中國海軍常規潛艇AIP技術有多厲害？海軍專家來揭秘

近日，官媒證實我海軍新型潛艇已批量裝備AIP動力系統。雖然網路上關於AIP動力系統的性能、作用、優劣勢有不少的分析。但海軍專家POP3對我國常規潛艇AIP技術的剖析更真實、也更有營養。他認為：中國進行AIP系統研究始於九十年代，由中船711研究所負責全面研製工作，項目負責人為工程院金東寒院士。鳴謝：文/POP3 圖為中國海軍最新039C型AIP潛艇

中國在熱氣機AIP領域的技術水平已經處於國際先進行列，是繼瑞典之後能獨立掌握SE/AIP技術的國家。中國自行研發的AIP技術已經全面廣泛地使用在中國海軍常規潛艇上，如中國海軍現役的039B型潛艇，該艇採用單軸、單槳、對稱尖尾長水滴型雙殼體艇型，艇長77米，水上正常排水量近2600噸，中國海軍在該型潛艇的V艙設置了SE/AIP系統。目前，中國正在進行下一代AIP技術的研究工作。圖為中國海軍039A

目前世界上主要的AIP系統主要有四類，即SE/AIP熱氣機系統、FC/AIP燃料電池系統、MESMA/AIP閉式循環汽輪機系統、CCD/AIP閉式循環柴油機系統。這其中，SE/AIP和FC/AIP技術綜合性能最好，最具發展前途，故此，也被較多國家的選擇。圖為中國海軍039B型AIP潛艇

FC/AIP燃料電池系統是直接將反應物質化學能用電化學方式轉換為電能的能量供應系統，效率最高，實際效率可達到70%。燃料電池系統由於直接進行能量轉換，本身並無機械運動部件，因此工作過程中非常安靜，可以使得潛艇在航行時獲得較為優秀的隱蔽性。

由於能量轉換過程中能量損耗較少，所以相應的散熱也少，這就有效的降低了潛艇的熱輻射，環境特性較好。但目前的燃料電池只能用純氫作燃料，安全性要求極高，一旦泄漏極易發生爆炸，危險性很大。此外，FC/AIP燃料電池系統的系統比功率較小，要達到柴油機相同功率，燃料電池所需重量要大於柴油機。同時，其價格也比柴油發電機組高了近六倍，造價較為昂貴。圖為中國海軍039C型AIP潛艇

選擇FC/AIP技術的國家有德國、希臘、意人利、俄羅斯、韓國等，如其中較為典型的德國212A型、214型潛艇和俄羅斯的「阿穆爾」級潛艇。SE/AIP熱氣機AIP系統是一種閉式循環往複式外燃機，由十九世紀蘇格蘭牧師羅伯特-斯特林發明，故也稱為斯特林發動機。熱氣機是一種活塞式往複發動機，可用空氣、氮氣、氦氣或氫氣等作為工質，按斯特林循環工作。圖為中國海軍039C型AIP潛艇

工質始終被封閉在一個閉式循環迴路中，在較低的溫度和壓力下壓縮，在較高的溫度和壓力下膨脹，實現對外作功。由外部燃燒對閉式迴路中的工質進行加熱，受熱後的工質在活塞腔中膨脹作功，所以又稱外燃機。熱氣機的燃燒在氣缸外的燃燒室進行，整個燃燒過程是連續的並且非常充分，故此不會產生內燃機的爆燃現象，具有雜訊低、運行平穩、污染小、適用多種能源等優點。圖為中國海軍039C

斯特林循環的效率等於最高循環效率的卡諾效率，所以熱氣機是一種高效率的能量轉換裝置。SE/AIP熱氣機系統技術在四類AIP中最成熟、安全性最好，常規潛艇加裝SE/AIP系統後可以大幅提高水下續航力，具有優異的隱蔽性和適應能力，能顯著增強潛艇的作戰效能。相對其它AIP技術來說，SE/AIP潛艇建造和使用成本低，保障性好，潛艇日常消耗品的補給可以在民用碼頭甚至海上進行，勤務性非常好。圖為中國海軍039C

SE/AIP系統具有振動雜訊特性好、建造和使用成本低、功率密度高、有利於總體布置等優點。SE/AIP潛艇是世界上裝備數量最多的潛艇，選擇SE/AIP技術的國家主要有中國、瑞典、丹麥、日本、新加坡等，除中國外，其它國家的SE/AIP潛艇技術均為引進瑞典的技術如日本的「親潮」級改進型潛艇和「蒼龍」級潛艇。中國的039B型潛艇和039C型潛艇則是採用來自主研製的AIP技術。圖為德U-212型AIP潛艇

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