文|军米贴图
近日，官媒证实我海军新型潜艇已批量装备AIP动力系统。虽然网络上关于AIP动力系统的性能、作用、优劣势有不少的分析。但海军专家POP3对我国常规潜艇AIP技术的剖析更真实、也更有营养。他认为：中国进行AIP系统研究始于九十年代，由中船711研究所负责全面研制工作，项目负责人为工程院金东寒院士。鸣谢：文/POP3 图为中国海军最新039C型AIP潜艇
中国在热气机AIP领域的技术水平已经处于国际先进行列，是继瑞典之后能独立掌握SE/AIP技术的国家。中国自行研发的AIP技术已经全面广泛地使用在中国海军常规潜艇上，如中国海军现役的039B型潜艇，该艇采用单轴、单桨、对称尖尾长水滴型双壳体艇型，艇长77米，水上正常排水量近2600吨，中国海军在该型潜艇的V舱设置了SE/AIP系统。目前，中国正在进行下一代AIP技术的研究工作。图为中国海军039A
目前世界上主要的AIP系统主要有四类，即SE/AIP热气机系统、FC/AIP燃料电池系统、MESMA/AIP闭式循环汽轮机系统、CCD/AIP闭式循环柴油机系统。这其中，SE/AIP和FC/AIP技术综合性能最好，最具发展前途，故此，也被较多国家的选择。图为中国海军039B型AIP潜艇
FC/AIP燃料电池系统是直接将反应物质化学能用电化学方式转换为电能的能量供应系统，效率最高，实际效率可达到70%。燃料电池系统由于直接进行能量转换，本身并无机械运动部件，因此工作过程中非常安静，可以使得潜艇在航行时获得较为优秀的隐蔽性。
由于能量转换过程中能量损耗较少，所以相应的散热也少，这就有效的降低了潜艇的热辐射，环境特性较好。但目前的燃料电池只能用纯氢作燃料，安全性要求极高，一旦泄漏极易发生爆炸，危险性很大。此外，FC/AIP燃料电池系统的系统比功率较小，要达到柴油机相同功率，燃料电池所需重量要大于柴油机。同时，其价格也比柴油发电机组高了近六倍，造价较为昂贵。图为中国海军039C型AIP潜艇
选择FC/AIP技术的国家有德国、希腊、意人利、俄罗斯、韩国等，如其中较为典型的德国212A型、214型潜艇和俄罗斯的“阿穆尔”级潜艇。SE/AIP热气机AIP系统是一种闭式循环往复式外燃机，由十九世纪苏格兰牧师罗伯特-斯特林发明，故也称为斯特林发动机。热气机是一种活塞式往复发动机，可用空气、氮气、氦气或氢气等作为工质，按斯特林循环工作。图为中国海军039C型AIP潜艇
工质始终被封闭在一个闭式循环回路中，在较低的温度和压力下压缩，在较高的温度和压力下膨胀，实现对外作功。由外部燃烧对闭式回路中的工质进行加热，受热后的工质在活塞腔中膨胀作功，所以又称外燃机。热气机的燃烧在气缸外的燃烧室进行，整个燃烧过程是连续的并且非常充分，故此不会产生内燃机的爆燃现象，具有噪声低、运行平稳、污染小、适用多种能源等优点。图为中国海军039C
斯特林循环的效率等于最高循环效率的卡诺效率，所以热气机是一种高效率的能量转换装置。SE/AIP热气机系统技术在四类AIP中最成熟、安全性最好，常规潜艇加装SE/AIP系统后可以大幅提高水下续航力，具有优异的隐蔽性和适应能力，能显著增强潜艇的作战效能。相对其它AIP技术来说，SE/AIP潜艇建造和使用成本低，保障性好，潜艇日常消耗品的补给可以在民用码头甚至海上进行，勤务性非常好。图为中国海军039C
SE/AIP系统具有振动噪声特性好、建造和使用成本低、功率密度高、有利于总体布置等优点。SE/AIP潜艇是世界上装备数量最多的潜艇，选择SE/AIP技术的国家主要有中国、瑞典、丹麦、日本、新加坡等，除中国外，其它国家的SE/AIP潜艇技术均为引进瑞典的技术如日本的“亲潮”级改进型潜艇和“苍龙”级潜艇。中国的039B型潜艇和039C型潜艇则是采用来自主研制的AIP技术。图为德U-212型AIP潜艇
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