国外潜艇AIP动力装置的现状与发展

以国外典型的潜艇AIP动力装置为例,介绍了闭式循环柴油机、闭式循环汽轮机、电化学发电机、斯特林发动机等潜艇AIP动力装置的现状与发展趋势;对不同类型AIP装置进行了比较,并对未来AIP潜艇和潜艇AIP动力装置的发展趋势进行了预测和分析。     

潜艇AIP作战使用需求分析

潜艇的作战效能与保持潜航和不被探测的能力紧密相关，为了提高隐蔽性，增加水下续航力，研究了一种不依赖空气的推进系统（AIP）。它包括闭式循环柴油机、燃料电池、低功率核反应堆和斯特林发动机等。潜艇第一代混合动力装置一般采用在原型潜艇上添加一个容纳整套AIP系统的加舱来实现。本文从潜艇作战需求出发，对常规潜艇的AIP系统提出了作战使用要求，并对配装于其加舱中的各型电池组数进行了定量分析。     

基于U-212潜艇的第5代非核动力潜艇初步设计

提出了斯特林发动机以其在潜艇AIP装置上的综合性能优势,将是第5代非核动力潜艇动力装置的首要选择。以德国U-212级潜艇为设计原型,对使用斯特林发动机的第5代非核动力潜艇进行初步设计,通过估算,得到了潜艇动力装置功率与潜艇排水量、航速之间的关系,给出了在不同潜艇排水量下的动力装置需求功率、最大水下航速、经济航速、续航力等技战术参数。     

世界排位前十的党规潜艇

据考,现今,世界上有43个国家和地区共约有800余艘常规潜艇。根据新技术建造性能和实力(如AIP技术动力装置系统、增加潜艇水下航行时间、降低潜艇暴露率、提高潜艇的隐形性能、增强自身安全保护能力和隐蔽攻击能力、安静性、威慑力等),在世界常规潜艇排位前10名的是：     

世界排位前十的常规潜艇

据考,现今,世界上有43个国家和地区共约有800余艘常规潜艇.根据新技术建造性能和实力(如AIP技术动力装置系统、增加潜艇水下航行时间、降低潜艇暴露率、提高潜艇的隐形性能、增强自身安全保护能力和隐蔽攻击能力、安静性、威慑力等),在世界常规潜艇排位前10名的是:     

常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。     

非核动力潜艇的AIP系统日趋成熟

AIP（不依赖空气推进系统）是常规潜艇极有前景的动力装置。它可以减小常规潜艇的暴露率，从而显著提高艇的生存能力。它还能提高艇的战术灵活性。详细介绍了几种AIP系统（第二代和第三代斯特林发动机和燃料电池、闭式循环柴油机及最新的基于闭式兰金循环发动机的MESMA系统）原理、特点及其在常规潜艇上的应用。     

无人驾驶潜艇的AIP技术

无人驾驶潜艇能进一步突现潜艇的作战优势。为使无人驾驶潜艇长期保持深潜状态，进一步提高其作为作战平台的隐蔽性和生存能力，本文分析了新一代水下推进动力AIP技术现状、性能特点和发展趋势，探讨了AIP在无人驾驶潜艇中应用的可能性。针对无人驾驶潜艇对AIP装置的要求，并对比现有各AIP装置的特点，认为目前闭式循环柴油机系统最适合作为自主研制的无人驾驶潜艇的推进动力。     

怎样选择3种AIP

阐述3种AIP动力装置的组成、工作原理,分析对比了各种AIP的方案特点,提出对我国常规潜艇AIP的看法.     

潜艇用闭式循环柴油机AIP装置研究综述

本文介绍了潜艇用闭式循环柴油机AIP系统的工作过程及其相关优势劣势及技术难点,并阐述了其历史发展过程,重点对其应用前景进行了展望。考虑到潜艇用动力电池目前仍存在的一系列技术缺陷,闭式循环柴油机作为一类技术成熟、成本低廉的潜艇AIP动力装置,目前仍有一定的应用前景。     

以液化天然气作为燃料的斯特林发动机

阐明AIP的斯特林发动机采用液化天然气和氧作为燃料是合适的，而用柴油作为燃料是不可取的论据。对潜艇AIP动力装置的废气排放问题作了讨论，提出了将燃烧产物冷凝或将废气返回到燃烧室的两种处理方案。关于使用液化天然气的新观点，使AIP动力装置产生重要的改变，提高了斯特林发动机的工作效率。     

高速大续航力中型常规潜艇概念

当今潜艇上应用AIP（不依赖空气的动力装置）主要是在安静低速航行时增大艇的水下续航力。然而核动力推进已显示了水下高速冲刺和快速航渡的巨大优势。对中型常规潜艇来说，使用一台与安静中型AIP装置共用氧源的改进的高效燃气轮机，KAPPA工程可在不损失电力推进潜艇安静低速航行能力的情况下，提高艇的冲刺速度和时间，在小功率的标准AIP装置上增加新型通气管技术，能将电力设备重量减半，从而向特高容量设备和化学能源提供空间，新型燃气蒸汽轮机一旦具备呼吸空气能力，便可用安静的中功率涡轮发电机来取代噪声大的柴油机。同时，因大功率冲刺涡轮机能呼吸空气而非纯氧，就能恢复二战潜艇失去的水面高速性能。     

斯特林发动机－未来的AIP系统

考库姆公司的斯特林AIP系统是目前最成熟的不依赖空气的推进系统，正运行在几型潜艇上。对斯特林发动机系统的研究使得其性能优于其他AIP系统，并且作为瑞典国防装备局的一个长期项目，其发展将满足下一代潜艇的需求目标。考库姆公司在生产Mk2型发动机的同时，开始投资研制用于下一代潜艇的Mk3型发动机，有可能将斯特林AIP系统作为主动力源。Mk3型发动机以Mk2型发动机为基础，但在功率和效率两个方面有所改善，Mk3型发动机计划于2003年开始生产。论述斯特林AIP潜艇的运行经验。包括斯特林AIP系统的设计详细情况，介绍Mk3型发动机研制的计划，工作和结果。     

安静型潜艇的AIP动力系统及其废气管理

介绍了常规动力潜艇推进系统及不依赖于空气的动力系统(AIP),比较了闭式循环柴油机、斯特林发动机、闭式蒸汽轮机装置以及燃料电池等4种基本AIP系统各自的特点,分析了自主式水下动力系统废气排放对潜艇性能,尤其是隐蔽性的影响,最后阐述了AIP系统废气的吸收、压缩式处理方法。     

减小常规潜艇排水量的技术途径分析

潜艇排水量大小与其总体性能密切相关,随着潜艇技术的发展,存在潜艇排水量不断增加而导致其总体性能降低的问题。为提升潜艇的综合作战能力,需有效控制排水量。德国212A型和俄罗斯"拉达"级等世界先进常规潜艇的排水量及其变化趋势分析结果表明,当今具代表性的世界先进常规潜艇的正常排水量约为1 500～1 700 t;通过对组成常规潜艇排水量的载荷进行分解分类,分析了各类载荷占常规潜艇排水量的比例(载荷系数),得出常规潜艇排水量的载荷权重(结构重量约占40%,动力装置约占20%～30%)。通过对影响潜艇排水量的主要因素的分析,提出以总体优化设计技术为手段,以动力装置和船体结构为重点的排水量控制途径。     

俄罗斯非核动力潜艇推进系统的选择与发展趋势

给出了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇推进系统的选择及推进系统的组成和参数,介绍了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇柴油机功率、主推进电机功率、最大水面和水下航速的发展变化,给出了潜艇推进系统的主要形式和舱室布置,并对俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇AIP装置,包括闭式循环柴油机装置、闭式循环蒸汽动力装置、电化学发电机装置的研究和设计进行了重点介绍。同时,结合各种潜艇推进系统,对俄罗斯非核动力潜艇推进系统的发展趋势作出了分析。     

AIP技术在国外的研究及应用综述

综合叙述AIP技术在潜艇上的研究及应用，从效率、噪声振动、热辐射、安全性、经济性及影响潜艇暴露率等方面分析各类AIP系统的优缺点，认为小型核动力装置是彻底减小常规潜艇暴露率的有效途径。     

AIP技术在国外的研究及应用综述

综合叙述AIP技术在潜艇上的研究及应用，从效率、噪声振动、热辐射、安全性、经济性及影响潜艇暴露率等方面分析各类AIP系统的优缺点，认为小型核动力装置是彻底减小常规潜艇暴露率的有效途径。     

“早潮”号教练潜艇的AIP系统

“早潮”号潜艇作为AIP系统的试验平台，于2001年11月末完成了改装工程，并作为教练潜艇交付日本海上自卫队。介绍该潜艇搭载的AIP系统。     

国外常规潜艇AIP系统技术现状及发展趋势

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。