加拿大潛艇打沉美國軍艦：無AIP，全程暴露如活靶

圖：加拿大的支持者級潛艇

在2012年7月17日，根據加拿大和美國簽訂的合同，美軍一艘退役軍艦被用於加拿大海軍編號ssk 876潛艇的實彈射擊訓練。加拿大沒有獨立的潛艇研製能力，海軍目前裝備的潛艇都是英國在實現全核動力潛艇計劃過程中，淘汰下來的二手「支持者」級常規柴油電力動力潛艇。

圖：美國「食蚊魚」級常規潛艇的通氣管裝置布局圖

圖：台灣的海獅潛艇就是購買自美國的食蚊魚潛艇

圖：支持者級的通氣管

以支持者級為代表的常規動力潛艇，主要使用柴電動力系統：在水下需要安靜潛行的時候，由蓄電池組提供電力，而電機帶動螺旋槳旋轉，推動潛艇前進。而振動和噪音巨大的柴油機，則只在必要的時候啟動——比如給蓄電池組充電等等；這個狀態下，潛艇必須上浮到水面，或者在非常淺的深度下，把通氣管伸出水面，為柴油機提供燃燒所需空氣，以及給各潛艇艙室更換新鮮空氣。

對於外界空氣的高依賴性，使得傳統的柴電常規潛艇，無法保持長時間的水下活動，需要頻繁的進行水面或者通氣管狀態航行。而即使是通氣管狀態下，潛艇都會變得極其容易暴露——尤其是在風平浪靜的時候，潛望鏡和通氣管拖出的航跡實在太明顯了。普通的光學搜索、紅外熱成像搜索、雷達探測，都能使空中反潛力量（固定翼飛機、直升機）輕易的發現潛艇所在位置。

圖：加拿大潛艇在通氣管狀態下航行暴露的特徵非常明顯

因此，新一代的常規潛艇，紛紛開始採用各種類型的AIP（不依賴空氣推進裝置）技術，以削弱對於外界空氣的依賴；而這些新常規潛艇，基本上都可以做到十天半個月不用上浮。AIP系統有多種設計思路，其中最為極端，性能最好，但也最沒前途的，是小型核反應堆AIP設計。

原因在於，核潛艇和常規潛艇之間無法逾越的性能差距之一，就是核潛艇可以在水下絲毫肆無忌憚的以最大功率、最大航速進行不間斷的狂奔航行；而常規潛艇在水下的最大航速只能維持極短時間，就必須上浮或者進入通氣管航行狀態，因為蓄電池的電力、空氣或者液氧儲備支撐不了那麼久。

而小堆AIP雖然解決了潛艇不依賴外界空氣充電等問題，但功率根本不夠持續推動潛艇像真正核潛艇那樣長期高速航行。相反，由於涉及到核材料，它的製造、使用、維護、修理標準卻必須向核潛艇標準看齊；可以說有著核潛艇所有的麻煩，卻完全沒有核潛艇應有的優勢，性價比極差。

圖：德國212潛艇暴露出來的液氧罐和儲氫鋼瓶

而在剩下的AIP設計中，思路都是以潛艇自行攜帶的液氧來取代外界空氣中的氧氣，完成水下充電。目前實用化的有三種類型：德國燃料電池技術，利用液氫和液氧在電池中直接反應生成水分；這種技術非常安靜，不需要向艇外排放二氧化碳，特別適合大潛深設計。但是能補給高純度液氫的港口和碼頭極少，而且目前儲氫技術的效率、壽命、成本、安全性等方面都並不是特別成熟。

而第二種則是法國的閉式循環汽輪機技術，這玩意燒的是酒精；它先燒出高溫高壓氣體，再隔著換熱器去把水燒成蒸汽，然後利用蒸汽推動汽輪機發電。這套系統非常複雜而且效率不高，性價比很低；很可能是法國人摳門的老毛病發作，直接沿用核動力系統中二迴路和汽輪機設計的結果。目前巴基斯坦的阿戈斯塔潛艇上裝備了該系統。

圖：AIP動力艙段

中國和日本的潛艇，則裝備了源於瑞典的熱氣機AIP系統。柴油和氧氣以適當的比例噴入熱氣機燃燒室，燃燒釋放熱量，工質氣體在加熱器內吸收高溫熱量，經過斯特林循環推動熱氣機活塞做功。它具有技術成熟、效率高、振動雜訊低 、水下可自由排氣、總成本相對較低的優點, 但存在單機功率較低、設計製造和使用要求較高的缺點。

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