AIP系统的能量——未来潜艇推进的关键

1 引言常规潜艇的柴电推进系统由柴油发电机和蓄电池组成.水下工作时,潜艇的所有能量由蓄电池提供.为了给电池充电,潜艇必须上浮至水面或伸出通气管,此时,传统潜艇特别容易遭受攻击并很容易被探知.     

AIP系统能源－未来潜艇推进系统的关键

常规潜艇柴电推进系统带有柴油发电机和蓄电池。在水下航行中全部所需能量来自蓄电池。为了再充电，潜艇不得不浮出海面，或用通气管航行。在这段时间里，常规潜艇特别容易被发现和遭到攻击。     

潜艇AIP系统中应用的充电发电机

潜艇ＡＩＰ系统中,由斯特林发动机－充电发电机组成的供电系统,已在前具有世界先进水平的常规潜艇中获得应用。本文主要介绍这种新型潜艇水下电力推进系统中所应用的充电发电机及其系统的特点,并与常规潜艇充电发电机进行分析比较。     

小型纯电动船舶永磁同步电机控制系统的优化设计

随着高能蓄电池和快速充电技术不断发展,现代电动船舶完全可以用在短途的岛际交通运输中,可以实现与电动汽车同样的性能。纯电动船舶的电力推进系统采用蓄电池取代柴油机提供动力,可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染,极大提高推进系统效率。而影响电力推进系统效率的关键之一就是电机控制器的性能,由于永磁同步电机与其他推进电机相比,具有优越的整体性能,因此本文以永磁同步电机作为纯电动船舶的推进电机,对永磁同步电机控制系统的优化设计展开研究。     

能量管理策略在混合动力船舶上的应用

混合动力船舶电力推进系统是指引入蓄电池和超级电容联合为船舶电力系统供电的船舶电力系统,燃料电池、蓄电池和超级电容的引入能够有效降低船舶电力系统的能源消耗,提高船舶电力系统的供电能力。本文结合蓄电池和超级电容的工作原理,建立了混合动力船舶电力推进系统数字仿真系统,研究船舶电力系统复杂工况下运行的可靠性。通过比较有限状态机控制策略(SMCS)和等效燃料消耗最小控制策略(ECMS),对混合动力船舶电力推进系统进行控制,结果表明:ECMS控制策略耗能最少,总效率最高,有效提高了船舶运行的经济性。     

潜艇混合制航行优化设计及特性研究

混合制航行工况是现代常规潜艇的主要航行方式,其主要表征指标为混合制暴露率和平均航速。在混合制总续航距离、总续航时间以及柴电机组额定功率给定的条件下,运用序列二次规划算法,计算在不同假定航行周期下,满足蓄电池组充放电平衡要求的暴露率最低和水下航速最大的航行方式,并分析了通气管航速、暴露率以及耗电能量与电池总能量的比值随水下航速变化的关系特性。结果表明提高水下航速有利于潜艇机动性的提升,但会增加潜艇潜在危险性。所得关系曲线可为潜艇在不同航行工况下制定充电计划提供参考。     

潜艇电力电子技术应用研究

简要介绍了电力电子技术的发展方向.随着电力电子技术的发展,电力电子技术在潜艇上的应用与普及成为必然.分布式供电、综合电力推进以及辅机交流化是潜艇的发展趋势.通过对潜艇电力配电系统、电力推进系统及电气传动技术等几个方面的现状分析,阐述了电力电子技术在潜艇电力配电系统、电力推进系统和电气传动等几个方面的应用与发展前景,指出了潜艇使用电力电子变换装置所存在的电磁干扰(EMI)问题及解决途径.     

混合电力推进系统及其贮能电池

混合电力推进系统,由于利用了热机比能量高和蓄电池比功率高的特点,并可回收一部分动能,从而提高了推进系统的总效率,降低了对环境的污染.当选用蓄电池作为贮能装置时,应当根据推进系统的组合方式、设计要求、蓄电池的性能和价格来综合考虑.     

现代潜艇铅酸蓄电池充电模型

铅酸蓄电池是常规潜艇水下航行的核心动力,为优化动力系统工作性能,需要建立充电模型.蓄电池充电所需的时间与蓄电池的充电方法、放电制、剩余容量等因素有关,即充电的规律具有强烈的非线性特征,神经网络方法是充电模型建模的可行技术手段.基于前馈神经网络,建立了任意放电率下的一级充电模型,利用插值法模拟了二级至五级充电规律,模型能确定或计算端电压、充电起始点和电解液密度参数,获得了蓄电池在任意工况下的充电规律.与充电试验值对比表明所建立的充电模型可行.     

国外潜艇充电发电机发展概况

本文介绍国外常规动力潜艇间接电力推进的充电发电机发展概况，并对换向器型和交流整流型充电发电机优缺点进行分析比较，进而可了解到国外潜艇充电发电机发展动向。     

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。     

2000t海缆作业船推进系统论证研究

推进系统是动力定位系统的一个重要子系统.以一型安装动力定位系统的2000t海缆作业船为对象,通过对其推进系统进行侧向力确定、控位能力分析、配置方案对比等论证研究,确定了与该型船相匹配的推进系统,满足了动力定位系统的使用要求.     

21世纪常规潜艇动力发展方向--柴电与小堆核电组合动力推进

本文根据现代战争与潜艇使命,提出了对21世纪常规潜艇的要求。通过分析核潜艇和常规潜艇的优缺点,提出21世纪常规潜艇动力发展方向:柴电与小堆核电组合动力推进。接着介绍了可用于柴电与小堆核电组合动力推进系统的几种堆型,最后通过分析确定:潜艇装备柴电与小堆核电组合动力推进系统是21世纪常规潜艇动力发展方向。     

新型集成电机推进器设计研究

为了实现单轴推进潜艇,在主推进轴系故障失效状态下的应急推进,在参照吊舱推进器的基础上并结合导管桨结构形式,通过将传统电机、螺旋桨推进型式在轴向空间进一步集成,设计出新型集成电机推进器,并通过设计实例对集成电机推进器在结构特点、电机设计、水动力学仿真与模型水池试验等方面进行说明,论证集成推进器高效率、高功率密度的特点,适合于作为潜艇应急推进装置。     

吊舱式推进系统在实船上的集成应用和接口分析

对吊舱式推进系统在智能型无人系统母船上的集成应用和接口进行分析,对智能航行与远程控制系统的集成和智能航行与吊舱式推进系统的接口进行分析。阐述智能型无人系统母船的人工驾驶、智能航行和远程控制等操作模式及其控制逻辑,为类似智能船舶的设计与建造提供借鉴与参考。     

潜艇导航系统航向测量及精度评定方法研究

以某型潜艇导航精度试验为例,研究了一种潜艇导航系统航向测量及精度评定方法.评定方法及评定结果获得了潜艇总体设计单位、综合导航系统和武器系统研制单位及使用方的一致认可,并在随后进行的武器发射试验中得到验证,进而为准确分离发射潜艇对武器系统命中精度的影响提供了依据.     

金枪鱼延绳钓船机电混合动力推进系统应用研究

作为一种新型推进方式,机电混合动力推进系统具有调速范围广、驱动力大、正反转易控、体积小、布局灵活、安装维修方便、振动和噪音小等优点。金枪鱼延绳钓船正常航行与作业航行时的航速不同,高航速航行时,使用柴油机推进系统;低航速钓鱼作业时,使用电力推进系统,柴电推进系统相互切换,相互联锁。经过实船测试,机电混合动力推进系统比柴油机推进省油约25%;前者可以提高金枪鱼船推进系统冗余度,提高船舶放钓、收钓作业工况下的操纵灵活性,大幅度提高船舶操纵性和综合推进效率,提高了船舶经济性与环保节能性,具有广阔的应用推广前景。     

大型豪华邮轮应用动力电池的能效与经济性分析

动力电池装船有利于节能减排,但目前主要应用在短距离小尺度船上,在大型船舶上的应用和研究均较少。基于Carnival Vista 62.4 MW动力系统技术参数和航速信息,采用多种能量管理算法,对比分析原型和动力电池替代主机动力系统方案的动力性和燃油经济性,阐明动力电池装船的资本回报周期,为大型船舶动力系统节能减排提供参考。     

12缆物探船电力推进系统研究

分析了电力推进装置的优点及其应用在12缆物探船上所带来的益处。该船采用电力推进系统不仅满足多种工况作业和航行的需求,而且所有的推进装置都可以分开控制,也可以在驾驶室通过联动控制系统综合控制。