潜艇动力装置分析
船舶动力装置概论
00第一章1.船舶动力装置的定义及其组成：指将燃料化学能转化成热能，机械能使船舶产生推进力保证船舶航行和提供能量消费的全部机械，设备和系统的总合体。
1推进装置；主机，传动设备，推进器2辅助装置；发电副机组，辅助锅炉装置，压缩空气系统3机舱自动化系统4传播系统。
4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面？1机动性2可靠性3隐蔽性4遥控和机舱自动化5生命力5.船舶动力装置的优缺点：汽轮机，燃气轮机，联合动力循环，核动力装置。
汽轮机：优点，汽轮机的转子在高温高压高速度流动的撑起作用下连续工作，转速较高，而且可采用高压、低压几级汽轮机，因此单机功率很大。
汽轮机叶轮转速稳定，没有周期性作用力，因此汽轮机组振动噪声小。
汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力。
可使用劣质燃油，滑油耗率也低。
缺点：汽轮机动力装置由于装备锅炉、冷凝器以及辅机和设备，故动力装置比较复杂、装置重量尺寸大。
燃料消耗量大，装置效率低。
机动性差。
燃气轮机：优点：单位功率重量尺寸小，机组效率较大。
良好的机动性能。
缺点：主机本身不能自行反转，可反转的机组其结构也较复杂，一般需设置专用的倒车设备。
由于燃气的高温，叶片使用的合金钢材料价格昂贵，工作可靠性差，寿命短。
燃气轮机耗油率比柴油机高，现已接近高速柴油机水平。
由于燃气轮机工作时空气流量大，所以排气管道尺寸较大，给机舱布置带来困难，甲板上较大的管道通过切口，影响船体强度。
联合动力装置：优点：在保证足够大功率的情况下，洞里装置尺寸重量小。
操纵方便，备车迅速，紧急情况下可用燃气轮机立即开车。
自巡航到全速工况加速迅速。
两机组共用一个减速齿轮箱，具有多机组并车的可靠性。
缺点：舰上和基地需准备两种机型的备件。
核动力装置：优点：极高的能量密度。
不消耗空气而获得热能，这可使潜艇长期在水下航行，隐蔽性能大大提高。
缺点：核动力装置的重量尺寸较大。
操纵管理监测系统比较复杂。
核动力装置造价昂贵。
第三章1.燃气轮机装置的定义：一种将燃料的化学能转换成热能，继而再转变成机械功的回转式热机装置。
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。
船舶动力装置1
干重Gg ：机器及管系重量 湿重Gy ：机器及管系和管子里的工质重量 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 每吨重
y gy
Gy Pe Gy D
kg / kw kg / T
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
❖
2）负荷分配不均时会使主机过
载
❖
3）操纵控制复杂化
五、弹性联轴器与离合器
1、弹性联轴器
作用：缓冲、调频避振、降低对中要求、减 振。
类型：橡胶高弹性联轴器、金属簧片式弹性 联轴器
选用联轴器时应考虑：
1）发动机的额定功率、转速及扭矩 2）联轴器最大扭矩 3）联轴器允许扭矩转角、轴向和径向位移、
角度偏差等
5）同组设备实际所需电动机功率
P0 mK1K2 K0 P1 / 电动设备效率
6）同类负荷总功率
P总' P1 P2
P' 总
P1
P
2
P' 总
P1
P2
7）同类负荷同时使用系数
K 0 . 8 0 . 9 K 0 . 3 0 . 5 K 0
8）电站总功率
P 1 .0 5 (K P 总 ' K P 总 ')
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
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 缺点： 1、无反转性能 2、高温叶片寿命短 3、进排气管大
船舶动力装置
核潜艇
航空母舰
辅助动力装置
• 辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、 作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装 置，如发电机组、副锅炉等。 • 发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上的发电机组 由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电 源为主。在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提 供电源。这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千 瓦不等,可以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独 设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备的数量确定， 普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种。副锅炉在 蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊时使用，在柴油机船上供平时取暖和 加热用。柴油机船上的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机 排出的废气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上液 压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要部件为液压油 泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。
汽轮机动力装置
• 1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用于 大功率船上。早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺 旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿 轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几 乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高到 1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效率大 为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减轻, 螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力装 置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机动 力装置。 • 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪 声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高， 即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190 克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油 的能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。
《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。
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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
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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。。
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国外军用核动力装置发展动态分析
中仍是海上最具活力的核心兵力，表现出超常的实战能力和威慑作用。
当今世界美、俄、英、法和中国等５个国家有核动力潜艇。除中国外，各国在役核动力潜艇１４３
艘，在役艇用反应堆共计１８７座。表一示出了国外在役潜艇核动力装置概况。
表一国外在役潜艇核动力装置概况
国别
潜艇类型
级别Βιβλιοθήκη 数量在役核动力装簧概况
弹道导弹核潜艇（ＳＳＢＮ）
法国 弹道导弹核潜艇（ＳＳＢＮ） 凯旋（ＬｅＴｒｉｏｍｐｈａｎｔ）
２ １ ＰＷＲＫｌ５１５０ＭＷ双机单轴４１５００马力泵喷推进
总计
１４（４）
－ｋ包含２００１年１２月４日已入役的“猎豹”号核潜艇。
２．１ 美国军用核动力装置的发展动态 由于冷战的结束，全面核战争的可能性已减弱，美海军的战略中心己从重视远洋深海区域作战
强军事力量作为维护自身安全和国家利益的重要途径，一场以发展高技术武器为先导的军事领域的
深刻变革正在世界范围内兴起。为适应新的形势并争取自身优势，许多国家纷纷调整国防政策和军
事战略，普遍压缩军备规模，更加注重质量建军。 在核动力舰船方面，在役的核潜艇大多为８０～９０年代的新装备，其吨位大、性能好，舰载武
转移到地区纷争和近海作战，８０年代美海军开发研制的高参数、大潜深的“海狼”级已不适应新 世纪美国国防战略的需求。为此，美国防部缩减了“海狼”的建造数量，提出建造低成本、集先进技术 ｒ一‘身、承担多种使命任务的“弗吉尼Ⅱ”级攻击型核潜艇，充分体现出适用性和先进性并举的方针。
“海狼”级攻击型核潜艇现已服役２艘，在建仅有１艘，预计２００４年服役。“海狼”级艇妖１０７．６
结合以Ｅ Ｓ６Ｗ、Ｓ８Ｇ两型核动力装置情况，分析美国军用核动力装置特点和发展方向主要表 现在：Ｉ）在采用典型成熟的压水堆结构基础上，研制高可靠性、安全性、生命力的核动力装置。 而且，据报道美正在研制一种新型的能产生５００～５０００ＫＷ功率的采用热离子和热电系统的船用反 应堆；２）延长堆芯换料周期和使用寿命，使堆芯可在潜艇全寿期内持续使用，不必更换；３）提高 反应堆的功率密度，进一步缩小核动力装置的体积和重量；４）采用板状燃料元件，提高反应堆的 比功率、堆芯寿命；５）发展低噪声舰船动力装置，“弗吉尼亚”级核潜艇在自然循环工况下的最高 航速达到了２０节，居世界先进水平；６）提高装置设备的抗冲击性能，保证潜艇的生命力和战斗力： ７）提高装置自动化水平。
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。
潜艇动力的原理和应用实例
潜艇动力的原理和应用实例1. 引言潜艇作为一种重要的水下战斗工具，具备隐蔽性和威力强大的优势。
潜艇的动力系统是其核心组成部分，本文将介绍潜艇动力的原理和应用实例。
2. 潜艇动力的原理潜艇的动力系统通常采用电力、核能或混合动力。
以下是各种动力系统的简要介绍：2.1 电力动力系统电力动力系统是潜艇最常见的动力系统之一。
它通过电池组驱动电动机，将潜艇推进水下。
电池组需要不断充电，通常通过发动机发电机或岸边电源进行充电。
电力动力系统具有静音性和节能性的优势，但航程有限。
2.2 核动力系统核动力系统利用核反应堆产生热能，将其转化为动力推进潜艇。
核动力系统具有巨大的推力和长航程的优势，但也存在核辐射和安全性等问题。
2.3 混合动力系统混合动力系统结合了电力和核动力的优势，通常采用电力作为主要动力，辅以核动力提供长航程的能源。
混合动力系统在提供推力的同时，也具备较低的噪音水平和更长的航程。
3. 潜艇动力的应用实例潜艇动力系统在军事和民用领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用实例：3.1 军事应用潜艇在军事领域起着重要作用。
它们可以潜入水下执行侦察、巡逻、打击和战略打击等任务。
潜艇动力系统的静音性和高推力使其成为隐蔽性强的武器平台，通常用于打击敌方舰船、潜艇和岸上目标。
3.2 科研勘探潜艇的动力系统也被用于科研勘探领域。
科研潜艇配备各种科学设备，如声呐、摄像机和样品采集器等，以便进行海洋生物学、地质学和海洋地理学等研究。
潜艇动力系统的节能性和较低的噪音水平使其成为进行科研勘探的理想选择。
3.3 海底维修和潜水员训练潜艇动力系统也可用于海底维修作业和潜水员训练。
潜艇在水下世界中工作并训练潜水员的能力使其成为进行海底维修工作和对潜水员进行实时训练的理想工具。
3.4 深海探索潜艇的动力系统也可用于深海探索。
潜艇能够承受高压和极端温度，在深海中进行科学研究和资源勘探。
潜艇的动力系统为深海探索提供了稳定的动力来源。
4. 总结潜艇动力的原理和应用实例展示了潜艇在军事和民用领域的重要性。
核潜艇的构造和原理
核潜艇的构造和原理
核潜艇的构造和工作原理较为复杂,概括起来主要有以下几个方面:
一、动力系统
1. 采用核反应堆作为动力来源,具有动力大、航行远的优点。
2. 核反应堆的热能转换为动力,驱动螺旋桨运转。
3. 冷却系统将反应堆热量带走,防止过热。
二、压舱系统
1. 通过压水箱调节船体中的水量和重心位置。
2. 潜航时注水压舱,浮航时压气排水。
3. 控制压舱可以调整潜深和稳定性。
三、舵系统
1. 多组船舵和鱼雷舵控制姿态和方向。
2. 定深舵可调节上下pitching,保持深度。
3. 水平舵控制滚转方向,具有redundancy设计。
四、噪声reduction
1. 采用隔音材料减少噪声传播,降低被侦测概率。
2. 艏舵和螺旋桨设计可减少噪声。
3. 吸音涂料可吸收水下噪声。
五、生存支援系统
维持充足的空气、电力、淡水等,支持船员长期生活。
核潜艇通过核反应堆提供持续动力,配合多种辅助系统实现长时间水下隐蔽航行,是重要的战略武器。
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
36
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
舰艇动力装置简析
鉴于有的网友对舰艇动力装置有些疑问和一些看法，我写了下面关于舰艇动力装置的一些东西，我没写得太详细，有关的详细内容各位可以找相关书籍或资料来看。
主要的目的还是让大家对舰艇动力系统有个初步的认识。
鉴于本人水平有限，有的内容可能会有错漏，还望各位高手指正。
本文中的一些数据是民用船舶的数据，同时有的数据可能已经不太跟得上科技的开展。
早期的船舶使用的是往复式蒸汽机，带动一个有桨叶的大转轮〔明轮〕推进，这种推进装置也就是“轮机〞和“轮船〞的由来。
目前舰船主要使用的动力装置有以下几种：一．汽轮机：汽轮机是一种外燃机，靠锅炉产生高压蒸汽推动汽轮作功。
人类早期使用的船舶动力装置就是这玩意。
×104kW以上，假如不受推进器尺寸的影响，象陆用电站汽轮机一样可以做成60万～100万kW的巨型动力装置，这可是很可观的。
2、汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动力小、噪声小。
3、磨损部件少，工作可靠性大，使用期限可高达105h以上。
4、可使用劣质燃料油，滑油消耗率也很低，仅0.1～0.5g/〔kW·h〕，而柴油机的滑油消耗率为3～10g/〔kW·h〕。
从以上看来，用蒸汽动力似乎不错，但是汽轮机有几个致命伤：1、装置的总重量大、尺寸大，而且要配置主锅炉，以与为其服务的辅助机械和设备，占去了船体许多空间和排水量。
作为“寸土寸金〞的船舶空间来说，巨大的动力装置是不可能的，尤其是军用船舶，更要求动力装置小型化。
2、燃油消耗大，装置效率差，额定经济性仅为柴油机的1/1.5～1/2，在局部工况下，甚至为1/2.5～1/3，在一样的燃料贮备下续航力降低。
这也是为什么一般使用蒸汽动力的舰船都是一些吨位大的家伙。
3、机动性差，起动前准备时间约为30～35min，紧急情况下，缩短暖机过程后也要15～20min。
在舰艇上为保证立即起锚的要求，就以暖机状态停泊，从而增加了停泊时的燃料消耗。
另外，从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2～3倍。
潜艇动力的原理和应用
潜艇动力的原理和应用1. 潜艇动力简介潜艇是一种能够在水下航行的特种舰艇，其动力系统是实现潜艇水下航行的关键。
潜艇的动力系统通常包括内燃机、电动机和氧化剂，每种动力方式都有其独特的特点和应用场景。
2. 内燃机动力的应用内燃机是潜艇动力系统中常用的一种方式。
内燃机通过燃烧燃料产生的高温高压气体推动活塞运动，从而实现动力输出。
内燃机动力具有启动速度快、功率密度高的特点，适用于短时间快速提供大量动力的需求，如潜艇的水面航行。
内燃机动力的主要优势在于其高功率输出，能够满足潜艇在水面航行时的高速需求。
然而，内燃机动力也存在一些限制，如燃料消耗较快、噪音较大等问题。
因此，在潜艇水下航行时，内燃机往往会被电动机所取代。
3. 电动机动力的应用电动机是潜艇动力系统中另一种常用的方式。
电动机通过电能转化为机械能，从而实现推动潜艇的目的。
电动机动力具有安静、稳定的特点，适用于潜艇水下航行时的需求。
潜艇在水下航行时，为了避免被敌方探测到，需要减少噪音的产生。
由于电动机在工作时噪音较小，且不产生尾迹，因此成为水下航行的首选动力方式。
电动机动力的主要优势在于其低噪音、良好的隐蔽性和较长的工作时间。
然而，电动机动力的一个缺点是功率输出相对较低，无法满足潜艇在水面航行时的高速需求。
4. 内燃机和电动机的综合应用为了兼顾潜艇在水面航行和水下航行时的需求，现代潜艇通常采用内燃机和电动机的综合应用方式。
具体来说，潜艇在水面航行时使用内燃机提供动力，而在水下航行时采用电动机动力。
这种综合应用方式既能满足潜艇在水面航行时对高速和高功率的需求，又能满足潜艇在水下航行时的低噪音和隐蔽性要求。
通过内燃机和电动机的配合使用，潜艇在水下航行时可以提供足够的动力，并且兼顾隐蔽性，从而实现潜艇的多种任务。
5. 潜艇动力系统的发展随着科技的不断进步，潜艇动力系统也在不断发展。
目前，一些先进的潜艇动力系统采用了更加高效、环保的动力方式，如燃料电池、核动力等。
潜水艇动力工作原理
潜水艇动力工作原理潜水艇是一种能够在水下自由航行的特种水下舰艇，其动力系统是潜水艇能够正常运行的关键。
潜水艇的动力系统主要包括发动机、电池、电机和螺旋桨等部分。
本文将详细介绍潜水艇动力系统的工作原理。
一、发动机潜水艇通常采用柴油发动机作为主要动力源。
柴油发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后将气体转化为机械能，推动发电机发电或直接驱动电机工作。
发动机的工作原理是通过内燃机循环，即进气、压缩、燃烧和排气四个过程来完成能量转化。
二、电池潜水艇在水下航行时，需要靠电池提供动力。
电池是一种能够将化学能转化为电能的装置，通过化学反应产生电流，为潜水艇提供所需的电能。
潜水艇的电池通常采用铅酸电池或镍氢电池，其工作原理是通过化学反应将电池内的化学能转化为电能，从而为潜水艇提供动力。
三、电机潜水艇的电机是将电能转化为机械能的装置，是潜水艇动力系统的核心部分。
电机通过电流产生磁场，然后利用磁场与电流的相互作用产生力矩，推动潜水艇前进。
潜水艇的电机通常采用直流电机或交流电机，其工作原理是利用电磁感应原理将电能转化为机械能。
四、螺旋桨螺旋桨是潜水艇动力系统的输出部分，通过转动螺旋桨推动潜水艇前进。
螺旋桨的工作原理是利用螺旋桨叶片的形状和旋转运动产生水流动力，从而推动潜水艇前进。
螺旋桨通常由多个叶片组成，其形状和数量会影响潜水艇的推进效果。
潜水艇动力系统的工作原理可以总结为：发动机通过燃烧燃料产生动力，驱动发电机发电或直接驱动电机工作；电池通过化学反应产生电能，为潜水艇提供动力；电机将电能转化为机械能，推动潜水艇前进；螺旋桨通过旋转运动产生水流动力，推动潜水艇前进。
潜水艇动力系统的工作原理是多个部分相互配合完成的，其中发动机和电池是潜水艇的主要动力源，电机和螺旋桨是动力的输出部分。
这些部分通过复杂的机械结构和控制系统相互协作，使潜水艇能够在水下自由航行。
通过不断的技术创新和改进，潜水艇的动力系统正在不断发展，以满足更高的性能和需求。
潜水艇的工作原理
潜水艇的工作原理潜水艇是一种能够在水下航行的特殊船只，它不仅可以进行科学研究和军事任务，还广泛应用于海洋资源开发和环境保护等领域。
那么，潜水艇是如何工作的呢？下面将从以下几个方面进行详细分析。
1. 潜水艇的浮力控制潜水艇能够在水下航行的前提是能够控制自身的浮力。
潜水艇一般分为潜望镜型和球形型两种，不同类型的潜水艇采用不同的浮力控制方式。
潜望镜型潜水艇通过水密舱内的空气和外部水压的差异来实现浮力的控制，而球形型潜水艇则通过改变内部水和外部水的体积来控制浮力。
2. 潜水艇的动力系统潜水艇的动力系统是保证其在水下航行的关键。
目前常见的潜水艇动力系统主要有核动力和电力两种。
核动力主要是利用核反应堆产生的热能转化为动力，从而驱动潜水艇前进；电力系统则是通过电池或燃料电池等装置将能源转化为电能，再经过电机转化为机械动力。
3. 潜水艇的推进系统潜水艇的推进系统是实现其航行的关键。
目前常见的推进系统主要有螺旋桨和喷水推进器两种。
螺旋桨通过旋转产生的推力来推动潜水艇前进，而喷水推进器则是通过将水喷出产生的反冲力来推动潜水艇前进。
4. 潜水艇的导航系统潜水艇的导航系统是确保其在水下航行方向和位置的关键。
潜水艇的导航系统通常包括惯性导航系统、声纳和卫星导航系统等。
惯性导航系统主要是通过惯性测量单元来测量潜水艇的加速度和角速度，并通过计算得到潜水艇的位置和方向；声纳系统则是利用水中的声波传播特性来进行定位和导航；卫星导航系统则是通过接收卫星信号来确定潜水艇的位置和方向。
5. 潜水艇的生活保障系统潜水艇通常需要在水下停留一段时间执行任务，所以需要有相应的生活保障系统来满足潜艇内部船员的生活需求。
潜水艇的生活保障系统主要包括供氧系统、供水系统和食品供应系统等。
供氧系统通过将外界空气通过氧气生成装置转化为供潜艇内部人员呼吸的氧气；供水系统则是通过特殊的过滤装置将海水转化为供人员饮用和清洗使用的淡水；食品供应系统则是负责潜水艇内部人员的食物储备和饮食环境的提供。
潜艇各种知识点总结
潜艇各种知识点总结潜艇的类型根据用途和设计特点，潜艇通常可以分为核动力潜艇和常规动力潜艇两大类。
核动力潜艇是以核反应堆为动力装置，能够在水下长时间航行的潜艇，具有较高的航行速度和续航能力，通常被用于远洋巡航和核威慑等任务。
常规动力潜艇则是以柴油发动机或电池为动力装置，航行能力相对较弱，但在海岸防御和近海作战等方面具有较好的表现。
潜艇的结构潜艇的结构包括外壳、动力装置、舱室、舱门、潜舱等部分。
潜艇的外壳通常由耐压材料制成，能够在水下承受较大的水压，确保潜艇内部的安全。
潜艇的动力装置包括核反应堆、柴油发动机、电池等，为潜艇提供驱动力。
舱室是潜艇的主要活动空间，内部设有控制室、舱门、舰桥、居住区等设施。
潜艇的潜舱设计用于控制潜艇在水下的浮力和下沉机制，确保潜艇能够稳定地在水下航行。
潜艇的武器装备潜艇作为一种重要的军事装备，通常装备有鱼雷、导弹、水雷等武器。
鱼雷是潜艇的主要攻击武器，可以对水面舰船和潜艇进行攻击，具有较高的杀伤力。
导弹通常用于对陆地目标进行攻击，是潜艇远程打击的重要手段。
水雷则通常用于布设水下障碍和封锁海域，对敌方舰船进行限制和阻碍。
除此之外，潜艇还可以装备有声呐、潜望镜、雷达等侦察和探测设备，以便在水下对敌方目标进行监视和侦察。
潜艇的作战方式潜艇通常可以进行水下作战和水上作战。
在水下作战中，潜艇通过潜舱控制浮力，潜入水下，利用声纳和潜望镜对敌方目标进行侦察和攻击。
在水上作战中，潜艇可以利用传统的海上舰炮和导弹等武器对敌方舰船进行攻击。
潜艇还可以通过布雷、布网、猎潜等方式，对敌方舰船进行限制和扰乱。
在作战中，潜艇通常需要利用深度和航行速度等优势，隐蔽自己的位置，发动突袭和打击。
潜艇的发展趋势随着科技的发展，潜艇的性能和作战能力不断提升。
未来潜艇的发展趋势包括提高潜艇的隐蔽性和潜行深度，提高潜艇的航行速度和续航能力，提高潜艇的武器装备和作战能力。
此外，还有一些新型的潜艇技术和装备正在不断发展和研究，例如潜射导弹、声纳阵列、无人潜艇等，这些新技术将为潜艇的未来发展提供新的动力和可能性。
潜水艇动力工作原理
潜水艇动力工作原理潜水艇是一种能够在水下航行的特殊船舶，它的动力系统是潜水艇能够正常运行的关键。
下面将介绍潜水艇动力的工作原理。
潜水艇的动力系统主要分为两大类：热动力系统和电动力系统。
热动力系统主要由柴油发动机和氧气发生器组成，而电动力系统则由电池和电动机构成。
这两种动力系统在潜水艇的运行过程中起到不同的作用。
热动力系统是潜水艇的主要动力来源。
当潜水艇需要进行高速航行或者长时间的航行时，热动力系统就会发挥重要作用。
柴油发动机通过燃烧柴油产生的热能驱动涡轮机，进而带动螺旋桨转动，推动潜水艇前进。
而氧气发生器则负责为柴油发动机提供所需的氧气，以支持燃烧过程的进行。
这种热动力系统具有动力强、续航能力高的特点，适合潜水艇进行长时间的航行任务。
电动力系统则主要用于潜水艇的潜水和静音航行。
当潜水艇需要进行潜水操作时，柴油发动机会停止运行，转而由电动力系统提供动力。
电池作为电动力系统的能量储存装置，通过储存的电能供给电动机运行。
电动机带动螺旋桨转动，推动潜水艇在水下航行。
相比于热动力系统，电动力系统具有运行静音、无排放等优点，可以使潜水艇在水下进行隐蔽的任务。
潜水艇的动力系统在不同的航行模式下可以进行切换。
当潜水艇需要从水下浮出到水面时，热动力系统会重新启动，提供足够的动力使潜水艇浮出水面。
而在水面上航行时，热动力系统会继续为潜水艇提供动力，同时电动力系统也会进行充电，为潜水艇下一次潜水做准备。
总的来说，潜水艇的动力系统是潜水艇正常运行的基础。
热动力系统和电动力系统在不同的航行模式下起到不同的作用，共同推动潜水艇完成各种任务。
无论是长时间的航行还是潜水作业，潜水艇的动力系统都发挥着关键的作用，确保潜水艇能够在水下航行并完成各项任务。
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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
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。
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
• 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
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！
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。
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。
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
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（SEP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，不会产生气泡航 迹，隐蔽性较好。
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。
U212级传统动力系统装备Piller 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。
• 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