21世纪柴电潜艇关键技术：绝气推进热主机
现代潜艇的推进系统
现代潜艇的推进系统
大原信羲
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】1991(000)001
【摘要】世界各国现有潜艇总数（含建造中数和计划中数）约1000艘，其中核潜艇约占三分之一，部分为美、苏、英法所具有，其余三分之二是常规柴电推进潜艇，目前，人们正在致力于技术开发。
【总页数】8页(P37-44)
【作者】大原信羲
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U674.760.3
【相关文献】
1.AIP方案--现代常规潜艇动力推进系统配置选择趋势 [J], 郭国才
2.AIP系统能源--未来潜艇推进系统的关键 [J], 李继源
3.美国核潜艇推进系统减振降噪技术发展分析 [J], 王汉刚
4.AIP系统能源——未来潜艇推进系统的关键 [J], 芳菲
5.潜艇电力推进系统SSM矢量控制策略研究 [J], 李春风;熊乾坤
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外销专用--德国U214级柴电潜艇
外销专用U214级214级潜艇是德国在畅销全球的209级潜艇基础上设计出来的新一代潜艇，该潜艇继承了德国霍瓦兹德意志船厂生产出来的潜艇的所有优点,同时还吸取了多年来在建造209级潜艇过程中积累的经验和教训。
该潜艇的总承包商仍为霍瓦兹德意志船厂，德国国内及国际上的一些知名公司将作为分包商。
1997年1月，德国国防部正式将新一代潜艇命名为214级，该级潜艇将以畅销世界的、总销量超过50艘的209级潜艇为基础，并结合最近为德国海军建造的212级潜艇的某些显著优点，是一型装有不依赖空气的动力装置、反潜能力较强的新型非核大潜深潜艇。
该艇排水量较小，隐身性能优异，能装载较多的传感器材和武器装备，能够满足现代海上局部战争的各种要求。
214级将继续采用不依赖空气的动力装置,与212级相比较，214级的续航力进一步加大,深海活动能力得到进一步加强，将成为德国海军的新一代潜艇。
该艇采用全模块化设计，以满足不同国家海军提出的不同要求。
214级拥有非常光滑的型线和非常紧凑的设计，从中不难看出与209级潜艇的千丝万缕的联系。
该级潜艇是在多次反复试验基础上，经最优化后得出的。
其特点包括：(1) 吸取了“海豚”级柴电潜艇的某些优点。
“海豚”级是以色列利用德国技术建造的新型潜艇，共建造3艘。
该艇采用了一种新的线型，因而具有非常优良的水动力特性，信号特征较小；另外该艇还具有自动化程度较高、需要的艇员少、武器装载量大的特点。
以色列“海豚”级柴电潜艇(2) 吸取了209级成功设计的经验。
209级潜艇型号众多，艇上设备经不断地更新换代，性能日趋完善,排水量也从最初的1000吨增大到1500吨左右。
(3) 最显著的特点还是来自212级潜艇。
214级与212级一样，继续采用燃料电池系统，同样具有极低的目标噪声和磁信号特征。
德国海军于1994年订购了4艘212级潜艇,由霍瓦兹德意志船厂和蒂森北海船厂联合建造,意大利海军也于1997年订购了两艘,还有可能再追加两艘。
潜艇高新技术介绍
技术实现的难点和重点： 其一，是将废气中的水蒸气和二氧化碳排出是 实现闭式循环的关键所在。
其中水蒸气可以通过冷却成水加以解决，但是二氧化碳 的吸收排除却是难中之难，主要方法是碱溶液吸收法、再生 吸收剂吸收法和海水溶解法，其中最好的应是海水溶解法， 原料取之不竭，用之方便，实现难度较小。
其二，是使柴油机在使用循环气体的情况下能 保证足够的燃烧质量，产生足够大的功率。
技术实现的难点和重点
主要在于斯特林发动机的水下燃烧系统，因为 该系统所使用的氧化剂是纯氧，燃烧方式为燃气再 循环，并且是在高于周围海水压力的高压情况下进 行燃烧，存在废气的处理问题。
为了排除燃烧后废气，有两种方法可选择。一种是利用 废气压力直接排到舷外海水，这需要较高的燃烧压力（30bar 左右），且未燃烧的O2会随废气直接排至舷外，导致未燃O2 气和来不及溶解的CO2气冒至海面。另一种方法是象CCDAIP 系统一样，装备排气冷却O2海水吸收器及水管理系统，这样 装置会比直接排出废气的办法复杂些，但可使燃烧压力降低， 燃烧不随潜深影响，不会产生气泡航迹，隐蔽性较好。
不到之处，请多多批评指正！
配气活塞斯特林发动机有配气活塞和动力活塞两个活塞。其中配气活塞 并不密封，气体可以从其和气缸间的缝隙中自由流动：
一底部气体受热，配气活塞向上运动。
二配气活塞上部气体受到压迫，一部分推动动力 活塞运动，一部分从缝隙中进入配气活塞底部受 热膨胀继续推动配气活塞。
三动力活塞转动，带动飞轮，飞轮带动配气活塞 向下运动。 四配气活塞压迫气体进入上方，气体被冷却收缩， 配气活塞上升，完成一个循环。
首先，右侧气缸受热，右侧活塞上升。接近等温膨胀过程；工作 气体计入左侧气缸，左侧活塞上升，右侧活塞下降。接近等容放热的 过程； 然后，左侧气缸被冷却，左侧活塞下降，接近等温压缩过程；工 作气体进入右侧气缸。接近等容吸热过程。 理想情况下等容放热量与等容吸热量相同，等温膨胀吸收的热量 高于等温压缩放出的热量，输出机械能。
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统潜艇，一种令人生畏的“沉默杀手”。
两次世界大战中的出色战绩，让潜艇成为与航空母舰并驾齐驱的海战利器。
潜艇最大的优势在于深藏水下的隐蔽性，不过潜艇只能短时间地躲在水里，需要经常回到水面上。
而核动力的出现使潜艇拥有了几乎无限的水下续航能力，但占据全世界潜艇总数90％的常规动力潜艇的情况并未得到改善，直到AIP系统的问世。
AIP系统全称为“不依赖空气推进装置”。
顾名思义，就是指能让潜艇在没有外界空气的水下航行的动力装置。
以往，潜艇在水下是靠蓄电池带动的电动机提供动力的，而蓄电池的电量有限，只能航行几十个小时，不得不经常上浮至海面“呼吸”，即在通气管状态下使用柴油机为蓄电池充电。
这样很容易被对方雷达侦察到，同时柴油机为蓄电池充电时的噪声，也极易被对方水声器材探测到，因而大大增加了常规动力潜艇的暴露率，使其生存能力受到严重的威胁。
现在有了AIP，潜艇仿佛装上了蛙人用的“水下呼吸器”，持续潜航能力成倍增加，可以保证潜艇作战的需要。
早在“二战”期间，德国和前苏联就开始了AIP系统的研制，只是限于技术水平，到20世纪末方才有了实质性的进展。
除这两个国家外，瑞典、法国、荷兰也都已经研制出了不同类型的AIP系统，主要包括热气机型、燃料电池型和闭式循环发动机型三种。
热气机型是最早投入实用的AIP系统，1995年2月服役的瑞典“哥特兰”潜艇装备的便是热气机，开创了AIP实用的先河。
“哥特兰”号装两台功率各为5千瓦的V4——275R型热气机，每台持续功率为65千瓦。
热气机是一种外燃的、闭式循环活塞式热力发动机。
因它是1816年苏格兰的斯特林所发明，故又称斯特林发动机。
热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环。
在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔，另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术发布时间：2021-08-11T14:55:44.460Z 来源：《工程建设标准化》2021年36卷9期作者：高思阳1 孙雅慧2 [导读] 船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型高思阳1 孙雅慧2 1中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨 1500782哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要：船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型，是海军现代化建设的重要标志。
本文考察了船用燃气轮机的发展状况，分析了船用燃气轮机的发展方向，并介绍了船舶燃气轮机的关键技术。
关键词：舰船燃气轮机；发展现状；方向；关键技术引言船用燃气轮机具有功率大、体积小、重量轻、启动快、速度快、移动速度快等优点，可提高船舶的技术性能和航速。
世界上所有军舰通常都使用全燃料或柴油联合循环发电厂，装舰范围包括船舶、游轮、制导机枪、潜艇、鱼雷艇、登陆艇、海军援助舰、沉船和测量船等。
一舰船燃气轮机的发展现状我国曾经较早开始使用船用燃气轮机，1958年被列入国家发展计划。
1959年，从前苏联引进M-1型燃气轮机，在主发动机速度快于航母的情况下，为舰船生产各种电动机。
1961年，上海蒸汽电厂建造了国产燃气轮机，安装在了我国建造的062型高速运输船上，并对该船的燃气轮机进行了检验，这是我国首次尝试将其用于水面舰艇。
1964年，我国成功建造并建成了第一台4.4型舰船用燃气轮机。
然后，我国在舰船燃气轮机的发展上走西方技术道路，升级舰船燃气轮机，并进行舰船燃气轮机国产涡喷-8的研发。
此后，我国先后研制了各种型号的舰船燃气轮机。
其中，涡轮螺旋桨6型航空发动机中的409型汽油发动机成功用作722型气垫船的主要电气部件。
20世纪70年代，我国从英国进口了 Spey MK202 涡轮发动机。
20世纪80年代新一代GT-1000汽轮机进入市场，1993年通过样机性能审查。
这表明我国对新一代电动机技术已经很熟悉。
AIP：想说爱你不容易！（下篇）
AIP：想说爱你不容易！（下篇）本文作者：大兵（接上文）以“斯特林”发动机为代表的潜艇AIP为什么不作为主要动力呢？“斯特林”发动机其实也不是荷兰人发明的。
1816年英国物理学家罗巴特·斯特林，受气缸活塞运动的启发，制造出了一种“外燃发动机”——通过加热气缸周围，使得其中的导热介质（一般是空气）膨胀而推动活塞的运动；而另外一边活塞带动曲轴作功后，又压缩了冷端的介质，当达到临界点时活塞再被顶回来，从而构成了一套冷却、压缩、吸热、膨胀的周期循环。
▲“斯特林”发动机的运作原理示意图。
“斯特林”发动机不同于气缸内直接爆燃做功的特性，决定了它对燃料和助燃剂的需求较低，而且噪音小，通过优化燃料配比和燃烧室材料的“热反射效应”，其热效率也未见得就低。
作为潜艇的辅机，“斯特林”发动机在水下闭循环工作时噪音和振动都比柴油机小得多；由于是靠燃烧加热介质，而非直接作功，所消耗氧气的量在潜艇可自带的承受范围。
▲传统发动机的噪音主要源自气缸活塞运动时的摩擦和震动。
00:00 / 00:002X快进中重播播放00:00 00:00进入全屏画中画点击按住可拖动视频▲这是一台实机展示的二战德国潜艇柴油机。
但“斯特林”AIP要想达到潜艇柴油主机的功率，体积就得大上好几倍——因为这种发动机其实是在燃烧室内套着气缸，等于是延缓燃料和助燃剂作用的空间，来换取更高的热效率和静音特性。
▲潜艇用“斯特林”发动机的功率输出仅相当于1辆Smart轿车。
▲小姐姐的杜卡迪都上面的功率大...还有一个不可忽视的问题，就是功率增大后氧气的消耗量。
正是因为“斯特林”发动机功率较低，潜艇上携带的那点液氧才能满足2~3周的不依赖空气循环；功率要是增大10倍，达到柴油主机的水平，应该带多少液氧合适，或者说还能满足长时间的水下隐蔽航行吗？要知道液氧的存储条件严格，而且也是相当危险的哦！▲日本“苍龙”级潜艇水下排水量高达4200吨，搭载了4台瑞典转让专利技术的“斯特林”发动机。
五种AIP潜艇谁更有前途 自我鉴定
五种AIP潜艇谁更有前途自我鉴定生活负载的能量需要，充其量还只是减少通气管航行时间，降低暴露率。
这主要是由于常规潜艇空间小，AIP系统的燃料和氧化剂携带量有限。
当前这几种AIP的输出功率，斯特林发动机约为240千瓦，燃料电池约为300千瓦，闭式循环汽轮机约为200千瓦左右，闭式循环柴油发动机可达到400千瓦。
这种功率水平是什么概念只相当于常规潜艇上装备的标准柴油机电机推进系统最大输出功率的10％。
斯特林发动机是瑞典于1988年出台的，到现在有多少改进郭：目前，装V4-275R斯特林发动机的潜艇除“哥特兰”级3艘外，还有瑞典在役的“西约特兰”级和日本“苍龙”级，都是MK2型。
瑞典对MK2型斯特林发动机的改进很缓慢，后续型是MK3。
MK3主要在发动机效率、输出功率、水下运行深度、隐蔽性等方面有所改进。
“哥特兰”级水下排水量1490吨，用柴油机推进时，水面最高航速11节，短时间水下最高航速20节。
它装的2台V4-275R斯特林发动机单台最大输出功率75千瓦，持续功率为65千瓦。
两台总共可持续发出130千瓦的功率，主要用于艇上生活设施，如照明、烹调、加热器以及电子设备等，这方面大约要消耗80千瓦，剩余的50千瓦被用于水下航行，可在5节速度下水下连续航行14天。
“哥特兰”级最初曾考虑装3台斯特林发动机，后因经费不足等原因，第3台没装，但艇上已预留了空间及配套设备。
如果装第3台及其液氧燃料，水下航速还会提高，续航力也比装2台时要提高1／3。
斯特林发动机的原理是将液氧罐中的液态氧气化，和柴油在位于斯特林发动机上部的燃烧室内混合燃烧，产生的热量传递给工作气体氦气。
氦气在被加热体积膨胀及被冷却体积收缩过程中推动活塞运动。
活塞再带动曲柄转动，曲柄提供机械能量来驱动发电机，电流供给电机以带动螺旋桨。
斯特林发动机的废气排放口是经过专门设计的，尽可能保证废气气泡不被敌方声呐探测到。
燃烧系统也经过了特别设计，可保证燃料完全燃烧，大大减少了废气中其它气体的含量。
改变海战场的新技术常规潜艇AIP技术(精)
改变海战场的新技术——常规潜艇AIP技术常规潜艇的AIP动力装置是指利用潜艇自身携带的氯化剂，而不需要与空气接触就能为潜艇提供能量的一种动力装置。
AIP动力装置可明显提高常规潜艇的水下自持力和生命力。
在柴电潜艇上加装AIP装置之后，通气管航行时间减少，降低了暴露率，提高了隐蔽性和安全性。
AIP动力装置包括：斯特林发动机、燃料电池和闭循环蒸汽轮机等。
斯特林发动机技术斯特林发动机是外部加热闭式循环发动机，通过压缩和膨胀将热能转化成机械能。
与普通柴油机的不同之处是，动力活塞在闭合的氦气工作气体系统中，燃烧产生的热量经换热器传递到循环回路。
早在20世纪60年代末，瑞典联合斯特林公司(USAB)就开始研究斯特林发动机技术。
70年代初又进行了斯特林发动机水下应用研究，包括为瑞典海军和考库姆公司进行的初步研究项目，以及为瑞典海军进行的潜艇用斯特林发动机研究。
1982年该公司开始研制潜艇用V4-275斯特林发动机。
为了验证斯特林发动机的可行性，瑞典考库姆公司设计了一段浮动式舱段进行海上试验。
舱内主要装有1台V4—275斯特林发动机，以及全尺寸的液氧罐和辅助设备，并于1985年5月由瑞典海军潜艇艇员按整套系统鉴定试验要求进行运行试验。
这些试验为以后加装潜艇舱段设计提供了重要依据。
1988年，瑞典海军决定改装“水怪”号潜艇(1980年服役)。
改装后的“水怪”号于l988年9月重新下水，11月开始海上试验，l989年4月重新服役。
它是世界上第一艘使用斯特林发动机的潜艇。
1988年，瑞典联合斯特林公司并入考库姆公司后，考库姆公司开发了MK2生产型斯特林发动机，其主要目标是提高可靠性和减少维修，达到平均大修时间2000小时，最大轴功率仍为75千瓦，同时开发能在更深下潜深度工作和具有低信号特征的排气系统。
第一批4台于l990年开始制造。
1996年7月，世界上第一艘从建造开始就装备斯特林发动机的潜艇——瑞典海军“哥得兰”号服役。
电力推进技术
电力推进技术1、引言电力推进作为船舶推进方式之一,已有近百年的历史。
在此期间，舰船电力推进技术经历了一个曲折的发展过程，即二战前的新兴期、二战后到70 年代末以前的萧条期和80年代以后的蓬勃发展期.上世纪初，由德国、俄国引导的以蓄电池为动力源的电力推进技术在船舶上得到了应用，但由于成本、维护、保养等方面因素的制约，发展较为缓慢.二战期间，电力推进曾出现过一段流行期，由于当时交流电机调速技术不成熟，多采用直流电力推进,其调速系统简单、调速性能好。
但由于直流电机结构复杂、体积及重量大,并存在功率及转速极限等问题，故只能用在一些工程船舶及潜艇上，使得电力推进在整个船舶推进领域中的发展受到限制.20世纪80年代以来，随着电力电子技术迅速发展，大功率交流电机变频调速技术日益成熟，同时，为了迎合各国对船舶性能要求的进一步提高，船舶电力推进技术在国内外得以迅速发展。
电力推进技术的应用领域已扩展到旅游船、水面战舰、潜艇、各种工程船和油货轮等,显示出了广泛的市场前景.随着推进电机、供电系统、蓄电池和微电子信息技术的迅速发展，电力推进在船舶上的应用得到了大力的发展。
电力推进系统的构成可以分为三类：蓄电池、推进电力组成的纯电池推进;机械原动机（柴油机、燃气轮机或核动力）、发电机、推进电机组成的原动机发电推进；机械原动机、发电机、蓄电池、推进电机组成的混合电力推进。
2、电力推进的主要优势与传统的船舶机械推进方式相比，电力推进的主要优势：（1）船上大型机械设备布置更灵活、有效空间更多、费用降低；(2)电动机由电网供电，增加了系统的可靠性，提高了生命力；(3)减少了维护的工作量;(4)可以采用中高速不逆转原动机，以减少设备的体积和重量;(5)可以采用低速电动机直接与推进轴连接，省去机械的减速齿轮；（6）操纵灵活，机动性能好；(7）易于获得理想的拖动特性；（8）减小螺旋桨等机械振动和噪声、环境更加舒适、船舶航行也更加隐蔽;（9）提高经济效益，减少排放物；（10）采用综合电力推进可综合利用船舶动力装置，减少设备数量；（11）电力推进系统有较大的能量效率。
性能领先的德国U212级常规潜艇
性能领先的德国U212级常规潜艇德国的212A型AIP混合动力潜艇采用X舵德国最新的U212级常规潜艇能够实现远距离水下航行，水下耐久力可以达到14天以上。
性能上的突破，主要由于在世界上首次成功采用燃料电池“不依赖空气推进”（AIP）系统提供动力。
与核潜艇相比，全新动力方式使U212级在水下耐久性跃升同时更安全，发展前景非常广阔。
在1913年德国率先研制出了潜艇专用柴油机，建造出柴油机-电动机潜艇，成为常规潜艇的典范沿用至今。
德国由此一直保持常规潜艇建造技术上的优势，并建立起一支强大的水下力量，在两次世界大战中战果显赫。
二战后，前西德在1955年加入北约后，开始重建潜艇工业。
德国海军规模不大，其潜艇以出口为主。
最新的U212级常规潜艇，是德国潜艇先进技术的集中体现。
德国海军已经订购四艘U212级潜水艇。
由位于基尔的HDW造船厂和位于艾登的TNSW造船厂共同建造，HDW负责潜艇前部而TNSW负责潜艇后部。
HDW总装第一和第三艘潜艇，TNSW总装第二和第四艘潜艇。
德国海军U212级的第一艘U31号，2003年4月7日在德国北部基尔港下水，开始首次试航。
由于在世界上首次采用燃料电池“不依赖空气推进”（AIP）系统和配备了极其先进的“指挥和武器控制系统”（CWCS），当时被誉为“目前世界范围内最先进的非核动力潜艇”。
意大利的芬坎蒂尼造船公司（Fincantieri）参与了U212级建造，意大利海军订购了两艘。
第一艘，S526 Salvatore Todaro号，2003年11月6日在Muggiano船厂下水，并且将在2005年正式服役。
第二艘预计在2006年将会正式服役。
在外销方面，HDW公司在U212级基础上设计了U214级专门用于出口。
希腊海军是U214级的第一个客户，合同于2000年2月签订，订购三艘。
2004年4月22日，HDW公司为希腊海军建造的第一艘Papanikolis（S120）号U212级潜艇下水，工程号为361。
“魅力之光”核电知识竞赛试题和答案(八)
“魅力之光”核电知识竞赛试题和答案（八）1.世界第一艘核动力航空母舰是（）航空母舰，在1960年9月24日建成服役。
A 美国“企业”号B 法国“戴高乐”号C 美国“布什”号答案： A解析：核科学历史2. 以下核动力航空母舰隶属于法国的是（）A “企业”号B “戴高乐”号C “布什”号答案: B解析：“企业”号、“布什”号属于美国，AC错3. 截止到2016年底，在世界上拥有最多核动力航空母舰的是以下哪个国家（）A 美国B 俄罗斯C 法国答案: A解析：美国拥有世界上最多的和最大的航空母舰，并拥有“企业”级、“尼米兹”级大型核航母，美国是当今世界上航母力量最强大的国家，美国的核航母技术仍处于世界领先地位。
4. 截止到2016年底，世界上只有2个国家拥有现役的核动力航空母舰，它们是（）A 美国，俄罗斯B 俄罗斯，法国C 美国，法国答案: C解析：美国拥有世界上最多的和最大的航空母舰，并拥有“企业”级、“尼米兹”级大型核航母，法国拥有“戴高乐”号。
5. 航空母舰的自重和负载特别大，所以需要非常大的动力。
核动力航母利用反应堆裂变反应释放的热能提供动力。
以下对核动力航母理解错误的是（）A 没有排烟问题，不需要设计进气道和烟囱，也免受烟气腐蚀和热流影响，生存能力强B 功率大，机动性能好C 核燃料换料周期短，需要频繁换料答案：C解析：核燃料换料周期长，无需频繁换料，C错6. 截止到2016年底，现役的核动力潜艇，一般都采用（）A 高温气冷堆B 超临界水堆C 压水堆答案: C解析：压水堆技术最成熟，被广泛使用7. 世界第一艘核动力潜艇是（）核潜艇，1954年建成。
A 美国“鹦鹉螺”号B 俄罗斯“奥斯卡”级C 法国“红宝石”级答案: A解析：核科学历史8. 常规动力潜艇水下航行依靠蓄电池供电作为动力，续航能力低，需要经常浮出水面充电，隐蔽性和生存能力较差；核动力潜艇由反应堆核裂变反应发出热能，通过蒸汽轮机或电动机带动螺旋桨推动潜艇。
船舶电力推进技术概况-文档
船舶电力推进技术概况船舶电力推进系统代表着当今船舶动力的发展方向。
传统的船舶推进方式是利用原动机直接推进，而船舶电力推进则由原动机带动发电机发电，经变频器把满足要求的电流送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的推进方式。
跟传统的机械推进方式相比，采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。
1.电力推进的特点以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶，发动机占据空间过大、工作环境差、振动大、噪声高、油污多、废气排放影响空气质量。
另外由于主机大而高，系统复杂，增加维护难度，加重维护工作量（轮机人员往往占船员的30%-45%）。
[4]船舶采用电力推进系统后，提高了柴油机效率约10%-15%，节约了维修保养费，显著提高船体空间利用率，同时船型优化，提供了安静的推进方式，并且通过柴油机在大于40%的负载匀速运转来减少了NOx和SOx的排放[4]。
除此之外，电力推进系统还将提高船舶的机动性、可靠性和电站的可利用率。
1.1 电力推进船相对于机械推进船的主要优势在于：⑴机动性能好。
由于电动机的控制性能优于传统的热力机械，电力推进船舶的机动性能较好，还具有紧急停车时滑行距离短、小角度回转和快速响应等优点。
⑵机舱小、布置灵活，可增加船舶的载货载客能力。
电力推进系统减少了尾轴、舵、传动装置以及热力系统所需要的大量辅机，节省了舱容。
⑶推进效率高。
由于吊舱式结构省去了舵，所以与传统的定距浆（特别是大功率船舶用双桨时）相比推进效率提高了6%-10%。
最近ABB和韩国三星船厂曾对一万箱的集装箱船舶进行了技术和经济论证，其结论是“对于电力推进船而言，推进效率与舱容的增加已抵消电力推挤装置初投资的增加和二次换能损耗”。
[5]⑷节能、环保。
减少各种燃油、滑油的消耗；减少废气排放和震动噪声污染。
⑸适合于特种船舶的应用。
如战舰、移动式平台、破冰船等。
这些船舶航行时一般不使用其他大功率的电力设备，若使用，则不航行，电站就获得了很高的使用率。
SAEJ2044 SEP 2002
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常规潜艇不依赖空气的动力装置AIP之热机类
常规潜艇不依赖空气的动力装置AIP之热机类英文名称；Air Independent Plant for Conventional Submarine(AIP)技术类别：船用特种动力;动力推进;苍龙级潜艇使用了瑞典考库姆的斯特林热气机技术[定义]不依赖空气的动力装置是指潜艇在水下不需要外界空气而依靠艇内所带的能量物质提供推进的动力装置，简称AIP系统。
现在核潜艇的动力装置虽然是真正的不依赖空气的推进装置，但不在目前所称的常规潜艇不依赖空气动力装置的讨论范围之列。
目前出现的各种常规潜艇AIP系统不是作为主推进的动力使用，而是在常规潜艇保留原有的柴油机电力推进系统的前提下，加装一套新型的AIP系统，作为其水下低速航行的动力，以达到增加常规潜艇低速潜航的能力、减少暴露率的目的。
常规潜艇AIP系统主要由液氧等能量储存供给系统，能量转换装置、废气物排放处理系统、辅助系统、隔振装置和控制系统等组成。
目前研制的AIP系统依能量转换装置的不同有多种形式，主要有斯特林发动机、闭循环柴油机、闭循环汽轮机、燃料电池和小型核动力装置。
[相关技术]液氧贮存技术；燃料处理技术；降噪技术；材料技术；密封技术[技术难点]不依赖空气的动力装置能否在潜艇上使用主要取决于潜艇要求的技术性能。
因此，其技术难点也表现在满足潜艇的这些技术要求上。
这些技术要求主要是尺寸重量、对潜艇尺度的影响、振动、噪音、红外等特性信号、下潜深度，以及对潜艇性能的影响等。
除此之外，所有不依赖空气的动力装置，除小型核动力装置外，在艇上使用时都需要解决液氧在艇上储存的安全问题，对燃料电池还需解决好氢气产生和安全问题。
目前所有上述不依赖空气的动力装置，其单机功率均较小，只能满足水下低速航行的需要。
提高单机功率，在比较经济的条件下解决好潜艇的潜航是AIP系统今后要解决的重要课题。
[国外概况]不依赖空气的动力装置（AIP）一般有热机类和电化学系统类多种类型。
但当前研究得最多、且最容易在常规潜艇上使用的大概只有5种，即：（1）、斯特林发动机；（2）、闭循环柴油机（又称再循环柴油机）；（3）、闭循环汽轮机；（4）、燃料电池；（5）、小型核动力装置。
21世纪常规潜艇动力发展方向——柴电与小堆核电组合动力推进
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机动性好 、 自持力高 、潜在有效载荷大和生命力
作者 简介 ：刘光 亚 （９ ９ ） １ ５ 一 ，男 ，核技 术及应 用专 业博 士生 ，研 究 员级高级 工程 师 ，长 期从 事动 力与 电气 工程方 面 的 科 研与教 学工 作 。 凌球 （ ９ ２ ） １ ４ 一 ，男，教 授 ，博士 生导 师 ，湖 南 省核学 会副 理事 长 ，原南 华大 学校 长 ，长 期从事 核科 学技 术 与 应 用 方 面 的 教 学和 科 研 工 作 。
常规潜艇电子推进技术新发展
常规潜艇电子推进技术新发展随着现代反潜探测技术和武器装备的高速发展，潜艇所面临的战场环境更加残酷、复杂。
可以说，如果一艘未来的潜艇不能长期地在水下安静航行，无论其战斗系统多么先进，也是没有价值的。
因此，未来潜艇的作战任务要求潜艇必须有一个高性能的推进系统，使潜艇能达到以下目的：水下续航力大；暴露率低或接近于零；有较高的潜航速度；优良的物理信号特征和重量尺寸指标。
在另一方面，由于电力、电子、新材料以及制造技术的发展，又为满足这些要求提供了技术上的可能。
燃料电池＋柴电混合推进系统传统的常规潜艇受制于铅酸蓄电池有限的容量，一旦蓄电池耗尽，必须上浮至通气管状态进行航行充电，因而水下续航力低、暴露率高。
发展不依赖空气推进（ＡＩＰ）系统是克服常规动力潜艇这一局限的较好解决方案。
德国海军２１２级新型潜艇采用的即是西门子公司研制开发的聚合物电解质膜（ＰＥＭ）燃料电池＋柴电常规推进的混合推进系统。
德国海军曾对闭式循环柴油机（ＣＣＤ）给予高度重视，由ＴＮＳＷ公司设计研制的ＭＴＵ８Ｖ１８３ＳＥ５２闭式循环柴油机系统在１９８５～１９９３年间取得了重要突破，并于１９９５年秋季完成了适于潜艇安装的调试工作。
但由于电解质膜燃料电池具有特别优越的性能，从而赢得了较大的竞争优势，２１２级艇最终决定选用电解质膜燃料电池。
燃料电池是直接将化学能转化为电能的能量转换装置。
只要不断地给燃料电池的阳极和阴极提供燃料和氧化剂，在电极上就会发生电化学反应（冷燃烧），从而不断地产生电能。
燃料电池按电解质分类可分成碱性燃料电池（ＡＦＣ）、聚合物电解质膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）、磷酸燃料电池（ＰＡＦＣ）、熔融盐燃料电池（ＭＣＦＣ）和固体氧化物电解质燃料电池（ＳＯＦＣ）等。
从目前的研究试验看来，ＰＥＭＦＣ的比功率为９０～１４０瓦千克和１００～１７０瓦立方分米，是最紧凑、最轻便的燃料电池；其工作温度在８０℃ 附近，发热损失小，最适于用作潜艇ＡＩＰ的动力源。
河北省张家口市宣化第一中学2020届高三语文下学期模拟考试试题二
河北省张家口市宣化第一中学2020届高三语文下学期模拟考试试题（二）一、默写（本大题共1小题，共6.0分）1.名篇名句默写。
补写出下列句子中空缺部分。
《诗经•氓》中女子倾诉自己天天从早到晚不停地劳作的两句是“______ ，______ ”。
《论语•为政》中“______ ，______ ”两句强调“学”与“思”不能偏废，二者必须结合起来。
韩愈的《师说》一文中称赞圣人，说虽然他们超出众人很多，“______ ”，表现得虚心而好学；同时批评当时的普通人，尽管远不如圣人，“______ ”。
二、诗歌鉴赏（本大题共1小题，共9.0分）2.古代诗歌阅读：阅读下面这首宋诗，完成问题。
秋思陆游烈日炎天欲不禁，喜逢秋色到园林。
云阴映日初萧瑟，露气侵帘已峭深。
衰发凋零随槁叶，苦吟凄断杂疏碪①。
雁来不得中原信，抚剑何人识壮心！注释：①碪：砧子，过去坧女撝衣用的石扳。
下列对这首诗的赏析。
不正确的一项是______ 。
A．首联写夏天烈日当空。
热得让人几乎不能禁受，可喜的是秋天来到了。
园林一片秋色。
B．颔联紧承上联续写秋色。
阴云遮日，露气侵帘，初秋的凉爽让诗人感到心情舒畅。
C．颈联情景交融，衰发与落叶、苦吟与碪声，意象互相映衬，将情感与景色有机融合。
D．本诗前两联重在写景，后两联由景到情，重在抒情议论，过渡自然流畅，脉络清晰。
诗的尾联表达了诗人怎样的思想感情？请简要分析。
三、语言表达（本大题共3小题，共20.0分）3.阅读下面的文字，完成问题。
多年前，国产首艘 AIP（不依赖空气推进装置的英文缩写）潜艇列装肖海生所在的东部战区海军某潜艇支队。
得知这个消息，肖海生整个人被“点燃”了。
AIP系统构造复杂。
全世界能设计建造的国家。
操纵这个世界领先的舰艇，是从零起步。
肖海生开始了艰难的学习、研究过程。
他经常把自己关在温度高达40多摄氏度的舱底研究装备，（）一次执行任务中，某动力装备气压不稳定，按照操作规程必须停机检查。
肖海生略一思索，拿起木榔头缠上几层棉布，对着管路“哐、哐”敲击数十下，不一会儿装备气压恢复正常，把班里的战士看得_______．肖海生成为我国首艘AIP潜艇艇员以来，，数公里长的管路走向、几百个阀门位置、上千组技术参数，全部刻在了自己的脑海里。