AIP系统能源——未来潜艇推进系统的关键

一、非核AIP系统 目前有多种不同的AIP系统,其中有些已经被采用或已完成了某些海上试验,其他的尚在概念阶段或开发阶段。经过比较非核AIP系统的效率、特征信号、开发和采购费用、维护及发展潜力之后,德国海军决定用燃料电池作为一种不依赖空气的推进系统能源安装在潜艇上。燃料电池的性能由安装在U1潜艇上的一个100kW系统所验证。德国海军这艘潜艇于1987～1988年建造,1989年由海军试验成功,试验完全符合预期效果,使燃料电池的应用获得成功。不依赖空气推进系统包括:燃料电池、闭式循环涡轮机、闭式循环柴油机、闭式循环蒸汽机、斯特林发动机。     

世界各国潜艇AIP系统孰优孰劣？

世界上最先取得AIP系统实用技术重大突破的要数瑞典皇家海军。早在上个世纪60年代，瑞典就曾在重点比较闭式循环汽轮机、燃料电池和斯特林发动机三种AIP动力系统后，最终选定斯特林发动机进行实艇装设试验。1987年11月，瑞典皇家海军在“水怪”号潜艇上加装了一个斯特林发动机舱段。通过一系列的水下试验，充分证明了AIP系统具备较长时间水下航行的本领，从而进一步坚定了瑞典海军正式发展装有斯特林发动机的“哥特兰”级潜艇。1995年2月，具有划时代意义的“哥特兰”级首艇“哥特兰”号下水，这是世界上第一艘问世的AIP潜艇。该艇上装有两台各自最大输出功率为75千瓦的斯特林发动机，能保持6节航速在水下连续航行几个星期而不必浮出水面，使之成为名副其实的“潜艇”。瑞典海军把AIP系统作为柴电动力的一种辅助动力模式，开创了常规动力潜艇发展的新篇章。自此以后，各国海军纷纷加入各种AIP辅助动力系统的研发行列。进入新世纪以来，已有越来越多的AIP系统开始在多国海军中“安家落户”，显现出良好的发展前景。上期，我们曾就东亚地区竞相发展AIP潜艇展开热烈讨论，引起了读者的广泛关注。今天，主持人李杰再次邀请上期嘉宾陈教授及海军某部吕参谋，继续漫谈世界海军几种主要AIP系统及其优劣。     

AIP进入实艇应用

1995年初,世界上第1艘采用热气机的 AIP柴电潜艇——瑞典的“哥得兰”号潜艇下水,标明AIP 已从试验开发阶段进入实艇应用阶段。闭式循环柴油机(CCD)、德国的聚合物电解质膜(PEM)燃料电池和法国的自主式水下能源系统(MESMA)已经完成尺寸装置的研制工作,将在今后10年内投入使用。值得注意的是,巴基斯坦、阿根廷和韩国都确定选用 AIP 的潜艇。     

AIP:不依赖空气的潜艇动力装置

AIP是“不依赖空气的动力装置(air-independent propulsion)”的英文缩写,是常规潜艇的新型推进系统,它可使潜艇在水下长时间不借助外界空气航行或停留,达到与核潜艇水下航行能力相当的效果。20世纪90年代以来,越来越多的国家开始了AIP技术的研究和应用。目前,瑞典、德国等均有各型AIP潜艇服役,其他国家也纷纷开展了对该项目的研究。     

二十一世纪常规潜艇的动力

本文从对潜艇的战争需求出发,在分析了常规动力潜艇和核动力潜艇的优点、弱点后,纵观常规潜艇动力的发展过程,经战术、技术论证后,提出了21世纪常规潜艇的动力:AIP系统和铅酸蓄电池、柴-电型的混合推进的发展方向     

韩国第二艘214型潜艇“郑地”号潜艇服役

韩国现代重工集团公司在合同规定的时间内，于2008年11月28日向韩国国防采办项目局（DAPA）交付了第二艘214型潜艇“郑地”号，韩国海军于12月2号接受了该艘潜艇，该艘潜艇装备有AIP燃料电池推进系统。该艘潜艇的设计和主要部件由HDW公司的基尔船厂提供，韩国214型潜艇由现代重工集团公司根据HDW公司的许可证在蔚山的船厂建造。     

AIP潜艇性能大比拼

自上个世纪90年代中期 AIP 技术进入实用化以来,常规潜艇便走上了再生和复兴之路。众所周知,传统常规潜艇(也称柴一电潜艇)是靠蓄电池供电和电机推进的,艇上装有柴油发电机,当电池放电将尽时,潜艇需要上浮至海面或升至通气管状态,由柴油机发电为蓄电池充电,然而此时潜艇易暴露并遭致攻击。AIP 技术,即不依赖空气推进技术,是解决这一问题的关键技术,它可使潜艇无需借助外界空气,能够在水下长时间航行或停     

从212到216——浅谈德国燃料电池AIP潜艇的演化

新的丰碑——AIP推进系统问世自19世纪末叶至20世纪中叶近60年内,在世界潜艇技术发展过程中,潜艇设计先驱们已创立了5座里程碑,这举世瞩目的丰碑为世界潜艇界专家所公认。它们分别是:"霍兰"号试验艇、U35型U艇、XXI型(21型)U     

东亚各国海军为啥竞相发展AIP潜艇？

2007年岁末，日本海军最新型的。苍龙”号特种潜艇在三菱重工神户造船所下水。消息传开，立即在东亚地区产生强烈的反响。眼下，这艘极具象征意义的AIP潜艇正加紧舾装，并拟定于2009年正式加入现役。拥有世界顶尖技术和雄厚资金的日本如此青睐AIP系统，不仅可能催发地区乃至世界范围内AIP潜艇的激烈竞争，而且可能对现役常规潜艇的发展产生较大冲击。     

日本“苍龙”：堪比小型核潜艇

2007年12月5日,日本海上自卫队＂苍龙＂号新型潜艇在神户市中央区三菱重工业神户造船厂举行下水仪式,预计将于2009年3月正式服役。该艇是日本亲潮级潜艇加装不依赖空气推进（AIP）系统后的全面升级版产品,也是日本潜艇中第1艘配备斯特林发动机的＂无氧呼吸＂型潜艇,其隐蔽性、续航力、灵活性大大增强,标志着日本的新型潜艇研制水平已走在世界前列。     

新颖的燃气轮机潜艇SSGT

自从1624年荷兰发明家科尼利斯·德雷贝尔研制出第1艘潜艇以来,至今已有400多年了。在这期间,随着科学技术的发展,潜艇的动力系统也在不断发展。目前世界现役潜艇采用的动力系统大致可分为3类,即柴油机动力、核动力以及AIP动力。这3种动力系统寸有所长,尺有所短。采用柴油机动力的潜艇水下航行时所用的是蓄电池供电的电动推进方式,当蓄电池能量耗尽后,潜艇必须浮出水面充电,这就丧失了柴-电潜艇最大的优点——隐蔽性。而且电力推进航速低,续航力     

反导时代远程武器系统选型分析

世界上可以有洲际弹道导弹,为什么不能有远程无人潜艇？远程无人潜艇是现有成熟AIP常规潜艇的简化版,技术上没有风险。它能低成本重复使用。能有效规避水面舰艇和潜艇的猎杀,能绕过导弹防御系统和电子战袭扰,能可靠地对西半球的大部分高价值目标实施战术或战略打击     

AIP潜艇位置基准点问题研究

位置基准点问题是常规动力潜艇战术研究中的一个重要问题.由于具有两种不同的水下航行动力,AIP潜艇位置基准点问题与普通柴电潜艇的位置基准点问题具有很大的不同.给出了AIP潜艇的位置基准点问题的数学描述,在对问题进行分析的基础上,给出了AIP潜艇位置基准点问题的一个取值范围及相应的计算方法,所采用的理论和技术包括二人零和对策、最优控制以及动态规划.最后,通过计算实例对所给理论的正确性,算法的合理性及效率进行了验证.     

“北欧海盗”演绎潜艇神奇

众所周知,当今世界有40多个国家和地区拥有800艘左右的潜艇,其中常规动力潜艇就有700余艘。与核动力潜艇相比,常规动力潜艇机动灵活、噪音小、造价低,有着不可比拟的优势。但它有一个致命的弱点,那就是不能在水下作长时间的航行,必须经常上浮至海面“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声呐探测到,因而大大增加了暴露率,使其生存能力受到严重威胁。为减少暴露率,增加隐蔽性,早在二战期间,德国及苏联就曾涉足AIP(不依赖空气推进系统)动力装置的研究。进入21世纪以来,AIP动力装置更如繁花般怒放,逐步在各国潜艇上“安家落户”。这其中最具特色的还要属北欧小国瑞典海军的潜艇,堪称一枝独秀,小海军演绎了大手笔的神奇。     

波罗的海新一代水下幽灵 瑞典皇家海军A26型新一代潜艇

2011年12月13日澳大利亚国防部宣布邀请德国霍瓦兹德意志船厂,法国DCNS集团公司、西班牙纳凡蒂亚造船公司分别提交新型潜艇设计方案（即分别为216型AIP潜艇、升级放大的鼬鱼级AIP潜艇和升级放大的S80型AIP潜艇）,使其传统潜艇供应商瑞典考库姆造船厂（已成功向澳大利亚皇家海军设计6艘471型柯林斯级潜艇）在澳大利亚皇家海军未来大型常规动力潜艇采购计划中意外落选,但该船厂设计的A26型新一代潜艇仍不失为波罗的海新一代水下幽灵,备受世人关注。     

最优控制理论的AIP潜艇位置基准点问题计算

基于最优控制理论的AIP潜艇位置基准点问题计算方法,在对AIP潜艇位置基准点问题解的性质进行进一步分析的基础上,给出了AIP潜艇位置基准问题上下界的计算方法,其中上界的计算被转化为常微分方程的求解问题,与基于动态规划的计算方法相比,可以大大节省计算时间。     

轻型鱼雷——应用及其局限性

常规动力潜艇(SSK)正在快速赶上世纪的发展。最新的技术正为舰艇提供空前的隐蔽性、持续时间、指挥控制通信和情报能力。推进动力的改进范围从延长电池寿命到不依赖空气的推进系统(AIP)，这使潜艇在水下潜伏的持续时间提高了5倍多，这样潜艇就不必浮到管航状态对电池再次充电，能长时间不被探测到，从而减少了传统的缺点。静音和涂覆技术使潜艇具有了声隐身性，高强度钢材的应用也提高了生存能力。随着自动化技术允许把火力控制、声呐和武器系统的功能合成一体，新的计算机化的作战系统极大地提高了柴油机动力潜艇的能力。     

沉默的海狼——德国海军新一代214型潜艇

在现代海战中,隐蔽性对潜艇的生存能力和战斗力是至关重要的,而影响潜艇隐蔽性的最主要因素是潜艇的噪声水平。为此,各国海军总是千方百计地降低潜艇的噪声,以提高隐蔽性。德国海军在这方面更是不遗余力,继212型AIP(不依赖空气)潜艇之后,最近又推出新一级不依赖空气的常规潜艇——214型AIP潜艇。基本设214型潜艇在造型上借鉴了荷     

闭式循环柴油机AIP系统

本文综述了闭式循环柴油机AI P系统的工作原理、国外研制情况、海试结果以及与其他 AIP 系统的比较。     

巴基斯坦打造准核潜艇舰队

继2008年9月巴基斯坦第一艘AIP常规动力潜艇＂哈姆扎＂号服役后,近日媒体又曝出巴基斯坦将再采购3艘德国214型AIP常规潜艇的消息,引起世人广泛关注。