潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望-潜艇鱼雷

潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望-潜

艇鱼雷

潜艇和鱼雷动力电池发展历史、现状与展望|潜艇鱼雷摘要本文全面分析了目前潜艇和鱼雷动力电池的现状及其应用，介绍了几型高比能量、高比功率的潜艇和鱼雷动力电池。列举了不同系列电池的性能，并对其在武器装备中的应用情况做了介绍。而且提出了潜艇和鱼雷动力电池的发展方向。

关键词潜艇电池；鱼雷电池；发展1.概述随着科学技术的发展和现代战争的需要，促进了各种武器装备技术的迅速进步。作为海军武器的动力源，无论是潜艇动力电池还是鱼雷动力电池，均取得了惊人的进步，本文就电池在这两个特殊应用场合的现状和发展趋势作以综述。

2.潜艇动力电池2.1潜艇动力电池现状2.1.1概况描述铅酸蓄电池于1888年作为一种优良而可靠的直流电源，第一次应用于潜艇动力推进。至今仍是世界上常规潜艇动力电池和核潜艇的应急电源。由于战术的需要，对于潜艇动力电池的要求主要是大容量，高速率放电和低速率放电均应具有高体积比能，寿命长及安全可靠等。当前较为突出的要求是具有高贮能、高体积比能和快速充电的特性。

潜艇动力电池的发展大致经历了如下过程19401945年的45型电池，19501955年的55型电池，19601965年的65型电池，19721980年的75型电池和1983年至今的85型电池。各型电池的结构特征见表1。

表1潜艇动力电池的结构特征铅酸蓄电池作为潜艇动力推进系统的重要部分，近年来得到了不断完善和发展。目前，其单体结构已改进为双层结构，重量比能量和体积比能量均具有较大提高，其中体积比能量较二次世界大战时期提高近80，大电流下提高达125185，使得目前常规潜艇的水下航速由二战时的13节提高了20节以上。

2.1.2先进电池介绍（1）85型电池是德国著名的瓦尔塔（Varta）电池公司在突破常规结构基础上的改进型产品，内阻显著减小，双层极群结构并联装在一个电解液槽里，采用穿孔的铜片作负极导电材料，比能量提高很多。

（2）209型潜艇动力电池是德国哈根公司生产的另一型具有较高水平的动力电池。首先采用镀铅的铜材作负极板栅，并通过调整活性物质量和导电材料的大小获得与双层结构一样的改进效果，与70年代老产品相比1.25小时率提高了50。

（3）BLC电池是为A17维斯特格兰级潜艇设计的一种类似双层结构的动力电池，采用Pb管状正极板结构，结构对称，单体内装有四个极群。而且增加了活性物质量，提高了利用率。较同时期的其它动力电池重量比能量有所提高。

2.2潜艇动力电池的发展由于潜艇的工作能力主要取决于动力电池的性能，一直以来，各国潜艇动力电池生产厂家除了努力改进现有的铅酸蓄电池的性能外，都在千方百计探索比铅酸蓄电池更好的各种新电池系列。各国海军也委托有关科研部门或生产厂为潜艇动力电池进行过多系列的探索，从目前的水平看，潜艇动力电池的主要发展方向见表21。

表2（1）铅酸蓄电池。在今后的510年内铅酸蓄电池仍然是潜艇动力系统的廉价而可靠的动力源。通过改进活性物质量、导电元件及电池结构，可以使电池的贮能有效利用。

（2）镉镍蓄电池，其比能量为100Whkg，具有750次循环寿命，大大提高了潜艇的技术性能，可续航时间延长50100。

（3）燃料电池。

70年代燃料电池作为潜艇动力源的研究热潮风靡全球，其具有安静、不污染环境以及突出的高效率等优点，使它在所有能量转换方式中受到全世界的关注。近年来，燃料电池在潜艇上的应用取得了重要突破，德国西门子公司于1987年试验成功了由16个7千瓦、63升、85公斤的氢NiCl2）电池是80年代中期开发的一种新型高能蓄电池。具有较高的比能量、比功率，理论比能量290Whkg，德国已将该系列电池装备在电动汽车上，如Mercedes-Benz公司的AClass汽车、BMW公司的EI汽车等，ZEBRA电池与铅酸蓄电池相比具有明显的优势，例如，一个130L、195kg的ZEBRA 电池模块在任何放电率下均胜过一个190L、525kg的铅酸蓄电

池。前者在一个小时内提供的能量是铅酸电池的2倍，可以明显提高潜艇的续航时间。

（5）正在研究的几种潜艇动力电池a.锌亚硫酰氯电池，比能量为铅酸电池的6倍，成本为43。缺点是每航行一次需更换一次电池，瑞典海军拟将其作为铅酸电池的补偿电池。

d.高比能铝/空气电池，比能量为铅酸电池的20倍，可用于多领域，尤其是无人潜艇。采用铝合金作负极，聚四氟乙烯和炭为基体的多孔电极为正极，氢氧化钾为电解液。目前已克服了产生淤积物和氢气的缺点，制出了8A、1.2V的电池。

3鱼雷动力电池3.1鱼雷动力电池现状鱼雷是一种能在水中自航，自控和自导，以水中爆炸毁伤目标的水中武器。

现代鱼雷具有速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏威力大等特点。从动力源来分，鱼雷的动力源有热动力源和电动力源两种4。

热动力源是将贮存的燃料和氧化剂在热机中燃烧或在与气体涡轮机相联接的锅炉中燃烧以产生机械能，从而推动鱼雷前进。它的优点是比功率和比能量较大。但是随着新一代噪声小、潜海深、航速高的核潜艇列装服役，热动力系统产生的噪声使鱼雷制导作用距离减小，对发现和命中率有明显不利的影响，而且鱼雷下潜深度的增加使背压增大，动力系统的有用功率降低，热效率减少。