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AIP不依赖空气推进素统.docx


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AIP不依赖空气推进素统
自80年代以来,世界上不少国家的海军对潜艇用AIP系统的研制给予了很大混合燃料。装备了MK3型斯特林发动机系统的潜艇,可以低速在水下航行19天。另外,MK3型斯特林发动机系统的结构更加简单,它利用氢气作为工作气体,而不像V4—275R型以氦气作为工作气体,在效率、输出功率、工作深度以及隐身性等方面都比V4—275R型有所改善和提高。预计2003年之前,MK3型斯特林发动机系统可以系列生产。
燃料电池
1963年,“长尾鲨”号核潜艇沉没之后,美国海军认识到自己竟然没有从失事潜艇上把艇员抢救出来的有效措施,因此开始了深潜救生潜艇的建造。1977年正式服役的第一艘深潜救生潜艇上选用了燃料电池作为推进动力装置。由于燃料电池不受水深的影响,整个动力装置的尺寸很小且工作十分可靠,是深潜救生潜艇非常理想的动力装置。这也是世界上首先采用燃料电池作为推进动力的装置。
而德国的霍瓦兹造船厂在对各种潜艇AIP系统进行广泛调查和研究之后,决定把燃料电池作为其基本发展方向。1981年,霍瓦兹造船厂制定了一项发展燃料电池的计划,首先为205型的U-1号潜艇换装了燃料电池推进系统,这种采用16个6千瓦的安全性好、结构简单的碱性氢氧燃料电池,可产生约100千瓦的功率。为了解决艇上氢的储存问题,霍瓦兹造船厂利用了某些金属在其晶体结构中能够吸收氢的物理特性,把氢储存在6米X850毫米的铁—钛长圆柱体中,但每100千克的铁—钛长圆柱体只能储存2千克的氢。由于这种储氢的方式在重量方面的代价相当大,且碱性氢氧化物燃料电池的电解液具有腐蚀性,因此,专家们认为这种燃料电池还需要进一步加以改进和完善。
20世纪80年代末期,美国杜邦公司突破了质子交换膜技术之后,德国的西门子公司于1993年研制出潜艇用的质子交换膜燃料电池。德国联邦采购局与蒂森公司北海造船厂及霍瓦兹造船厂正式签订了价款为26亿马克的燃料电池推进系统的212型潜艇的建造。
212型潜艇上装备的燃料电池动力系统主要包括9个模块单元组成的质子交换膜燃料电池模块组、液氧储存罐以及在金属氢化物中存储的氢。每个燃料电池模块单元的输出功率为34千瓦,9个模块单元组成的燃料电池的输出功率可达300千瓦。,212艇的水下续航距离为1250海里,此时燃料电池还可提供11千瓦的艇上生活用电。使用燃料电池的水下最高航速可达8节以上,并可保证以这一航速续航7天以上。
目前,西门子公司已经研制出功率更大的新型质子交换膜燃料电池,每个燃料电池单元的功率为120千瓦。把两个这样的燃料电池模块组成一组,不仅可以装备在最新设计、建造的常规潜艇上,也可以装备在不是由德国建造的且已在世界多国海军服役的209型潜艇上。
苏联也是最早研制潜艇用燃料电池的国家之一,1981年就研制出了质子交换膜燃料电池。该燃料电池被装备在一艘经过改装的W级潜艇上进行了海试并获得成功。1987年,苏联又建造了装备燃料电池推进系统的“白鲸”号潜艇,1991年该艇在黑海进行了成功的水下航行试验。后来,俄罗斯又在欧洲国际武器展览会上推出一种排水量为900吨的燃料电池潜艇,这说

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  • 时间2022-05-20