重现常规潜艇的辉煌--AIP动力系统(转贴)

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 18:46:28
核潜艇在50年代出现在海军行列后,一直是各大国海军竞相发展的宠儿。在五个核大国中,美国率先实现了潜艇全部核能化,英国、法国也在90年代基本实现了潜艇核能化。俄罗斯虽然在核潜艇建造数量上是世界之最,但仍保留了一部分常规潜艇,而中国还是以常规潜艇为主。在世界其它国家中,除了印度租借过俄罗斯一艘核潜艇外,均因各种原因没有装备核潜艇。所以,常规潜艇仍在当代海军潜艇部队中占有一席之地。

      核潜艇虽然先进,但也存在着技术复杂、造价昂贵、只适合在深海使用的弱点,一般国家往往没有战略需要,或是没有经济和科技实力,所以迄今世界上只有五个核潜艇大国。而常规潜艇经过百余的发展,尤其是经过各种新技术的改造,具有技术成熟,造价低廉,浅海活动力强等诸多优点,很适合中小国家装备。特别是近年来出现的不依赖空气的AIP推进系统,使常规潜艇这株百年老树又焕发了新的生命力。



      AIP系统也称为“不依赖空气推进系统”,是常规潜艇发展史上的一次“动力革命”。经过较长时间发展,AIP系统目前已基本具备了装艇使用条件,它使常规潜艇首次部分具备了如同核潜艇那样的长时间潜航能力,使诞生了百余年的常规潜艇又一次焕发了生机。

      AIP系统根据其工作原理不同又可分为热气机、闭式循环柴油机、燃料电池、闭式循环汽轮机等,各国根据具体国情各有发展侧重,其中热气机系统和燃料电池系统已经投入使用。 热气机AIP系统又称斯特林系统,主要由斯特林发动机、发电机、液氧系统、供油系统、冷却系统、工质系统及控制系统等组成。热气机的技术比较成熟,工作时噪音低,振动小,溶解在海水中的废气可直接排出艇外。1985年初,瑞典研制的斯特林发动机达到实用阶段,两年后将其安装在一艘“水怪”级潜艇上进行了成功试验。1995年,瑞典海军安装热气机系统的“哥特兰”级潜艇首艇服役,开创了潜艇发展史上的新纪元。据报道,瑞典在研的2000型潜艇采用的“斯特林”发动机,功率为100千瓦,可支持潜艇连续潜航14个昼夜。

      燃料电池系统是另一种发展较为成熟的AIP系统,由固态聚合物燃烧装置、液氧系统、氢系统、热交换器、海水冷却器、淡水冷却泵、冷却水箱、催化剂罐、造水箱等装置和燃料电池组件的电器设备构成。该系统的特点是装置中无转动机械部件,因而没有噪音辐射;无机械能和电能辐射,电能转换效率高达70%;能量转换温度低,工作环境较安全。德国是最早研究燃料电池的国家之一,水平处于世界领先地位,1980年进入产品研制阶段,1987年采用燃料电池改装了一艘205级潜艇并成功进行了海试。在德国新一代212级潜艇上将正式采用燃料电池AIP系统。核潜艇在50年代出现在海军行列后,一直是各大国海军竞相发展的宠儿。在五个核大国中,美国率先实现了潜艇全部核能化,英国、法国也在90年代基本实现了潜艇核能化。俄罗斯虽然在核潜艇建造数量上是世界之最,但仍保留了一部分常规潜艇,而中国还是以常规潜艇为主。在世界其它国家中,除了印度租借过俄罗斯一艘核潜艇外,均因各种原因没有装备核潜艇。所以,常规潜艇仍在当代海军潜艇部队中占有一席之地。

      核潜艇虽然先进,但也存在着技术复杂、造价昂贵、只适合在深海使用的弱点,一般国家往往没有战略需要,或是没有经济和科技实力,所以迄今世界上只有五个核潜艇大国。而常规潜艇经过百余的发展,尤其是经过各种新技术的改造,具有技术成熟,造价低廉,浅海活动力强等诸多优点,很适合中小国家装备。特别是近年来出现的不依赖空气的AIP推进系统,使常规潜艇这株百年老树又焕发了新的生命力。



      AIP系统也称为“不依赖空气推进系统”,是常规潜艇发展史上的一次“动力革命”。经过较长时间发展,AIP系统目前已基本具备了装艇使用条件,它使常规潜艇首次部分具备了如同核潜艇那样的长时间潜航能力,使诞生了百余年的常规潜艇又一次焕发了生机。

      AIP系统根据其工作原理不同又可分为热气机、闭式循环柴油机、燃料电池、闭式循环汽轮机等,各国根据具体国情各有发展侧重,其中热气机系统和燃料电池系统已经投入使用。 热气机AIP系统又称斯特林系统,主要由斯特林发动机、发电机、液氧系统、供油系统、冷却系统、工质系统及控制系统等组成。热气机的技术比较成熟,工作时噪音低,振动小,溶解在海水中的废气可直接排出艇外。1985年初,瑞典研制的斯特林发动机达到实用阶段,两年后将其安装在一艘“水怪”级潜艇上进行了成功试验。1995年,瑞典海军安装热气机系统的“哥特兰”级潜艇首艇服役,开创了潜艇发展史上的新纪元。据报道,瑞典在研的2000型潜艇采用的“斯特林”发动机,功率为100千瓦,可支持潜艇连续潜航14个昼夜。

      燃料电池系统是另一种发展较为成熟的AIP系统,由固态聚合物燃烧装置、液氧系统、氢系统、热交换器、海水冷却器、淡水冷却泵、冷却水箱、催化剂罐、造水箱等装置和燃料电池组件的电器设备构成。该系统的特点是装置中无转动机械部件,因而没有噪音辐射;无机械能和电能辐射,电能转换效率高达70%;能量转换温度低,工作环境较安全。德国是最早研究燃料电池的国家之一,水平处于世界领先地位,1980年进入产品研制阶段,1987年采用燃料电池改装了一艘205级潜艇并成功进行了海试。在德国新一代212级潜艇上将正式采用燃料电池AIP系统。