五种AIP潜艇谁更有前途
外国海军武器装备发展规律与趋势
海军武器装备发展的基本规律是投资大、周期长、见效慢，面对安全形势不断变化、任务领域不断拓展，军费日益紧缩的现状，为确保海军武器装备的发展满足对战略的支撑作用，各国不断创新思路，改革采办程序，装备发展不断呈现出新的规律与趋势主要发展规律基于战略需求，既注重均衡发展，又强调重点突出战略需求是牵引装备发展的强大动力，海军武器装备的发展始终受军事需求的制约。
各海军强国为保持和夺取海上优势，始终围绕战略调整发展作战。
作为战略实施的支撑工具，理想状态的海军兵力结构首先是均衡发展。
冷战后，各国海军兵力规模虽有大幅削减，但始终保持着一支种类齐全、结构均衡的海上力量。
追求结构均衡，并非各种装备齐头并进，而是根据不同时期的战略需求，突出建设某种装备和力量。
美国海军在20世纪90年代提出“由海向陆”战略后，装备发展重点调整为对陆攻击和近海作战装备。
21世纪初，面对恐怖袭击等不对称威胁，重点发展反恐和支援特种作战的装备。
目前，美国又在“空海一体战”构想的指导下，积极发展应对潜在对手“反介入/区域拒止”能力的作战装备。
日本海上自卫队在冷战时期，为封锁苏联海军太平洋舰队的潜艇，重点发展了具备较强反潜能力的“八八舰队”。
20世纪90年代后期，为应对地区弹道导弹扩散的威胁，在原有“宙斯盾”舰的基础上，重点发展了海基弹道导弹防御系统。
近年来，为支撑海洋扩张战略，将战略防御重点转向西南，并进一步充实反潜作战和岛屿攻防作战装备。
减少装备型号，合理搭配力量，应对不同任务需求满足多样化任务需求是海军装备发展面临的共性问题，尽管国外海军强调发展多功能平台，但多功能并不意味着全能。
过分强调发展功能多、性能强的高技术装备在预算上难以支撑，经济、合理的方法是发展不同能力等级的平台，通过“力量搭配”满足海上作战的需求。
20世纪70年代，美国海军曾采用“高低搭配”的建设原则，即批量建造中低档护卫舰和少量建造高档巡洋舰相结合的方针，合理分配有限的造舰费用，同时又能满足作战需求。
各国AI潜艇比较
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目前来看,世界常规...近几年,中日韩最新一代AI 混合动力潜艇都已开始服役,韩国的孙一引进德国...国外常规潜艇AI系统技术现状及发展趋势_方晓旻_宋义超AI 潜艇的装备现状进行了比较分析,介绍了FC/AI 系统的技术研究动态和发展...1996 年7 月,世界上第一艘装备SE/AI 系统的潜艇“哥特兰”号正式...。
国外常规潜艇AIP系统技术现状及发展趋势_方晓旻_宋义超
国外常规潜艇AIP系统技术现状及发展趋势方晓旻1，宋义超2(1.海军驻桂林地区军事代表室，广西桂林541000；2.海军装备部驻武汉地区军事代表局,武汉430064)摘要：本文论述了潜艇AIP系统的分类、基本原理、结构组成、技术特点及发展现状，对AIP系统的性能参数和国外AIP潜艇的装备现状进行了比较分析，介绍了FC/AIP系统的技术研究动态和发展方向，提出FC/AIP技术更符合未来常规潜艇超静音、大潜深、长续航力的发展趋势。
关键词：常规潜艇燃料电池FC/AIP SE/AIP中图分类号：U674.76文献标识码：A文章编号：1003-4862（2015）01-0040-05Review on Air Independent Propulsion System Technology forConventional SubmarineFang Xiaomin1,Song Yichao2(1.Naval Representatives Office of PLAN in Guilin,Guilin541000,China;2.Naval Representaives Office of NavalArmament Department of PLAN in Wuhan,Wuhan430064,China)Abstract:The classification,fundamental,configuration,technique characteristics as well as developing status of FC/AIP system for conventional submarine are discussed in detail,and the performance parameter of AIP system and the arming status of AIP submarine of overseas are compared and analyzed,indicating that the FC/AIP technologies are more suitable for satisfying the development trend(super quiet,extreme deep diving,sustainable sailing)of conventional submarine in the future.Keywords:conventional submarine;fuel cell;FC/AIP;SE/AIP0引言不依赖空气推进系统（AIP）是指潜艇在水下不依赖外界的空气也能提供推进动力和其他动力的能源系统。
瑞典装备斯特林AIP系统“哥德兰”级潜艇
瑞典装备斯特林AIP系统“哥德兰”级潜艇“哥德兰”级第二艘艇下水时的情景，首部部分鱼雷发射管和尾部“X”型舵明显可见。
“哥德兰”级上的9SCS MK3型指挥和武器控制系统“哥德兰”级潜艇是瑞典考库姆公司于20世纪90年代初着手研制的一型装备斯特林AIP系统的新型潜艇，也是世界上第一艘装备不依赖空气推进装置的常规潜艇。
该级艇长60.4米，宽6.2米，吃水5.6米，水面排水量1240吨，水下排水量1490吨，水下最大航速20节，在水下用蓄电池以4~6节航行时，可连续航行3~4天，用蓄电池+AIP航行时，可连续航行20天，下潜深度300米，自持力50天，人员编制25人。
就基本性能参数而言，“阿穆尔”级和“哥德兰”级潜艇大致相当，但“哥德兰”级在自持力和自动化程度方面明显高于“阿穆尔”级潜艇。
哥德兰（上图）的SE-AIP和阿穆尔的FC-AIP都把液氧贮存槽罐布置在艇体内。
老道的俄罗斯人为了避免出现212A和214的相同问题，阿穆尔的吨位被设计的较大，舱室容积也较为宽裕，所以能把贮氢容器也布置到耐压舱室内（叠立的绿色瓶状物），大大改善了系统维护和保养的能力。
隐蔽性能潜艇的隐蔽性是由潜艇自身的安静性能所决定的，安静程度主要取决于潜艇噪声大小。
在海战中，潜艇的低噪声航行，不仅能保持行动的隐蔽，避免被敌方声呐发现，而且可以增大自身声呐的探测距离，做到先敌发现，保持作战的主动权。
势均力敌的作战双方，谁在接敌机动和占位、攻击过程中更安静，谁就最有可能夺取胜利；在执行侦察、布雷等特种任务时，低噪声可以降低敌方探测器材的发现和跟踪概率。
潜艇的噪声源主要由螺旋桨噪声、机械噪声和水动力噪声3部分组成。
为降低噪声，“哥德兰”级采取了许多有力措施。
瑞典＂哥德兰＂号潜艇“哥德兰”级潜艇为长水滴形艇型，这是由于增设了一段安装斯特林发动机系统的舱段，因而使得该艇比一般潜艇长出15%左右。
在设计时，这种艇型经过了多次流体动力学试验，证明非常适于水下活动，具有航行阻力小、噪声低的特性，还具有良好的稳性和操纵性能。
新型船舶动力装置基本情况和发展趋势
新型船舶动力装置基本情况和发展趋势船舶动力装置是船舶的核心设备，船舶动力装置只有正常运行，才能够为船舶的正常运行以及船员的日常生活提供保障。
船舶动力装置由主动力装置、辅助动力装置和辅机及其设备共同组成,三大部分的相互协调共同为船舶提供源源不断的动力。
在船舶动力装置中,主动力装置是提供推进动力的装置,其主要有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机、电动机和混合动力机几种主要类型，但新型船舶动力装置包括燃气轮机推进，喷水推进，吊舱推进，表面浆推进，超导磁推进，AIP 系统等。
一、柴油机动力装置柴油机动力装置是以柴油为燃料的内燃机,其优点在于启动速度快、运行状态可靠和功率大等。
柴油机动力装置是目前应用最为普遍的船舶动力装置,因此其技术成熟度也相对更高。
柴油机动力装置在上世纪60年代开始全面取代了蒸汽轮机,成为最主流的船舶动力装置。
柴油机动力装置分为四冲程柴油机和两冲程柴油机,其中二冲程柴油机的特点是转速相对较低，可以直接驱动螺旋机进行工作,主要应用于大中型远洋运输船舶上。
而四冲程柴油机转速较高，一般主要应用于小型运输船、客船、军舰和豪华游艇上。
二、燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置是以油气作为燃料的动力装置，燃气轮机动力装置其突出的特点在于装置体积较少、重量轻、加速性能强,且燃气轮机动力装置运行过程中所产生的污染物远远少于柴油机动力装置。
但是,燃气轮机动力装置也存在着较多的缺点和不足，如燃气轮机的燃料一一蒸馏油价格非常昂贵、燃气轮机油耗较高、经济性不高等,因此很难在船舶当中得到普及。
目前,只有少部分的高速客船和军用舰艇上配备了燃气轮机动力装置。
三、电力推进装置顾名思义是以电动机做功来推动船舶运行的动力装置，当前在船舶动力装置中被广泛使用的推进装置主要由电动机、原动机、变频器还有就是推进变压器以及控制调节器等构成。
对于操纵性能要求不是特别高的船舰来说，经常使用的轴桨推进装置如可调桨以及定距桨等，对于操作性能要求相对高一点的船舶来说，通常采用的全回转推进器。
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。
深海潜水器发展现状及其未来
深海潜水器发展现状及其未来深海是我们知之甚少的未知区域。
一直以来，人类对深海的探索和利用都存在着着重的需求。
为了实现这样的目标，深海潜水器应运而生。
深海潜水器是人类用于深海探索的工具，它可以带着科学家进入深海钻研大自然的奥秘。
深海潜水器的发展历程深海潜水器的发展历程可以追溯到上世纪五六十年代。
当时，人们使用的是自行潜水员或潜艇来进行深海探索，这些探索方式不仅造价高昂，而且存在着极高的安全风险。
为了摆脱这些问题，深海潜水器应运而生，并且随着时间的推移，不断得到了进步和完善。
目前，深海潜水器已经成为了深海科学探索和资源开发的重要工具。
深海潜水器的特点是耐高压、自主操作和高精度定位等，能够在深海环境中进行多种专业化的科学调查和资源勘探，例如收集海底钻探样品、调查深海生态系统、观察海底环境变化等。
深海潜水器的类型目前，世界上应用比较广泛的深海潜水器主要有三种类型：自由潜水器、有缆潜水器和滑翔机。
三种类型的潜水器各自有着不同的特点和使用范围。
自由潜水器是一种完全自主操作的潜水器。
它没有连接缆绳，可以在水下进行自主的机动和探测工作。
自由潜水器操作灵活，可以进行细致的调查工作，但是对于深水区域，其作业范围和深度是有限的。
有缆潜水器则通过缆绳连接到地面设备，能够在缆绳允许的范围内进行任务。
有缆潜水器能够进行深水区域的工作，但是缆绳的长度限制了其工作半径和自由度。
滑翔机是一种近年来常用的深海潜水器。
它能够在水下自由运动，同时可以在一定的导航进程中进行深度和方向控制，不需要表面支持设备。
滑翔机的使用范围较广，既可以进行深海科学探测，也可以用于海洋垃圾搜寻、水下灾害异常事件的监测等。
深海探索的未来随着科学技术的不断发展，深海的探索和研究也将得到更多的突破。
未来的深海探索将以更加先进多样的深海潜水器为依托，推动深海科技的发展，突破深海科技的瓶颈，为人类发现新的深海资源和环境变化做出更多的贡献。
未来深海潜水器的发展趋势主要有以下几点：一、动力来源与驱动技术的提升。
世界上十大潜艇排名
世界上十大潜艇排名NO.1 德国VII型U型潜艇德国VII型潜艇的首艇于1936年6月下水，其改进型艇在整个战争期间都得到了广泛使用，从未有哪个国家能象德国VII型潜艇那样被建造如此之多。
它最初的艇型发展成为VIIB型潜艇，其航程与操纵性能得到了很大改进，在鱼雷射程内的攻击也显得相当有效。
在此基础上做的进一步改进使得后来的VIIC型潜艇成为德国海军最具攻击力的潜艇。
最后的VIIC/41型潜艇的下潜深度在战后很长时间内没有任何一个国家的潜艇可以匹及。
NO.2 美国"海狼"级核潜艇“海狼”是美国在冷战尚未结束之时开始研制的一级多用途攻击核潜艇，它的设计初衷是为了在深海大洋中与前苏联核潜艇进行全面对抗，全球争霸，因此美国不惜代价，不遗余力，将其打造得具有绝对领先的性能和非同寻常的作战威力，可执行反潜、反舰、对陆、布雷、护航等多种任务，被世人誉为“21世纪的核潜艇”。
然而，“海狼”生不逢时，前苏联的崩溃使它失去了角逐对手，高达十几亿美元的惊人“身价”让“黄金之国”也难以承担，于是，在建造了3艘“海狼”之后，美国便放弃了建造30艘的计划，把兴趣转向了更适合其新战略的“弗吉尼亚”级身上。
NO.3 美国"小鲨鱼"级潜艇性能参数排水量：1526/2424吨艇长：312英尺艇员：60人6名军官武备：1门3英寸甲板炮，2挺12.7毫米口径机枪，2挺7.62毫米机枪，10具533毫米鱼雷发射管艇首6具/艇尾4具，24枚鱼雷最大航速：20.25节/水面，8.75节/水下动力：柴/电推进，双轴马力：5400/水面，2740马力/水下NO.4 英国T级潜艇英国T级潜艇第一批Triton Class共建造15艘，二战期间共有9艘战沉;第二批Tempest Class共建造7艘，主要于地中海地区服役;第三批又称图坦卡蒙级TutankhamenClass，该级艇建造于二战后期，战争期间仅有两艘损毁，部分潜艇一直服役到60年代末70年代初。
世界海军武器装备技术重大发展方向
世界海军武器装备技术重大发展方向伴随着以信息技术为代表的多项重大基础学科技术领域取得关键突破，以及海军作战思想和装备发展思路的改变，进入新世纪以来，海军武器装备发展取得了一系列重大的甚至是划时代的技术突破。
这些重大技术正在改变着新一代海军装备的面貌，将对海军武器装备的发展和未来海上作战产生革命性的影响。
1、舰艇总体技术领域（1）水面舰艇综合隐身现代战场要求舰艇必须具备电磁、红外、声、磁、光、水压及尾流等综合隐身能力。
隐身性能已成为现代新型舰艇研制中优先权最高的重要战技指标之一。
2000年瑞典全隐身近海护卫舰建成，标志着一个新的开端。
多数国家准备建造的新一代战舰大多是隐身舰。
美、俄、英、德等不少国家推出了以雷达波隐身为主要特点的新型水面舰艇设计方案或构想，出现了集成上层建筑、综合天线桅杆、X型桅杆，以及武器、电子设备和舰艇上层结构的共形设计等一系列新的隐身措施。
从各国新型舰艇研制和科研计划的发展趋势来看，水面舰艇隐身已经从雷达隐身为主，发展到要求控制舰船的声、电、磁等众多物理场特性，形成全谱舰船目标特性控制。
隐身作为一种复杂的属性，采用单项技术是无法实现的，它涉及基础理论和机理、应用技术、系统综合和集成等方面，只有从设计之初开始，通过总体、系统和设备的每个层次、每个环节协调地优化，舰艇目标特性控制、综合集成的效果才是最好的，否则可能会恶化目标特性控制的整体效果。
当前，国外正利用系统工程方法，采用舰船全谱物理特性控制技术体系，控制舰船主动和被动产生的物理场，实现舰船的综合隐身。
（2）集成上层建筑舰艇上层建筑部分是影响全舰作战性能和舰艇隐身性能的最主要方面。
信息时代对舰艇不断增长的信息能力需求要求在舰艇上不断增加新的装备与能力。
在已往的上层建筑状态与设计方法下，舰艇每增加一个新系统，而且要使新系统性能最佳，都会引发一系列问题。
从而使设计过程实际上成为各种工程评估问题，如结构、气流、电磁、武器有效范围和效应、发现目标/阻断、安全等，此外，还需要完成整舰评估，如整体监视能力、可承受能力以及顽存性、可维性、可靠性等。
各国AIP潜艇比较
各国AIP潜艇比较（瑞哥特兰；德209、212；俄阿穆尔；法阿戈斯塔；法西鮋鱼；日苍龙）20世纪下叶，电化学发动机在航天器上得到实践应用，随后引起了潜艇设计者的注意。
这种不依赖氧气的工作模式是常规潜艇的理想动力来源，引起各国的争相研究。
C-273号柴电潜艇试验中使用燃料电池的AIP系统的212型潜艇早在19世纪上叶，电化学发动机作用原理已经被发现，但直到20世纪下叶，电化学发动机才在航天器上得到实践应用，随后引起了潜艇设计者的注意。
一些国家由于各种原因不能或不愿建造核潜艇，特别是德国和瑞典，只向国际市场推出范围较窄的柴电潜艇，因此，他们提供的产品，即使不能在所有参数上达到核潜艇的水平，也必须在一系列性能上相当接近，才具有较强的竞争力。
另外，造船专家对单纯发展核潜艇制造业的合理性产生了怀疑，现代化核潜艇造价惊人(平均单价13-23亿美元)，战斗使用和维修保养费用较高，销毁难度较大，潜艇设计师们被迫考虑研制其替代型产品。
众所周知，潜艇战斗效能在很大程度上是由其隐蔽性所决定的，也就是说，潜艇必须能长时间地在水下停留，噪声水平要低。
当然，在水下续航性能上，没有哪种潜艇能与核潜艇相抗衡，而且，近年来，核潜艇在降低声纳场水平方面，成绩也比较突出。
但是，现代化柴电潜艇同样也需要大幅降低噪声水平。
因此，提高非核动力潜艇战斗效率的问题开始提上日程。
关键是要提高水下续航时间，要想达到这一目的，必须建造、使用和掌握厌氧能源装置，只有它才能够保障常规潜艇较长时间的水下航行。
苏联率先进行了这方面的研究，到50年代中期前，苏联是厌氧能源装置方面无可争议的先锋，共进行了几种类型单发封闭循环柴油发动机的试验，批量生产了装配这种能源装置的A615型潜艇。
当然，由于发动机性能不够完善，潜水员培训水平不高，潜艇经常处于失火和爆炸的危险之中。
不过，类似能源装置发展方向本身则是非常有前景的，可惜，随着核潜艇时代的到来，其研制热潮暂时冷却下来。
海洋的静默杀手【美苏核潜艇大】
自从1954年世界上第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号问世后，各海军大国纷纷发展核潜艇。
其中，历史上传统的潜艇强国德国和日本因为是战败国而无缘跻身其中。
而中国经过自身的艰苦努力也成功拥有了核潜艇。
迄今，世界上共有5个核潜艇国家，即美国、俄罗斯、英国、法国和中国。
在这之中，以美国和俄罗斯两国核潜艇的发展最有代表性，无论是建造级别、建造数量还是发展水平都是其它三个国家无法企及的。
美国☆攻击型核潜艇在“鹦鹉螺”和“海狼”等试验型核潜艇之后，美国攻击核潜艇共发展了六代。
“鳐鱼”级(上图)为第一代，首艇1955年开工，1959年服役，共建造4 艘，是美国海军首次批量生产的核潜艇。
该级艇长81.5米，宽7.6米，水下排水量2861吨，采用S3W/S4W核反应堆和2座蒸汽涡轮机，双轴，功率6600马力，水下最大航速19节，最大潜深200米，人员编制83至97人，艏6艉2共8具鱼雷发射管。
“鲣鱼”级属于第二代，在1956至1961年间共建造了5艘。
该级艇是世界上首级采用水滴形壳体的核潜艇，大大提高了水下航速。
该级艇长76.7米，宽9.6米，水下排水量3513吨，最大潜深200米，采用1座S5W核反应堆和2台蒸汽轮机，单轴，最大功率1.5万马力，水下最高航速30节，该级艇为以后的高航速核潜艇提供了实践经验。
此外，该级艇第一次加装了围壳舵，并采用单、双壳体结合的结构。
它的武器为6具鱼雷发射管，发射MK48鱼雷。
“长尾鲨”级属于第三代，1959年至1967年间共建造12艘，它使美国攻击核潜艇的发展进入了一个新阶段。
该级艇长84.9米，宽9.6米，水下排水量4300吨，动力装置与“鲣鱼”级相同，单轴，水下最高航速30节，人员编制127人。
该级艇首次采用了HY－80高强度钢，使其最大潜深增至300 米。
在推进系统方面，它首次采用了主、辅和应急三套装置。
其鱼雷发射管减至4具，并由艏部移到中部，以使艏部拥有更多的空间容纳水声设备。
“鲟鱼”级是第四代，于1963年至1975年共建造37艘。
国外潜艇AIP技术发展现状与趋势分析
1 引言
2 几种典型 AIP 基本原理及发展现状
常规动力潜艇以其造价低、机动性好、技术成 熟、辐射噪声小、适于中近海作战等特点，一直备受 各国海军的重视，而其水下续航能力较差、通气管 航行暴露率高的缺点，严重制约了进一步的发展。 为提高常规潜艇的综合作战效能，许多国家都在探 索不依赖空气的推进装置（Air Independent Propul⁃ sion，AIP）。AIP 技术的应用使常规潜艇进入了一 个新的发展时代，同时也对常规潜艇兵力作战使用 带来了深远的影响 。 ［1-3］ 目前相对成熟，且进入了 实用阶段的 AIP 技术可分为热机系统、电化学系统 和小堆系统三大类，其中热机系统包括斯特林发动 机（SE/AIP）、闭 式 循 环 柴 油 机（CCD/AIP）、闭 式 循 环 涡 轮 机（MESMA/AIP）等 形 式 ；电 化 学 系 统 以 燃 料电池（FC/AIP）形式为主；小堆系统是基于低功率 核动力装置（LLNP/AIP）的动力系统。
2.1 斯特林发动机 AIP 系统（SE/AIP） SE/AIP 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，其工作过程是：在燃烧室内，氧气和燃油持 续燃烧，燃烧的火焰将加热器加热，由加热器把热 能不断地传递给流经其内部的工作介质（氦气或氩 气），介质吸收热量膨胀做功，推动活塞运动，再通 过曲柄、连杆机构变往复运动为旋转运动，使曲轴 旋转并输出功率。
总第 285 期
75kW［4］。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。目 前装备有 SE/AIP 系统潜艇的国家有瑞典、新加坡、 日本等，其中日本 SE/AIP 技术引进于瑞典，并于 2003 年在“春潮”级和“朝潮”级常规潜艇上试航成 功。 2.2 闭式循环汽轮机 AIP 系统（MEMSA/AIP）
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。
常规潜艇的_芯动力_AIP原理比析
近年来，随着科学技术的进步，反潜 探测装备和技术迅猛发展，各型声纳、磁 探仪、天基雷达、激光探测器、红外探测 仪等新型反潜设备投入使用，大大降低了 常规潜艇的作战效能。这其中的主要原因 就是常规潜艇水下航行时，蓄电池储备电 能极其有限，当电能消耗到一定程度时， 就需要上浮至通气管航行状态利用柴油发 电机组对蓄电池进行补充充电。而此时是 常规潜艇最容易暴露的时刻，这也是常规 潜艇最致命的弱点之一。因此，增大常规 潜艇水下续航力和续航时间，减小通气管 航行状态的暴露几率，提高隐蔽性，一直 是常规潜艇设计者和使用者长期为之奋斗 的目标。
除却是难中之难，主要方法是碱溶液吸收 所用的一样，可广泛采购，不存在后勤供
法、再生吸收剂吸收法和海水溶解法，其 应问题；随时可以在闭式循环和开式循环
中最好的应是海水溶解法，原料取之不 两种工况下进行自由转换，因为该系统所
竭，用之方便，实现难度较小。其二是使 用柴油机与普通柴油机一样，所以可以进
柴油机在使用循环气体的情况下能保证足 行自由转换，增加潜艇使用的灵活性；由
存在的缺点和不足 工作效率低、氧
主要的技术优点 柴油机技术成熟， 气消耗量大、排出的热量多，按 １３０００ 海
性能比较可靠，寿命长，目前此 ＡＩＰ 系统 里的续航能力计算，一艘２０９型潜艇采
所用柴油机可以是标准的潜艇用柴油机， 用燃料电池仅需携带 １５ 吨左右
制造和装配技术非常成熟，工作寿命要比 的液氧，而采用闭式循环柴油机
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2006.3
液氢罐
MILITARY TECHNOLOGY 军事技术 ■
“斯特林”动力工作流程系统简示图
废气
液氮罐
“斯特林”主机
直流发电机
瑞典考库姆公司“斯特林”动力舱段
伴随时代发展的潜艇AIP技术
伴随时代发展的潜艇AIP技术设计与建造可以长期在水下活动的真正潜艇，早在19世纪末期至20世纪初期就已经是研制潜艇的先驱们孜孜不倦追求的目标。
由于受到科学技术的限制，无数潜艇设计师和工程师经过几十年的探索和努力，这个愿望一直没有实现。
1954年，当世界上第一艘核潜艇问世之际，人类终于实现了建造真正潜艇的夙愿。
但是，由于受政治、经济以及技术水平等多方面的限制，世界上仅有少数几个国家才建造并拥有了核潜艇，对于大多数国家来说，他们拥有的是常规动力潜艇，建造核潜艇只是可望而不可即的遥远目标。
因此，摆在大多数国家面前需要解决的迫切问题，是如何延长常规动力潜艇的水下续航能力，使其成为非核动力的真正潜艇。
因此，潜艇AIP技术受到了许多国家的普遍关注和青睐，这种国际环境提供了潜艇AIP技术发展的温床。
从这个意义上来说，潜艇AIP技术不是少数几个国家的需求催生的，它是时代发展的需要。
早期的AIP技术潜艇AIP系统的发展始于第二次世界大战之前。
1933年，德国的赫尔穆特·瓦尔特教授的研究结果表明，利用过氧化氢溶液可以产生动力，并且还发现了一些能促使氧化物迅速分解的催化剂。
1936年，赫尔穆特·瓦尔特教授设计了一台可以装备在潜艇上的、功率为1400马力的“瓦尔特”型闭式循环汽轮机，德国的克虏伯公司根据瓦尔特教授的设计图纸制造了一台“瓦尔特”型闭式循环汽轮机。
陆上试验运行结果表明，这台“瓦尔特”型闭式循环汽轮机运行可靠，工作稳定，具有实用效果。
1940年，德国在一艘排水量为80吨的试验潜艇上装备了一台功率为2000马力的“瓦尔特”型汽轮机，在进行海上试验航行时，该潜艇可以达到水下28节的最高航速。
这一航速指标是当时世界各国潜艇水下航行速度的最高记录。
二次世界大战期间，德国对“瓦尔特”闭式循环汽轮机系统寄予了很高的期望。
建造了多种功率的“瓦尔特”闭式循环汽轮机并装备了潜艇，这些潜艇在二战结束之前被德国人沉到了海底。
“狮城瑞典新制造”“射手级”AIP潜艇
“狮城瑞典新制造” “射手级” AIP潜艇来自瑞典的“射手”2005 年11 月8 日，新加坡国防部与瑞典考库姆公司正式签署采购2 艘“西约特？m”级常规潜艇（即“西约特？m”号和“郝辛？m”号）合同，军售项目代号“北极光”，这是继“挑战者”级潜艇后新瑞两国再次实现潜艇防务合作。
该两艘潜艇被分别命名为“射手”号和“剑客”号。
“西约特？m”级常规潜艇是考库姆公司20世纪70 年代末80 年代初设计的，80 年代末服役，1999 年开始现代化改造，主要是加装斯特林AIP系统和更换电子设备。
成为“射手”级的这两艘“西约特？m”级潜艇又经过了瑞典考库姆公司和新加坡国防科技局联合的全面综合改装升级。
该艇加装了一部空调，使其能适应新加坡周边热带浅海海域作战。
采用单壳体，艇内采用双耐压舱室设计，当某个舱室渗水时，既确保了潜艇安全，又大大提升了艇员的生存能力。
艇艉装备x 型艉舵，较传统十字型艉舵效率高，降低了潜艇噪音，减少其磁性信号：四个舵面均有垂直舵和水平舵的双重功能，在水平机动或垂直升降时均发挥作用，且每个舵面都可进行独立控制，大大提升了潜艇机动性能，在濒海作战中优势更明显，尤其适宜在新加坡领海海域作战。
该级艇比“挑战者”级潜艇足足大出300 吨，是新加坡海军目前最大吨位潜艇。
长60.5 米（较原型艇长12 米），宽6.1米，吃水5.6 米，水面航速8节（较原型艇慢3 节），水下航速15 节（较原型艇慢5 节），水面排水量1400吨（较原型大330 吨），水下排水量1500 吨（较原型大350吨），艇员编制28 人（较原型艇增加4 人）。
就英吨位而言，“射手”级在东南亚地区仅次于马来西亚海军“端古•阿卜杜尔•拉赫曼” 级潜艇（水下排水量1670吨），比印尼海军性能老化的德制209／1300型“查克拉”级（水下排水量1 395吨）大出105 吨。
就其总体性能而言，当之无愧是东南亚地区最先进的潜艇。
小功率核动力潜艇与燃料电池-AIP潜艇的对比分析
小功率核动力潜艇与燃料电池-AIP潜艇的对比分析
张延飞
【期刊名称】《舰船论证参考》
【年(卷),期】2001(000)004
【摘要】本文从潜艇总体角度对燃料电池潜艇与小核动力潜艇进行了简要对比分析。
认为其综合因素将优于小核动力潜艇。
【总页数】6页(P1-6)
【作者】张延飞
【作者单位】船舶系统工程部
【正文语种】中文
【中图分类】U674.76
【相关文献】
1.德国开工建造燃料电池潜艇—不靠大气的U212级AIP潜艇 [J],
2.潜艇燃料电池-核动力联合动力装置研究 [J], 张林根;张义农
3.AIP潜艇燃料电池供氢新技术--硼氢化钠水解制氢 [J], 王新喜
4.外军AIP潜艇燃料电池最新储氢技术 [J], 李世令
5.燃料电池AIP潜艇用氢源技术的发展现状及分析 [J], 黄振军;武晓云;林志民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。