潜艇动力装置
常规潜艇
主要型号
德国U214：U214=U209+U214，有AIP技术，模块化，高度智能化，可发射潜舰导弹。
日本苍龙级潜艇俄罗斯阿穆尔1605：有AIP技术，是俄罗斯最新一代常规潜艇，噪音低，可发射潜舰导弹及 俄罗斯威力巨大的各种先进鱼雷，还可发射巡航导弹，与U214难分上下。
日本苍龙级：日本在二战后建造的吨位最大的一款AIP型潜艇，可深潜低速航行数周。其声呐系统是亲潮级 装备的ZQQ-6的改进型声呐，同时采用了比传统的十字形尾舵具有更高机动性的X形尾舵，且尾舵损坏的危险系数 更小，更适合在水文复杂的东海和黄海作战。
1881年，英国人加莱德开始建造“诺德费尔特－1”号，1885年下水。它以蒸汽机为动力，当潜入水下时， 锅炉熄火以剩余蒸汽作为动力。该艇还装有鱼雷发射装置。“诺德费尔特－1”号是当时比较大，也是比较成功的 潜艇。霍兰在“霍兰－II“型取得了成功后，又制造了更为先进的“霍兰－III”型，这种潜艇采用水面以汽油 内燃机，水下以蓄电池为动力的双推进系统。该艇机动灵活，操作方便，并装有多枚鱼雷，攻击力强，后来的潜 艇，除了改用柴油之外，基本上都沿用霍兰的设计。
组成结构
潜艇可分为常规动力装置和核动力装置。常规动力装置主要由柴油机、蓄电池和主电动机等构成。柴油机是 常规潜艇水面航行的主要动力装置，可使潜艇水面航速达10～15节。主电动机是常规潜艇水下航行的主要动力装 置，可使潜艇水下航速达15～20节；还装有经济电机，水下航速2～4节。潜艇水下航行受蓄电池电量的限制，常 须浮出水面或在水下一定深度，使用柴油机航行，并带动主电动机为蓄电池充电以补充电量。核动力装置，主要 由核反应堆、蒸汽发生器、主循环泵和蒸汽轮机等构成。
1898年，美国海军订购了6艘“霍兰－III”型潜艇，并组建了世界上第一支潜艇部队。1897年，美国人 S·莱克建成了第一艘双层壳体潜艇，在两层壳体间布置有可使潜艇下潜上浮的水柜。
GJB 846.1-1990 潜艇核动力装置退役安全规定 总则
4. 5
施。
在核动力装置 的设计阶段就 应开始考虑退役措施;在其建造和运行阶段应实施相应的措
5
设计阶段要求
5. 1
间。
系统、部件和结构的设计，应能防止退役工作人员遭受过量的辐射照射。对于高放射性部
件，设计土应考虑放射性屏蔽体、快速拆卸、远距 离化学去污的连接以及合 适的切割 与移出空
5. 2
为便于从艇内移出放射性物质，艇的总体设计应考虑可达性，包括具有足够的艇耐压船
作:移出 、 去污和拆除所有活化的物项，以便在较 短 的时期不受限制地使用该艇的艇体和其他
国防科学技术工业委员会 1990 一 03 - - 22 发布
1990 ~ 10 - 01 实施
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GJ8
846. 1- 90
3
审批程序和责任
由运行单位负责向上级主管部门提出 核 动力装置退役报告，由上级主管部门批准核动力
7. 9
7. 10
(含保卫)和辐射防护〈含放射性监测)的计划。其要求见第 8 章。
场，使退役工作人员和公众所受的放射危害最小，或使某些物项不受限制地使用。
7.11
7. 12
7. 13
求。
在装置去污过程中，应尽量减少 二 阶废物量;必须严格控制和处贵去市后的去污榕班、
粉尘、气搏校和烟雾 ， ~jj 1.!:放射性物质的扩散和迁移。
2. 5 2.6 2. 7 2. 8 2. 9
物项 ω
退役 decommíssioning
潜艇核动力装 置;最 终 退出 运 行和随后使其处于规定状态所进行
的工作 。 退役责任单位 responsible organization for decommissioning 对整个潜艇核动力装 置 的退
船舶主推进动力装置课件
交通运输
用于海上货物运输、邮轮旅游等。
科学考察
用于海洋科学考察、研究等。
船舶主推进动力装置的发展趋势与展望
高效能
智能化
随着能源消耗的日益增加，船舶主推进动 力装置正朝着高效能、低能耗的方向发展。
随着智能化技术的不断发展，船舶主推进 动力装置将逐步实现智能化控制和管理。
环保化
多样化
随着环保意识的不断提高，船舶主推进动 力装置正朝着环保化、低排放的方向发Hale Waihona Puke 。船舶主推进动力 装置课件
• 船舶主推进动力装置概述 • 船舶主推进动力装置的工作原理 • 船舶主推进动力装置的维护与保养 • 船舶主推进动力装置的应用与发展趋势 • 船舶主推进动力装置的安全操作与规范
01
CATALOGUE
船舶主推进动力装置概述
船舶主推进动力装置的定义与功能
定义
船舶主推进动力装置是船舶中用于提 供推进动力的核心设备，包括发动机、 传动系统、推进器等部分。
功能
船舶主推进动力装置的主要功能是为 船舶提供动力，使其能够实现航行、 操纵和作业等任务。
船舶主推进动力装置的分类
按能源类型
船舶主推进动力装置可分为柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、电动机等类型。
按推进方式
船舶主推进动力装置可分为直接推进和间接推进方式，其中直接推进方式是指 发动机直接驱动推进器，间接推进方式则通过传动系统实现发动机与推进器之 间的动力传递。
根据故障原因采取相应的措施进行排除，如更换部件、调整参数等。
预防措施
针对已发生的故障制定预防措施，防止类似故障再次发生。
04
CATALOGUE
船舶主推进动力装置的应用与发展趋势
船舶主推进动力装置的应用领域
潜艇原理第二讲-战术指标-型线-分类-总布置
按潜艇的用途分
1、战术潜艇 战术潜艇的主要任务是： 1）对敌人大、中型水面舰艇实施战术攻击； 2）破坏敌人海上交通线，消灭敌运输船； 3）对敌方港口、岸上基地设施实施战术攻击； 4）执行侦察、巡逻、布雷等任务。 这些任务中大都是以主动攻击为主，所以又可 称它为攻击型潜艇。
2、战略潜艇
主要任务是
摧毁敌人固定的军事、政治、工业、交通中 心等战略目标或设施，通常指的是带核弹头的弹 道导弹潜艇，因此，同时具有战略核威慑作用。
3 ）运输潜艇 作用：利用在艇内或上层建筑上设置的专门设备来输 送液体或固体物资，向海上舰艇补给燃料、武 器弹药和输送部队人员登陆等。
主要优点是：1.运输潜艇可以不受海上气象条件的影 响，在给定的航线上航行。 2.运送作战物资和部队具有最大的隐 蔽性； 3.水下航行时不受波浪阻力影响。
由于目前在建造、运行的经济性上还存在一些问题及 对这类潜艇的需要还未达到急迫程度，所以至今运输 潜艇发展缓慢。
2）水下经济航速和续航力 水下经济航速：水下状态的潜艇，在用经济推 进电机低耗电、低噪音航行时所能达到的航行 速度。 水下经济航速下的续航力：蓄电池一次充足 电后以水下经济航速连续航行所能达到的最 大航程。 水下经济航速出现的原因：常规动力潜艇为了 使蓄电池能源经一次充足电后，能工作更长的 时间，以便增大水下续航力，引出了水下经济 航速。
hsf : 安全深度，排除可能与水面舰船碰撞和被反潜飞机
白昼用目力观察到的下潜深度。它与海水透明度有 关，一般在30米左右。 hc : 计算深度，设计计算耐压艇体强度时的理论深度。为防 止潜艇在极限深度上继续过渡下潜或由纵倾引起的超深， 耐压艇体必须有强度储备，它一般取为极限深度的 （30～50%）。所以，计算深度也就是 （1.3～1.5）倍 的极限深度，这一深度是耐压艇体开始破坏的深度。
船舶核动力装置
美国核动力航空母舰
总结词
美国是全球最大的核动力航空母舰拥有国，这些航母具备强大的作战能力和长期续航能 力。
详细描述
美国拥有多艘核动力航空母舰，这些航母采用核反应堆技术，为航母提供几乎无限的航 程和长期稳定的动力。核动力航空母舰具备强大的舰载机起降能力和作战能力，是美国 海军的重要战略资产。这些航母在多次军事行动中发挥了关键作用，包括打击恐怖主义、
该系统包括了核燃料组件、燃料存储设施、燃料处理设备和废物处理设施等部分。
核燃料循环系统的设计需考虑核燃料的经济性、安全性和环保要求。
冷却系统
冷却系统负责将反应堆产生的 热量带走并排放到环境中，以 维持反应堆的正常运行温度。
冷却系统通常采用液态金属、 水或气体等作为冷却剂，将热 量传递到散热器或冷凝器中排 放。
安全风险
核能技术虽然相对成熟，但仍存在一定的安全风险，如核事故、辐射 泄漏等，需要采取严格的安全措施来确保人员和环境的安全。
风险与挑战
技术成熟度与可靠性
船舶核动力装置技术需要经过长时间的实际运行验证，以 确保其成熟度和可靠性。
国际合作与互操作性问题
由于涉及核能技术，船舶核动力装置的国际合作和互操作 性成为一个重要问题，需要各国政府和国际组织之间的合 作与协调。
核动力装置能够提供持续、稳定的能 源输出，与传统的柴油或燃气发动机 相比，能源利用效率更高。
长续航能力
由于核燃料能量密度高，船舶核动力 装置能够提供较长的续航里程，减少 补给次数。
减少对化石燃料的依赖
船舶核动力装置可以大幅减少对石油、 天然气等化石燃料的依赖，从而降低 温室气体排放。
环保性
核动力装置产生的废物量相对较少， 且长期来看，核废料的处理和处置问 题得到妥善解决后，船舶核动力装置 的环境友好性将更加明显。
船舶动力装置的史历及未来发展
船舶动力装置市场竞争格局分析
国际竞争格局
国际船舶动力装置市场竞争激烈，主要集中在欧洲、美国和日本等发达国家的企业。这些企业拥有先进的技术和品牌 优势，占据了较大的市场份额。
国内竞争格局
中国船舶动力装置市场企业众多，但规模普遍较小，技术水平相对较低。未来，随着市场竞争的加剧和技术的进步， 国内企业将面临更大的挑战和机遇。
柴油机能够提供持续稳定的功 率输出，适用于大型远洋船舶 和货船。
柴油机的能效和排放性能也在 不断改进，以满足更加严格的 环保要求。
船舶燃气轮机动力装置的应用
01
燃气轮机具有高功率密度、低油耗和快速启动等优点，适用于 大型豪华邮轮和军舰。
02
燃气轮机能够提供高推力，适用于高速船舶和需要快速响应的
船舶。
船舶动力装置的史历及未来发展
目 录
• 船舶动力装置的历史 • 船舶动力装置的现状 • 船舶动力装置的未来发展 • 船舶动力装置的技术创新 • 船舶动力装置的市场趋势
01 船舶动力装置的历史
船舶蒸汽机动力装置的起源
船舶蒸汽机动力装置起源于19 世纪初，随着工业革命的发展，
蒸汽机逐渐应用于船舶推进。
发展现状与趋势
目前，风能动力装置在小型船舶上得到了一定的应用。未来，随着风能发电技术的进步和成本的降低，风能动力 装置有望在大中型船舶上得到广泛应用。同时，与太阳能、海洋能等其他可再生能源的综合利用将是未来船舶动 力装置的重要发展方向。
04 船舶动力装置的技术创新
船舶动力装置的能效提升技术
总结词
燃气轮机的排放性能也较好，符合环保要求。
03
船舶电力推进系统的应用
电力推进系统具有节能、环保和 高效等优点，适用于中小型船舶
军舰动力装置概况-柴油机
军舰动力装置概况-柴油机军舰动力装置概况——柴油机柴油机作为主动力装置在舰艇上得到广泛应用已有50多年历史。
为了提高市场竞争力，世界的柴油机制造厂出现了兼并或联合组成大行业集团，所以目前只有少数几家能制造舰艇高速大功率柴油机。
它们是德国的MTU公司、法国的SEMTPielstick公司、意大利的GMT公司和英国的Paxman公司等。
其中德国的MTU公司的舰艇柴油机，由于系列完整、功率覆盖面广、通用性强、寿命长、低负荷性能好和起动方便等优点而占据世界舰用柴油主机的绝大部分市场，雄居主导地位。
这些年来，除了MTU公司新开发了595系列柴油机和GMT公司在B230.2DVM型柴油机上发展了A250.16HVM型柴油机外，新型高速大功率柴油机发展较平稳，多数是在原来机型的基础上进一步完善提高，扩大用途。
就是说，继承并发展各自的技术特色，进行系列化设计，通过机型变型来扩大用途，如MTU396机废气涡轮增压用于潜艇，396系列机继04型后又推出TE型；595系列机有9种变型机。
PielstickPA4-200型机功率提高后由VG型发展成VGA型，采用复合增压用于潜艇等。
有的发展成长冲程以扩大用途，如GMT公司的B230/BL230、法国S.A.C.M公司的UD45/UD50、Pielstick公司的PA6B-STC等。
舰用高速大功率柴油机由于其应用范围的特殊性和使用条件的限制，使它们的技术难度极大。
一方面要求具有较高转速、大功率、结构紧凑、坚实耐冲击、重量轻、体积小、比功率大、工作可靠并同时保持相应的经济性，使用寿命和维修方便；另一方面在性能上必须机动性好，起动时不冒白烟，运行中不冒黑烟和低工况性能好。
随着柴油机技术的发展，舰用柴油机在性能、可靠性和装舰技术方面已取得明显的进展，单机功率比过去同型机功率提高30％以上，意大利GMTA250.20HVM型机最大功率7750kW，德国MTU-24V1163-93型机最大功率8824kW，法国SEMT-Pielstick20VPA6-280BTS 型机10％超负荷功率可达9705kW。
核动力装置
船舶核动力装置一、背景：1955年4月，世界上第一艘核动力船舶——美国核潜艇“舡鱼“号正式编队下水服役。
为了建造者艘核潜艇的动力装置，美国提前5年在艾德华州兴建了陆上模式堆，这就是世界上第一个核动力装置。
从那时起到现在的近50年时间里，世界上先后有近十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等相继游弋在宽阔的海洋上了。
事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。
可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国造船业今后十分关注的发展方向。
过去的两个多世纪，由于人类掌握了利用煤、石油等化石燃料产生动力的技术，使人们摆脱了单纯依靠人力、畜力进行劳动的困境，推动了社会生产突飞猛进的发展。
与有限的化学能源相比较，核能将会成为人类的一个全新的、蕴藏量更为丰富的动力资源，它必将有力地推动社会生产力的发展。
二、基本介绍：核动力装置以原子核裂变能作为产生推进动力的能源。
它包括核反应堆、为产生功率推动船舶前进所必需的有关设备以及为提供装置正常运行，保证对人员健康和安全不会造成特别危害的那些结构、系统和部件。
船舶核动力装置是以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。
它可以作为船舶的一种主动力装置。
核动力装置功率大，一次装填核燃料可以用上好几年。
装备核动力装置的舰船，几乎有无限的续航力。
所以核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。
三、基本原理：核燃料在核动力装置的反应堆中产生裂变反应，释放巨大能量，被不断循环的冷却水吸收，后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水，使之变为蒸汽后到汽轮机中作功。
基于中子引起这种反应后又产生更多的新中子，在一定的条件下，新中子又可能去轰击另一个可裂变的原子核，使之又分裂为两个次级裂变产物的部分，又再放出大量的能量和两到三个新中子；同样条件下，新中子又可能去轰击另外的又一个可裂变的原子核而连续不断地把这种裂变反应持续下去，连续不断地释放出能量。
《潜艇动力装置》课件
目录
• 潜艇动力装置概述 • 潜艇动力装置的工作原理 • 潜艇动力装置的维护与保养 • 潜艇动力装置的故障排除 • 潜艇动力装置的应用与发展趋势
01
潜艇动力装置概述
潜艇动力装置的定义
定义
潜艇动力装置是潜艇的能源系统 ，为潜艇提供推进和辅助动力。
重要性
潜艇动力装置的性能直接影响到 潜艇的作战能力和隐蔽性。
潜艇动力装置的发展趋势
01
技术升级
随着科技的不断进步，潜艇动力装置也在不断升级，以提高推进效率和
降低噪音。
02
新材料应用
新型材料的出现和应用为潜艇动力装置的轻量化和小型化提供了可能。
03
智能化
未来潜艇动力装置将更加智能化，能够根据不同任务需求进行自我调整
和优化。
潜艇动力装置的前景展望
环保要求
随着环保意识的提高，未来潜艇动力装置将更加注重环保性能，如降低排放和噪音。
在潜艇动力装置出现故障时，采取紧急措施进行维修，确保潜艇的 安全返回基地或安全区域。
防寒保暖
在寒冷环境下，采取措施对潜艇动力装置进行保温，防止设备因低 温而损坏。
防水防潮
在潮湿或水下环境中，采取措施防止潜艇动力装置受到水的影响，保 证设备的正常运行。
04
潜艇动力装置的故障排除
常见故障及排除方法
1 2
故障一
发动机启动困难或无法启动
可能原因
电池电量不足、启动电路故障、燃油系统问题等 。
3
排除方法
检查电池电量，修复启动电路，清洗或更换燃油 滤清器。
常见故障及排除方法
故障二
发动机过热
可能原因
冷却系统故障、发动机负荷过大、润滑系统问题等。
船舶动力装置原理与设计_第1章
Tips:汽轮机推进装置主要采用的是汽轮机+减速齿轮箱+定距桨的形式；少数采 用汽轮机电力传动形式。
2019年3月30日星期六
17
燃气轮机推进动力装置
• • • • • 优点: a. 重量尺寸小； b. 操纵方便，备车迅速； c. 自巡航到全速工况加速迅速； d. 具有多机组并车的可靠性； • 缺点: • a. 必须配备不同燃料及相应的 管路及贮存设备； • b. 主减速器的小齿轮数目多， 结构复杂； • c. 在减速器周围布置有难度。
• e. 管理与检修费较低。
• 潜艇蓄电池也是一种电力推进装置
2019年3月30日星期六
26
目前舰艇电力推进装置的发展动向
• 以交流（交流发电机和交流电动机）电力推进装置取代 直流（直流发电机和直流电动机）电力推进和交直流 （交流整流发电机和直流电动机）电力推进装置
– 交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点， 根据推进电机的类型，可分为异步电动机和同步电动机交流推 进装置；而根据电流交换器的结构形式不同分为晶闸管变频交 流电力推进装置、电力晶体管和可关断晶闸管交流电力推进装 置. – 是以超导电机（超导发电机和超导电动机）为功率元件的电力 推进装置，与普通电力推进相比，具有重量轻、体积小、效率 高、噪声低的特点。由于超导材料必须工作在相应的临界温度 以下，要有一套复杂的液氮设备，所以在一定程度上制约了它 的广泛应用。近年来，随着低温技术的迅速发展，特别是低温 技术的小型化，为超导电力推进在舰艇上的应用提供了良好的 条件。。
2019年3月30日星期六
船舶核动力装置PPT
辅助系统
辅助系统包括化学处理系统、净化系 统、给水系统、润滑油系统、压缩空 气系统等，用于支持船舶核动力装置 的正常运行和保障安全。
辅助系统的正常运行对船舶核动力装 置的整体性能和安全性具有重要影响 。
03 船舶核动力装置的安全与 防护
船舶核动力装置
目录
CONTENTS
• 船舶核动力装置概述 • 船舶核动力装置的组成 • 船舶核动力装置的安全与防护 • 船舶核动力装置的应用与前景 • 船舶核动力装置的挑战与解决方案
01 船舶核动力装置概述
定义与特点
定义
船舶核动力装置是一种利用核能作为 能源，通过核反应产生热能，再转换 为机械能以驱动船舶航行的装置。
历史与发展
早期研究
技术进步
20世纪50年代，美国和苏联开始研究 核动力装置在船舶上的应用。
随着科技的发展，船舶核动力装置在 安全性、可靠性和经济性等方面不断 取得进步，未来有望在更多类型船舶 上得到应用。
实际应用
1954年，苏联建成世界上第一艘核动 力潜艇“K-3”号；1961年，美国建 成世界上第一艘核动力航空母舰“企 业”号。
公众接受度问题
安全担忧
部分公众对核能的安全性 存在疑虑，对核动力船舶 可能产生抵触心理，影响 项目的社会接受度。
环境影响
核动力装置产生的放射性 物质可能对环境产生影响， 引发公众关注和担忧。
社会舆论压力
在环保意识日益增强的背 景下，核动力船舶可能面 临较大的社会舆论压力和 抵制。
国际合作与法规
国际核能监管差异
民用船舶
破冰船
核动力破冰船能够在极地地区进行破冰作业，为极地科考、资源开发和航道开辟 提供支持。
潜艇泵喷推进器原理_理论说明以及概述
潜艇泵喷推进器原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述潜艇泵喷推进器是一种先进的水下推进技术，它通过将水流引导到泵中，并通过喷射产生推力来推动潜艇。
相比传统的螺旋桨推进系统，潜艇泵喷推进器具有更高的效率和更好的机动性能。
本文主要介绍潜艇泵喷推进器的原理和工作原理，解释其流体力学原理、压力传递机制以及能量转化过程。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先，在引言部分我们将对本文进行总体概述和结构安排。
其次，介绍潜艇泵喷推进器的原理，包括其工作原理、结构组成以及优缺点。
接着，在理论说明部分我们将详细探讨潜艇泵喷推进器涉及的流体力学原理、压力传递机制以及能量转化过程。
然后，在实际应用与发展现状部分我们将分析现有的潜艇推进系统应用实例，并探讨技术改进与创新发展趋势以及当前所面临的挑战和解决方案。
最后，在结论与展望部分我们将对文章进行总结，展望未来潜艇泵喷推进器技术的发展，并提出相关的建议和可能的改进方向。
1.3 目的本文旨在深入解析潜艇泵喷推进器的原理和工作机制，从流体力学和能量转化等角度进行理论阐述，并对其现实应用与发展现状进行分析和评估。
通过对该技术的全面研究，我们可以更好地了解潜艇泵喷推进器在海洋探索、军事应用以及科学研究等领域的实际效果和应用前景，为未来该技术的发展提供参考和指导。
2. 潜艇泵喷推进器原理：2.1 工作原理：潜艇泵喷推进器是一种基于马达流体力学原理的推进装置，它通过动力的提供和流体力学原理的应用，实现潜艇在水下前进的目的。
其工作原理主要包括以下几个步骤：首先，在潜艇内部通过压缩空气或者液压系统产生高压能。
这些高压能会被输送到潜艇泵喷推进器中。
接着，高压能被潜艇泵喷推进器中的泵转化为高速水流。
这些水流会经过推进器中的导向器进行方向调整，并注入到反推系统中。
然后，在反推系统内部，高速水流以极高速度从喷嘴中释放出来。
这个过程类似于火箭发动机的工作原理，因此也被称为“水下火箭”。
最后，由于动量守恒定律，高速水流从反向释放出来时会产生一个相等但相反方向的反作用力，从而使得潜艇在水中获得向前的推进力。
潜艇发动机工作原理
潜艇发动机工作原理
潜艇发动机是潜艇上的主要动力装置，驱动潜艇在水下航行。
潜艇发动机的工作原理主要涉及内燃机、电池、涡轮机和电推进系统等。
内燃机是潜艇发动机的核心部分。
它可以利用柴油或者其他燃料的燃烧产生高温高压气体，然后通过活塞运动转化为机械能。
这种机械能会驱动潜艇的传动系统，使潜艇前进或后退。
潜艇发动机还配备了电池组，用于潜艇在水下航行时提供动力。
电池组通过充电的方式储存电能，然后将电能转化为机械能驱动潜艇的螺旋桨前进。
当内燃机需要维修或者潜艇需要保持静默时，电池组就会发挥重要作用。
在一些现代化的潜艇中，还配备了涡轮机和电推进系统。
涡轮机可以利用发动机排出的废气产生高速旋转的气流，驱动涡轮发电机。
电推进系统则可以利用由涡轮发电机提供的电能以及电池组的电能，驱动潜艇的电动螺旋桨前进。
总之，潜艇发动机工作原理是通过内燃机、电池、涡轮机和电推进系统的配合，将燃料能源转化为机械能或电能，实现潜艇的水下航行。
潜艇动力装置
• 在1954年1月24日开始首次试航，到1957 年4月止，“鹦鹉螺”号在没有补充燃料旳 情况下连续航行了11万余公里，其中大部分 时间是在水下航行。1958年8月，“鹦鹉螺” 号从冰层下穿越北冰洋冰冠，从太平洋驶
进大西洋，完毕了常规动力潜艇所无法想
象旳壮举。
核潜艇旳相对于常规潜艇
优点： 具有动力输出大
▪ 212级潜艇旳“不依赖空气推动”（AIP）系统使 用一种装备氧和氢仓储旳燃料电池系统，也被集 成于潜艇旳操作系统和自动控制系统。氢燃料不 以气态或压缩形式，而以金属氢化物旳形式储存， 这种物质能够大量吸收、保存并分解氢气燃料， 每个储存单元有几组金属氢化物构成，它所容纳 旳氢气燃料要比低温集装箱内旳液体氢多许多， 在封闭旳燃烧室内使用是具有以便、容量大、生 态安全性较高和非常利于环境保护旳优点。全部 系统由九组PEM（质子互换膜）燃料电池模块所 构成，每组提供功率在30-50千瓦之间。单独使用 燃料电池能够使潜艇旳巡航速度到达8节。燃料电 池输出旳总功率大约是300千瓦。
长度 40.9米（134尺2寸） 全长/ 27.8米（91尺2寸）压力壳
宽度 4.1米（13尺5寸） 全长/ 4米（13尺1寸）压力壳
高度 8.6米（28尺3寸）
吃水深度 3.8米（12尺6寸）
动力 2 × MWM RS127S 6缸柴油引擎， 700 hp （522 kW） / 2 × SSW
PGVV322/26 双动电力发动机， 402 hp （300 kW）
• Air Independa”旳英文缩写，如
今它已为人们普遍接受，日渐风行各国海军并大有引
领常规潜艇发展之势。
•
既有旳常规动力潜艇,在水面航行时,用些油机作
动力,同步给蓄电池充电；在水下航行时用蓄电池提供
核潜艇的知识
完！
• 备注2：指挥塔围壳经加固以适应冰下作战。
苏、俄
阿库拉级核动力攻击型潜艇，苏联型号为971型“白斑狗鱼-B”，是苏联 研制生产使用的第三代攻击型核潜艇，是俄罗斯核潜艇有史以来设计的
静音效果最好的核潜艇，也是目前俄罗斯海军的主力攻击型核潜艇。 “阿库拉级”为北约命名，该词取自于俄文Akula，意为鲨鱼。
潜艇
中国核潜艇
• 核潜艇是指以核反应堆为动力 来源设计的潜艇。由于这种潜 艇的生产与操作成本，加上相 关设备的体积与重量，只有军 用潜艇采用这种动力来源。核 潜艇是一国潜艇中的战略力量， 为当前军事理念中军事核能 “三位一体”中海基核力量的 主要实现形式。中国海军拥有 一支核潜艇部队，这已不是什 么秘密。在1996年3月的台海危 机中，中国海军的核潜艇发挥
结构特点 大型平顶艇壳位于主耐压壳体上方，内部安装战略导惮发射管； 指挥塔围 壳表面圆滑细长，潜水舵安装住指挥塔围壳前端，后部有独特突出结构； 指挥塔围壳后方艇体逐渐艇尾方向收缩； 艇尾平顶式尾舵，前缘略倾。
英国
“特拉法尔加”级是英国第三代攻击核潜艇，首艇“特拉法尔加”号于
1979年4月开工，1983年5月服役，到1991年共建造了7艘，所有艇均配
•
结构特潜点，是目前英国皇家海军攻击核潜艇的主力。
• 艇体外观修长低矮，耐压壳体前后端轮廓倾斜；圆顶形艇体；前置可伸缩式艇身 潜水舵；修长突出的声纳整流罩位于指挥塔围壳前缘顶部；指挥塔围壳位于艇体 中部略前位置，前后缘垂直并与艇体平滑融合；艇尾大型平顶式尾舵；
• 备注1：耐压壳体及外表面覆盖合成橡胶消音瓦；
了其应有的作用
动力 水下续航能 力 自持力 装备
核动力分类
武器装备分 类
核反应堆
船舶动力装置
总重 GE ：机器及管系和管子里的工质及贮备重量
相对指标：
每千瓦重
y
Gy Pe
gy
Gy D
kg / kw kg /T
每吨重
通常用 0.1gy %来表示相对重量。
3、尺寸指标
绝对尺寸：机舱长、面积、容积
相对尺寸：相对长度：机舱长度与船长之比
面积饱和度：单位机舱面积的有功功率
容积饱和度：单位机舱容积的有功功率
联合装置解决了船舶巡航时的经济性与战斗时的加速性的矛盾及较大续航能力与加速性的
矛盾。主要用于大型水面舰艇。
五、核动力装置
❖ 优点：
❖ 1）功率大，续航能力高；
❖ 2）不消耗空气，可水下航行。
❖ 缺点：
❖ 1）尺寸重量大，危险性大
❖ 2）操纵复杂
❖ 3）造价高，运营费用高（燃料价高）。
§1-3 船舶动力装置的技术、经济及性能指标
§1-1 船舶动力装置的含义(definition)及组成(composition) 一、含义：船上所有机械设备及系统的总称 任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船舶的正常航行、生活和作业。 二 、组成 1、主推进装置 主机组：原动机及为其服务的设备和系统。 原动机有：柴油机（DIESEL）、汽轮机（STEAM TURBINE）、燃气轮机（GAS TURBINE） 其它设备如锅炉、推进器、传动装置等。 2、辅助设备 电能：用于证明及电器设备，有柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机 组。 热能：用于加热、取暖等。有辅助锅炉或余热锅炉。 压缩空气 ：用于柴油机启动、换向、舰艇鱼雷发射、潜艇沉浮及船上其它作业。有压缩机、 空气瓶及管件等。 3、全船系统：保证船舶正常工作和生活，安全航行的系统。如通风、空调、照明冷藏、制 淡等。 4、甲板机械：舵机、锚机、装卸设备及吊艇设备等 5、机舱自动化设备 §1-2 船舶动力装置的基本类型和特点 一、柴油机动力装置 优点： 1、较高的经济性，耗油率低 2、质量轻 3、机动性好，操作简单，起动快，正倒车迅速 4、功率范围大 1—80000 千瓦 缺点： 1、单机功率小 2、噪声振动大 3、寿命短（大修期），高强载机只有 1—5Kh 二、蒸汽轮机动力装置 优点： 1、单机功率大 2、噪声振动小 3、寿命长，10 万小时以上 4、可用劣质燃料 缺点： 1、尺寸重量大 2、效率低 3、机动性差 三、燃气轮机动力装置 优点： 1、质量尺寸小 2、单机功率大 3、机动性好
核动力装置-船舶标准网
、[定义]：装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。
其工作原理是：核反应堆将核能转化为热能，再利用冷却剂将热能输出堆芯，冷却剂携带的热量通过蒸汽发生器传递给二回路工质，工质受热形成蒸汽，蒸汽进入透平作功，带动螺旋桨转动。
舰艇核动力装置技术是指在舰艇核动力装置的建造、使用中所应用的技术。
[国外概况] 自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。
目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。
一、舰艇核动力装置的优点1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。
核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。
2、续航力不受限制。
核反应堆一次装料，可运行几年甚至几十年，如美国正在建造的"弗吉尼亚"级潜艇上使用的S9G反应堆，其寿命可达33年。
从而使核潜艇具有"无限"的续航力。
3、大功率。
现在已运行的舰艇动力反应堆，单堆功率在30~300兆瓦（MW）之间，有的核动力舰艇（如航空母舰）装有多个反应堆，强大的动力使得这些庞然大物能以20~50节的高航速航行。
二、国外舰艇核动力装置的应用概况目前，国外有美国、俄罗斯、英国和法国拥有了核动力潜艇，美国和法国拥有核动力航母，美国和俄罗斯拥有核动力巡洋舰。
表一给出了国外舰艇核动力装置的数量。
1、美国核动力装置的情况美国的舰艇核动力，基本上是在西屋公司和通用电气公司两大企业之间的竞争中发展的。
西屋公司设计和建造的是SW系列，包括一座陆上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等装艇堆。
通用电气公司设计和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（双堆）、S5G、S7G、S8G六座陆上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等装艇堆。
船舶动力装置概论..课件
燃气轮机的主要部件
压气机
压气机是燃气轮机的重要组成部分， 它的作用是吸入空气并将其紧缩到高 压状态，为燃烧提供足够的氧气。
涡轮
涡轮是燃气轮机的另一个重要部件， 它由一系列旋转的叶片组成，能够将 高温高压气体的能量转化为机械能。
燃烧室
燃烧室是燃气轮机中用于燃料和空气 混合并燃烧的部件，它能够产生高温 高压气体。
高。
随着环保要求的提高，船舶动力 装置正朝着更加高效、环保的方 向发展，如使用LNG燃料、开发
电力推动系统等。
未来船舶动力装置将更加重视智 能化、自动化和节能化，以适应 日益严格的环保要求和降低运营
成本。
02
船舶柴油机
柴油机工作原理
柴油机工作原理
柴油机是一种热力发动机，通过 燃烧柴油产生高温高压气体，推 动活塞运动，进而转化为机械能
船舶动力装置概论课件
目录 Contents
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶蒸汽轮机 • 船舶燃气轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
01
船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义
01
船舶动力装置是指为船舶提供推 动动力的整套设备，包括发动机 、传动设备、推动器等。
02
船舶动力装置是船舶的心脏，为 船舶提供航行、作业和发电所需 的动力。
曲轴
曲轴是柴油机的输出轴，将活 塞的往复运动转化为旋转运动
，输出机械能。
喷油器
喷油器是柴油机的重要部件， 用于将柴油喷入气缸，与空气
混合后燃烧。
涡轮增压器
涡轮增压器用于提高进气压力 ，增加柴油机功率和效率。
柴油机的类型和应用
轻型柴油机
轻型柴油机主要用于船 舶辅助机械，如发电机
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。
《潜艇动力装置》课件
柴油机动力装置的维护与保养
定期检查柴油机动力装置的各个部件，确保其正常运转 。
对柴油机进行定期的清洗和维护，防止积碳和磨损。
定期更换机油和滤清器，保持机油的清洁度。 定期检查冷却系统，确保冷却液的清洁度和充足性。
核动力装置的维护与保养
01
定期检查核反应堆的运 行状态，确保其安全稳 定。
早期潜艇动力装置
现代潜艇动力装置
早期的潜艇主要依靠人力和少量蒸汽 机作为动力源，推进力较小。
现代潜艇采用多种动力装置，包括柴 油机、核动力和电动推进等，以满足 不同的作战需求。
二战时期的潜艇动力装置
二战时期，柴油机成为潜艇的主要动 力源，提高了潜艇的续航力和水下航 速。
02
CHAPTER
潜艇动力装置的工作原理
• 燃料经济性好：柴油机具有较高的热效率 和较低的油耗率，有利于提高潜艇的续航 力。
柴油机动力装置的优缺点分析
噪音大
柴油机的噪音是众所周知的，这对于潜艇来说是个大问题，因为 安静性是潜艇隐蔽性的关键。
体积大
柴油机的体积相对较大，不利于潜艇的紧凑设计。
对环境温度敏感
柴油机在低温环境下启动困难，会影响潜艇的作战能力。
电动力装置的发展趋势与展望
总结词：电动力装置具有高效、环保和安静等优点， 未来将在潜艇中得到广泛应用，尤其是在小型潜艇和 无人潜艇中具有广阔前景。
详细描述：电动力装置通过电动机驱动潜艇前进，具有 高效、环保和安静等优点。随着电池技术的不断发展， 电动力装置的能量密度和续航力得到了显著提高。未来 ，随着电动机和控制技术的发展，电动力装置将进一步 优化设计，提高效率和可靠性。同时，随着小型化和智 能化的发展趋势，电动力装置将在小型潜艇和无人潜艇 中得到更广泛的应用。此外，混合动力装置的研发和应 用也将成为未来潜艇动力装置的重要发展方向，以实现 多种动力源的互补和优化。
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AIP技术
• 不依赖空气推进技术 (AIP Link)是使常规 潜艇潜航时间大幅提 高的新技术 ，目前 瑞典研制的斯特林发 动机和德国研制的燃 料电池这两种AIP动 力装置已达到实用阶 段。
斯特林发动机AIP（SEAIP）
斯特林发动机（SE）AIP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。为了使发动机在无空气条件下连续 运行，同样需要连续不断地供应氧气燃烧供应热 量，因而SEAIP也装有较大容量的液氧罐。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（30 bar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CO2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iller GmbH公 司MTU 16 V- 396柴油发动机，带动发电机 用于给蓄电池组充电。
212级潜艇推进系统由一个传统动力系统和一个 “不依赖空气推进”（AIP）系统联合组成。传统 动力系统由一个柴油发电机和一个铅酸续电池组 成，用于高速航行；“不依赖空气推进”（API） 系统，为静默慢速巡航使用；两种系统共同操作 时，潜艇达到最高20节航速。 212级潜艇的“不依赖空气推进”（AIP）系统使 用一个装备氧和氢仓储的燃料电池系统，也被集 成于潜艇的操作系统和自动控制系统。氢燃料不 以气态或压缩形式，而以金属氢化物的形式储存， 这种物质能够大量吸收、保存并分解氢气燃料， 每个储存单元有几组金属氢化物组成，它所容纳 的氢气燃料要比低温集装箱内的液体氢多许多， 在封闭的燃烧室内使用是具有方便、容量大、生 态安全性较高和非常利于环保的优点。全部系统 由九组PEM（质子交换膜）燃料电池模块所组成， 每组提供功率在30-50千瓦之间。单独使用燃料电 池可以使潜艇的巡航速度达到8节。燃料电池输出 的总功率大约是300千瓦。
舰艇动力装置——潜艇
潜艇动力发展史
最早期曾经尝试过做为潜艇动力来源的有压缩空气、 人力、蒸气、燃油和电力等等。 时间 型号 1776年 美国“海龟号” 潜艇 动力装置 人力
1863年 法国“潜水员” 号潜艇 1866年 英国“鹦鹉螺” 号潜艇
蒸汽机
电动机
1897年 美国“霍兰”号潜艇
动力装置：45马力汽油
核反应堆原理图
核潜艇结构图
鹦鹉螺号潜艇
• 1954年1月21日，世界第一艘核潜艇“鹦鹉螺” 号诞生，共花费5500万美元。新建成的“鹦鹉螺” 号总重2800吨，比旧式潜艇大得多。艇长97.5米， 宽8.4米，吃水6.7米，水上排水量3700吨，水下 排水量则达4040吨；配备6具533毫米鱼雷发射管， 可携带18枚鱼雷；下潜深度为200米，潜航时最 高航速达20节；可在最大航速下连续航行50天、 全程3万公里而不需要加任何燃料。该艇与当时的 普通潜艇相比，航速大约快了一半。整个核动力 装置占船身的一半左右
IIA型 1934-1935 排水量 水面254吨/ 水下303吨/ 总计381吨 长度 40.9米（134尺2寸） 全长/ 27.8米（91尺2寸）压力壳 宽度 4.1米（13尺5寸） 全长/ 4米（13尺1寸）压力壳 高度 8.6米（28尺3寸） 吃水深度 3.8米（12尺6寸） 动力 2 × MWM RS127S 6缸柴油引擎， 700 hp （522 kW） / 2 × SSW PGVV322/26 双动电力发动机， 402 hp （300 kW） 最大速度 水面13节、水下6.9节 续航力 水面1600海里（2960km）/8节（15km/h）、 水下35海里（65km） /4节（7km/h） 最大下潜深度 150米（492尺） 下潜时间 35秒（潜望镜深度-10米） 武器 3 ×533mm鱼雷发射管（船首），5枚鱼雷 潜艇人员 22~24人
• 在水面时，柴油机带动发电机发电，然后
柴电动力潜艇具体传动过程如下：
发出的直流电供电动机转动，进而带动螺 旋桨旋转。柴油机与螺旋桨没有直接的机 械连接。同时柴油发电机又给蓄电池充电。 • 在水下时，柴油机不能使用（因为要 有空气才行），电动机的电源则由蓄电池 供给。
德国U型潜艇
德国212型潜艇
212型潜艇属中型潜艇，长53.2米，宽6.9 米，吃水5.8米；水上排水量 1320吨，水下 排水量 1800吨；水上航速12节，水下航速 20节。由于该艇安装了自动化程度很高的 指挥和武器控制系统，故人员编制只有23 人。212型潜艇的主要武器是艇首安装的6 具533毫米鱼雷发射管，可发射新改进的 DM2A4重型线导鱼雷。
• 在1954年1月24日开始首次试航，到1957 年4月止，“鹦鹉螺”号在没有补充燃料的 情况下持续航行了11万余公里，其中大部分 时间是在水下航行。1958年8月，“鹦鹉螺” 号从冰层下穿越北冰洋冰冠，从太平洋驶 进大西洋，完成了常规动力潜艇所无法想 象的壮举。
核潜艇的相对于常规潜艇
优点： 具有动力输出大 动力续航高 速度快 载弹量多
缺点： 技术难度大 稳定性差 建造费用高 噪音大 维护要求高
谢谢欣赏！
发动机和以蓄电池为主 的电动机。 航速： 水上 7节 水下 5节 续航能力：1000海里 现代潜艇的鼻祖
柴电常规潜艇
• 柴电潜艇是常规潜艇，柴电动力潜艇是指
以柴油发电机和电动机为动力的潜艇，现 在的常规潜艇基本是这种传动形式，也叫 做电传动方式。而由柴油机直接带动螺旋 桨的叫直接传动方式，六十年代以后的常 规潜艇较少用。
AIP系统
• Air Independance Power • AIP是“不依赖空气推进装置”的英文缩写，如 今它已为人们普遍接受，日渐风靡各国海军并大有引 领常规潜艇发展之势。 • 现有的常规动力潜艇,在水面航行时,用些油机作 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。
燃料电池FC（FCAIP）
德国已装艇海试的燃料电池为氢氧燃料电
池，其基本工作原理是靠氢和氧反应直接 产生电能而工作的，它唯一的副产品为水， 这个过程正好与通过电解分解水的过程相 反。燃料电池必须源源不断地供应氢和氧， 为此，AIP装置不仅要有较大容量的液氧罐， 而且要有一个较大容量的液氢贮存罐，而 液氢要比液氧贮存条件苛刻得多。
核动力潜艇
核潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应 堆为动力来源设计的潜艇。由于这种潜艇 的生产与操作成本，加上相关设备的体积 与重量，只有军用潜艇采用这种动力来源。 核潜艇水下续航能力能达到20万海里，自 持力达60-90天。
核动力装置
核动力装置是指利 用核燃料(铀一235、 钚等)裂变产生的能 量为船舶提供动力 的装置。基本工作 原理是利用原子核 裂变反应能量产生 的高温来产生蒸汽， 推动汽轮机组产生 动力，用来推进船 舶前进或发电。