及相关装置的舱段。全部改装工作在2001年11月完成。

2005年开始新建加装了“斯特林”发动机的“亲潮”级,“苍龙”号,2007年12月下水。
从公开的消息来看,日本是购买了瑞典“斯特林”发动机的专利自己制造,但关键的某些设备还需要进口,从这方面可以看出,日本在重工业上的现代化并没有我们以往想象的那样高,可笑的是他们也有买回来打上自己LOG的习惯,看来这个恶习,全世界都有!

最后谈谈中国的热气机技术,从公开的互连网消息看,中国从1990年开始研究“斯特林”技术,1998年,研制成功了拥有完全自主知识产权的我国第一台原理样机。2002年,又研制成功了工程样机。研制单位是中船711所,主要负责人是711所长兼总工 金东寒 先生。
(以上参见711所新闻,及绍兴日报!)
http://www.stdaily.com/gb/stdaily/2007-03/14/content_643783.htm
(金东寒 先生乃浙江绍兴人,武汉理工大学毕业)
(中船711所的网址:http://www.csic-711.com
公开的金东寒 先生的事迹中,并没有提及“斯特林”发动机,仅仅只以特种发动机来代替,但在文中又提及金东寒 先生是中国热气机研究领域的权威!从这可以说明一些东西!
热气机的装艇使用,可以参考711所的一篇钳工技师杨万军的事迹报道,该文发表于2005年12月,与金东寒 先生的事迹报道上所提及的时间比较吻合!
对于中国潜艇装备“斯特林”发动机的看法,在后面本猫会有叙述的!

本文所有内容均引用公开的图片和资料,如仍有不妥之处,本猫不负任何责任!全文较长,请同好耐心一看,如有不当之处,望请海涵并指正!看热闹的朋友就不必浪费时间了!

潜艇AIP技术是人类为了更好的杀戮对方保存自己的一种发明,是除球霸以外世界公认的另一类隐身武器!假以时日,加装AIP系统的常规潜艇还是可以与核潜艇放手一搏的!


AIP技术发展到现在已经有多种工作模式了,大致可以分为以下四大类,这四大类代表了现近主流的AIP技术,今后的AIP技术会无一例外的会在他们的基础上发展,研究他们对了解我国今后的潜艇发展有很重要的参考价值!

第一类:“斯特林”发动机
代表国家:瑞典、日本、中国(推测)
主要技术特点:“斯特林”技术构想是英国科学家罗伯特•斯特林于1816年率先提出来的,它是一种由外部热源加热,并将热能转换为机械能的热气机,其循环是一种闭式、采用定容下回热的气体循环,简称斯特林循环!“斯特林”技术热气机分为单缸、多缸等形式,发展到现在最高可以4缸串联工作!!“斯特林”技术热气机因为工作方式的原因也可以叫做外燃机!

“斯特林”发动机的工作原理(网络转载并修改):
1、斯特林发动机以不依赖空气的斯特林机(Stirling Engine)为发电机原动机。斯特林发动机是一种外部加热的连续燃烧发动机,它通过外部燃烧的高温气体经加热管加热内部循环的工质(船用斯特林机通常用氦气作循环工质),内部循环工质受热膨胀推动活塞作功,使发动机输出轴功率。
斯特林发动机的活塞上室为热室,它与另一活塞的下室相连,四个缸相互连接在一起,具体的是1号缸上部的热室与2号缸下部的冷室相连,2号缸上部的热室与3号缸下部的冷室相连,3号缸上部的热室与4号缸下部的冷室相连,4号缸上部的热室与1号缸下部的冷室相连,互相差90°角。它们使工作气体在热室和冷室之间来回移动,使活塞运动并带动曲柄转动。斯特林发动机主要是在水下续航状态下工作,与蓄电池并联,向推进电机、全艇辅机及其他用电设备供电。
(以上红字BGKJ第4期可是一个字都没有改的转载了,BS)

需要说明的是,“斯特林”发动机并不能与普通柴油发动机并机使用,只能作为辅助动力装置使用!
装备“斯特林”发动机的国家现在主要是瑞典和日本!
瑞典早在上世纪60年代就在研究“斯特林”技术,1992年开始建造第一批装备了“斯特林”发动机作为辅助动力的“哥特兰” 级潜艇,并准备在今后大量的在现役潜艇上加装!

日本在2000年12月开始对刚服役不久的“春潮”级常规潜艇第9艘“朝潮”号(SS一589)进行改装,将该艇的艇身后段垂直切开,在其中插入一段配备有4台由瑞典生产的“斯特林”发动机以及相关装置的舱段。全部改装工作在2001年11月完成。

2005年开始新建加装了“斯特林”发动机的“亲潮”级,“苍龙”号,2007年12月下水。
从公开的消息来看,日本是购买了瑞典“斯特林”发动机的专利自己制造,但关键的某些设备还需要进口,从这方面可以看出,日本在重工业上的现代化并没有我们以往想象的那样高,可笑的是他们也有买回来打上自己LOG的习惯,看来这个恶习,全世界都有!

最后谈谈中国的热气机技术,从公开的互连网消息看,中国从1990年开始研究“斯特林”技术,1998年,研制成功了拥有完全自主知识产权的我国第一台原理样机。2002年,又研制成功了工程样机。研制单位是中船711所,主要负责人是711所长兼总工 金东寒 先生。
(以上参见711所新闻,及绍兴日报!)
(http://www.stdaily.com/gb/stdaily/2007-03/14/content_643783.htm)
(金东寒 先生乃浙江绍兴人,武汉理工大学毕业)
(中船711所的网址:http://www.csic-711.com )
公开的金东寒 先生的事迹中,并没有提及“斯特林”发动机,仅仅只以特种发动机来代替,但在文中又提及金东寒 先生是中国热气机研究领域的权威!从这可以说明一些东西!
热气机的装艇使用,可以参考711所的一篇钳工技师杨万军的事迹报道,该文发表于2005年12月,与金东寒 先生的事迹报道上所提及的时间比较吻合!
对于中国潜艇装备“斯特林”发动机的看法,在后面本猫会有叙述的!

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标题改一下

看了就像这技术与中国无关
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不出意外此艇应该在2005年左右开始海试,这个又与711所钳工技师杨万军的事迹报道时间相当一致!好了,我们是不是就可以说我们的元级一定就装上了“斯特林”发动机呢?天知道!猫还是不知道!:lol


在来谈谈闭式循环柴油机系统,这个系统是现在实用化AIP技术中,技术难度最小的一种方案!他可以直接加装到原来的柴油发动机中,改装成本也比较小!如果我们搞AIP技术,这个方案也许是最能比较早见到成果的!但在公开报道中,提到有所研究,但成果不大,但同时有大量的学术报告提及了闭式循环柴油机系统,并且还有实装后的问题分析,很是有趣!到底有没有呢?还是天知道?猫不知道!:$

我们对碱性燃料电池的研究时间与力度要大大高于质子交换膜燃料电池,但现在为了某些工程的需要,正在逐步加大对质子交换膜燃料电池的研究。在可以展望的不远的未来,我们的燃料电池应该能满足我们的需要!

罗嗦了这么多,相信大家对我们有没有采用AIP技术和采用了什么AIP技术有了自己的分析和看法,我也就不在罗嗦了!
本文原来只写了一个架构,还有许多地方不是很妥当,今天一时兴起,胡乱改了改就发了上来,本猫一菜猫,写的好,大家赏两条咸鱼俺也知足了,写的不好,请拍砖!本猫不求挖坑,只想埋人!:P :P :P
那啥,咸鱼两条,加烧酒一壶
2005年5月12日下午,课题组邓英淘、薛玉炜在淄博市与山东理工大学清洁能源工程技术研究中心座谈,山东理工大学副校长王学真教授、李忠芳教授、省委研究室岳朝伟、省社科院研究员李广杰等同志参加。为方便起见,下文不再具体注明发言人,简称“山东理工大学”。本文根据录音和笔记整理,未经本人审阅,错误遗漏之处,由编者负责(文中含有部分2005年2月27日的电话访谈内容)。

    课题组:您能否先给我们介绍一下这项研究的基本情况吗?

    山东理工大学:我们做的这项研究,是直接把燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转换成电能的直接甲醇燃料电池,简称为DMFC。它是应用模拟生物酶作燃料电池催化剂的思路,采用廉价、性能高的模拟生物酶代替目前燃料电池中使用的高价、资源受限制的铂基或贵金属催化剂。经过四年左右的时间,取得了实验室中发电成功。它的基本工作原理是:直接将甲醇和水混合物送至DMFC阳极,发生电催化氧化反应生成CO2,并释放出电子和质子,电子从阳极经外电路转移至阴极形成直流电,电池的工作温度从室温到135℃。甲醇用完后,只要补充甲醇水溶液即可。

    课题组:传统的直接甲醇燃料电池通常都是用贵金属,如铂、镍等在电极上镀膜;你们用模拟酶取代之,这种做法应该在国内、外首创的吧?它除了能大幅度地降低燃料电池的成本,还有什么作用?

    山东理工大学:用模拟酶作催化剂,这是我们的首创,这对降低成本很有好处。同时,它对DMFC透醇降低电池效能的问题也有很大的好处。刚才,你们在实验室参观的时候,我曾说过,传统的DMFC,透醇的量可高达40%,它到了阴极,相当于电池短路了,一般来说,这会浪费能量,使电池的效能衰减掉20~50%。我们使用模拟酶,虽然不能做到不透醇,但可以使电池的效能不因透醇而衰减;换言之,它也就提高了电池的效能,这主要是因为在我们的电池里,透醇没有被氧化掉。另外,我们的模拟酶不会中毒,我们的电池已经工作了两年多了。

    课题组:与重整式甲醇燃料电池相比,你们的电池有什么特点?

    山东理工大学:重整式的燃料电池,先要制取氢气,等于增加了一个大工厂或车间,这样发电的成本就要高很多。这种方式不是一条理想的技术路线;只不过在没有完全解决直接甲醇燃料电池的工业化生产之前,它是一种可以采用的工作方式。

    课题组:与使用氢空的质子交换膜燃料电池相比,你们的电池有什么特点?

    山东理工大学:我们的电池也可以看为是一种质子交换膜燃料电池;不同的是,我们不用氢气做燃料,这样就省去了制氢这一环节;而甲醇的生产成本低,通常以液体形式存在,便于存储和运输。这些都与氢大不相同。

    课题组:你们这种燃料电池的能量利用效率有多高?能加进乙醇吗?

    山东理工大学:在室温的条件下至少也有38%,如果提高工作温度,有可能达到80%。可以加进乙醇,或者说加入高度酒精(比如说60度以上的白酒),它也能工作,我们试过,只不过效率要低一些,因为乙醇的反应活性没有甲醇高。我们用的甲醇水溶液的浓度是25%。
    我们用的模拟生物酶比生物酶要好,因为后者是一种蛋白质,它对环境状况很敏感。我们做的模拟酶,它是一种化合物,对环境状况不那么敏感,工作要求条件就宽得多。我在写申请书时,很多专家问我,你怎么把酶放到电池里了。在大家的印象中,酶是一个很大的分子,是不可以放到燃料电池中的。我说前面有“模拟”两个字,酶是一种目标物质,模拟就是用一个模型来代替它,只要有这个功能就行了,不一定要用生物酶来实现。我们用模拟酶可以解决透醇造成的电池效率衰减、能量浪费的问题,模拟酶本身对甲醇不起反应,它提高了电池的效能。

    课题组:学校对于后续的研发有什么想法?是否想过在研究阶段就引进一些企业资金?

    山东理工大学:现在我们的这个电池离工厂化、甚至中试都还有很大的距离。香港的霍英东集团来过,想用一亿元港币买断这项技术,让我们为他们打工,继续研发乃至产业化。我们没同意,因为山东省、淄博市都不会同意,淄博都出不了。

    课题组:是否到国家863项目申请过资助?

    山东理工大学:很难申请。那里的每个领域都有一个俱乐部,就那么几个人说了算,你不是那个俱乐部成员,就很难在里面申请到项目研究资金。如果我们的李忠芳教授是清华大学的,那情况就完全不同了。现在我们做得很辛苦,完全是在省里和学校的支持下,才搞到今天;光实验室的那些设备,学校就投了140万元。如果国家能多投一点,那我们的进展就会更快一点。现在我们的关键问题是看不清应该是向哪种具体的产品去努力。
    国外做燃料电池,也有国家的实验室,但主体是企业,如美国的通用,一个产品的项目研发投资就是几亿美元;我国的企业根本就做不到这一点。

    课题组:你们的这种电池能否用在汽车上?

    山东理工大学:可以的,这是市场潜力最大的一块。目前国家的863也有这个专项,投了十几亿元,用于车载燃料电池的开发。摊子很大,子项目很多,但我们很难进入。在这里面,俱乐部的问题仍然存在。现在这个专项中,有些正在招标,但估计不是国内的企业中标,因为没那么个实力;中标的很可能是国外的公司,如通用等。
车用的燃料电池,功率很大,目前我们还不敢想这类的目标,因为投资要求太高。我们现在想做一、两个产品,一个是手机用的、一个是摄象机用的,像几个千瓦、或车用的,我们根本不敢开这个口。
    还有一种路子,就是我们研发出的这个模拟酶或说催化剂已经到了可以产业化的阶段,它除了用在我们的电池里,也可以用在其他的化工领域,它本身就是一个化工产品,我们可以先开发这个产品,然后用它的收入来养活燃料电池这个项目,将其扶持到产业化前的阶段,那样的话,以后的事就要好办多了。

国内对此已经早有研究,我本人就知道这个项目,但是由于官僚体制,这个项目最近好像没有什么突破
浮出来~支持一下 !
原帖由 疯狂老猫 于 2008-3-21 01:54 发表
第四类:闭式循环柴油机系统
代表国家:荷兰、德国
技术特点:闭式循环柴油机除了进、排气系统与普通柴油机不同外,其工作原理与目前常规动力潜艇所使用的普通柴油机是一样的。其工作原理是:用潜艇自带的氧气代替空气中的氧,将废气中的二氧化碳经过冷却和吸收后排到艇外,部分二氧化碳作为工质参加循环工作;同时用氢气取代空气中的氮气,改善循环气体的燃烧质量。其具体工作流程是:将氧气和氢气按一定比例混合成相当于空气成分的气体输入到柴油机的气缸中,然后柴油与氧气发生燃烧反应,产生的热能推动活塞运动进而带动曲轴运转,产生机械能。燃烧后的废气从柴油机排出,温度大约在350-400℃ 之间,主要成分是二氧化碳、水蒸气、氩气和部分氧气。 ...

笔误,不是“氢气”,是“氩气”,改一下吧:D
711早就做出了“斯特林”发动机  
上次大家说BMB试航坏了,其实就是回来换上它
80年代中共與西方關係良好,在美國同意下,90年代初瑞典已向大陸提供斯特林發動机作研究用,現在大陸斯特林技術不落

後於小日本,但是核心部份還是瑞典掌握:handshake :D
原帖由 青锋剑 于 2008-3-21 10:29 发表

笔误,不是“氢气”,是“氩气”,改一下吧:D


感谢兄弟包容我的错误,是我理解错误不是笔误,呵呵,谢谢!:handshake :lol
斯特林發動机在美国可以买到的,牧场用的环保设备
可以烧垃圾、烧牛粪、太阳能聚光发电
感谢12楼的兄弟补充资料,呵呵!

燃料电池是本猫最钟情的一类,也是最让我想入非非的,我们现在的技术很乐观的,呵呵!
原帖由 fdhh56342 于 2008-3-21 10:41 发表
80年代中共與西方關係良好,在美國同意下,90年代初瑞典已向大陸提供斯特林發動机作研究用,現在大陸斯特林技術不落

後於小日本,但是核心部份還是瑞典掌握:handshake :D


个人感觉日本是准备把他实用化,而我们似乎在遇到一些困难和其他因素后,对此举棋不定!:lol
老猫的科普好帖啊,想当年偶也就是从95年的现代军事杂志中才知道有AIP这回事的,当时介绍的是瑞典的哥特兰
原帖由 leo-dg 于 2008-3-21 10:59 发表
斯特林發動机在美国可以买到的,牧场用的环保设备
可以烧垃圾、烧牛粪、太阳能聚光发电


呵呵,技术原理一样,但民用和军用区别大了去了!
原帖由 邦德 于 2008-3-21 11:05 发表
老猫的科普好帖啊,想当年偶也就是从95年的现代军事杂志中才知道有AIP这回事的,当时介绍的是瑞典的哥特兰



科普谈不上,CD的学霸大佬多了去了,偶也知识表达一下自己的观点而已!:$
常规AIP技术中国应该掌握,不过难以大用。

王道中的王道还是全核化水下舰队啊。AIP存在的理由就是钱少。
原帖由 大秦猛士 于 2008-3-21 11:08 发表
常规AIP技术中国应该掌握,不过难以大用。

王道中的王道还是全核化水下舰队啊。AIP存在的理由就是钱少。


没错,所以当年AIP也被称作“穷人的核艇”;P
现在折腾的钱,已经不少了,看什么时间能定下来!:D
有钱搞全核,当然那是几十年后的事了:D ,另,¥首舰下水时应该没加AIP舱段,早期图片和最近图片对比显示刚下水时要短上一截(以围壳舵为基准单位去估算的):D
老猫的帖~插上一脚
许多AIP技术都有庞大的民用市场,就看你有没有掌握核心技术,价格有没有竞争力。
燃料电池——民用汽车、家用电站电源、分布式电站等等
斯特林——军用红外系统部件制冷需要微型斯特林、民用高层建筑备用电源、宇航卫星红外系统部件、工业制冷、下一代的家用绿色冰箱、中央空调等等,这个市场很大
闭式循环柴油机——民用高层建筑的备用电源,比如电梯供电、大楼应急照明等、商场、宾馆、酒店等、民用特种船舶动力
市场需求很大,研究所能不能满足这种需求就难说 了
企盼全核的中国水下舰队
科普:b :b :b
原帖由 疯狂老猫 于 2008-3-21 11:02 发表
感谢12楼的兄弟补充资料,呵呵!

燃料电池是本猫最钟情的一类,呵呵!

借下~
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原帖由 赵燕生 于 2008-3-21 22:35 发表
五年前我在JC发表过一篇《燃料电池AIP--中国海军的必由之路》对国内燃料电池发展作了详细的介绍,不过很快就被JC的帖子淹没
燃料电池的瓶颈之一,就是氢源。德国的AIP氢源是金属储氢,加热后即可释放出氢气,容器是 ...


那个膜我们已经可以自己做了,呵呵!

燃料电池好,潜艇上用,宇航方面也用!哪个啥  神字头的玩意就靠他了!:P
怎么把我的科普帖给删了,连声招呼都不打:@ 资料全是网上找的根本就谈不上什么泄密

此图来自互联网
七十年代中美关系解冻以后,中国获准用地下渠道和西方军火商进行接触,八十年代,我们潜艇部队看上了瑞典的斯特林发动机。1986年,斯特林发动机实用化的消息,被中央军委高度重视,下令引进。当时收缩国防战线,能够对潜艇部队特殊经费倾斜,就是因为我们潜艇部队有突破岛链的能力,而其他部队都没有。我们引进的是主要发动机技术,配套的传动系统、辅助设备都是自己研制的。就是引进,也进行了充分的吸收。驻南大使馆炸馆事件以后,中央军委要求在引进基础上完全吸收,吃透技术,彻底国产化,以免关键时候被限制。因此,我们的进度虽然不快,但是远远比较日本激进——上级要求必须超过日本!  

[ 转自铁血社区 ]
同样都是瑞典技术,我们现在研制的功率比较日本大,设计航程、试验航程、5节水下巡航时间,都应超过日本。日本苍龙号的水下5节巡航时间是15天,我们已经远远超过这个数字,具体的,就不能说了。  
当然,静音指标基本相同,两国都有消声瓦片,发动机浮筏等减声技术。  
我们吨位大一点,这你们肯定没有想到。吨位大,不单单因为航程大,而更是为了以后扩容方便。

大陸媒體反覆強調日本AIP買瑞典技術,自己AIP郤同樣來自瑞典,裝備速度比小日本還慢:D :victory:
sbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsbbsbssbsbbbsbssbsbsbbsbsbsbsbsbsbsbsbsbbsbsb呆完人
大连的燃料电池已经不错了,但是功率还是不够,目前也在积极寻找合作单位......
好帖要收藏的  :handshake
原帖由 赵燕生 于 2008-3-21 22:35 发表
五年前我在JC发表过一篇《燃料电池AIP--中国海军的必由之路》对国内燃料电池发展作了详细的介绍,不过很快就被JC的帖子淹没
燃料电池的瓶颈之一,就是氢源。德国的AIP氢源是金属储氢,加热后即可释放出氢气,容器是 ...

德国的AIP氢源是金属储氢?不是吧!好像就是个压力容器。