《海上舰艇的动力系统》⑨AIP技术如何让潜艇水下潜行更久?

2019-09-05 10:23来源: 科普中国-军事科技前沿

AIP系统分为斯特林发动机AIP、闭式循环柴油机AIP、燃料电池AIP以及小型核动力AIP四种方案,如今AIP系统已被人们普遍接受,日渐风靡各国海军,并大有引领常规潜艇发展之势。大家都知道AIP装置实际上是英文单词的第一个字母的缩写,它的主要意思就是不依赖空气的推进装置。

监制:战钊/ 制片人:金赫/ 导演:金赫/ 科学顾问:李杰 杜伟峰/ 摄像:肖春芳 张佳兴

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  常规动力潜艇在水面航行时用柴油发动机作动力,同时给蓄电池充电,在水下航行时用蓄电池提供动力,潜艇因此要经常浮出水面,不利于隐蔽。为了克服这一缺点,现已研制成无需从空气中获取氧气的潜艇常规动力装置,这就是所谓不依赖空气的动力装置,简称AIP系统。

  AIP系统分为斯特林发动机AIP、闭式循环柴油机AIP、燃料电池AIP以及小型核动力AIP四种方案,如今AIP系统已被人们普遍接受,日渐风靡各国海军,并大有引领常规潜艇发展之势。大家都知道AIP装置实际上是英文单词的第一个字母的缩写,它的主要意思就是不依赖空气的推进装置。由于装了AIP推进系统之后,潜艇就可以在水下大幅度地延长它的水下工作时间。

《海上舰艇的动力系统》⑨AIP技术如何让潜艇水下潜行更久?

  常规动力潜艇使用电池,即使非常低速 2-4节时也只能航行数十小时。而AIP技术的应用,可以使这个时间增加到数百小时乃至更长时间,这样就大大延展了潜艇的水下活动时间,它的隐蔽性、攻击能力就更强了。我们重点剖析一下AIP推进系统当中的斯特林发动机。说到斯特林发动机,实际上它是由英国的一位物理学家叫罗伯特斯特林1816年研制的。斯特林发动机实际上是一个在外部工作的这么一个燃烧室,它的原理其实并不复杂,它实际上是采用了一定的工作介质比如说氮气或者氢气通过燃烧室的冷却、压缩、点火、膨胀这么一个过程,然后推动活塞进行工作,使整个船体或者艇体前进。所以这么一个过程它实际上带来了潜艇动力的一场革命性的进步。

《海上舰艇的动力系统》⑨AIP技术如何让潜艇水下潜行更久?

  由于采用了斯特林发动机,刚才我们前头介绍它水下航行时间大幅度增加,可以增加到大约20天甚至20天以上。它虽然功率提高、水下航行时间增长,但是它与此同时也带来了一系列的问题。比如说它的工作噪声比较大,它的热功率传导比较慢,所以对整个动力装置的工作行程带来一定的延迟。但是总体来说,由于它功率的增加和性能整体的提高,所以相对刚才说的一些缺点还是弊小于利的,所以现在很多国家沿用了斯特林发动机。斯特林发动机最早是由瑞典研制出来的,现在很多国家包括日本、瑞典等等相应的国家常规潜艇上都安装了斯特林发动机。

  欢迎大家继续锁定科普中国军事微课。下一讲我要给大家继续分析一下AIP系统当中的闭式循环柴油机和燃料电池。

《海上舰艇的动力系统》⑨AIP技术如何让潜艇水下潜行更久?

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