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AIP技术在中国常规潜艇上已经应用10多年

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看看新闻Knews记者  李苏宁

2017-06-17 22:30:29

6月14日,新华网、央广军事微博等多家媒体都刊发了一篇题为《二级军士长肖海生:中国潜艇AIP系统第一人》的文章。


肖海生在舱内检查装备(6月7日摄)


尽管这篇文章是在宣传中国海军一个人物事迹,但是文章开篇提到“我国首艘AIP潜艇服役以来,肖海生10多年‘零失误、零差错’,保障潜艇完成首次极限深潜、首次远航等50多次重大任务,安全潜航数十万海里。”这实际上是中国首度公开承认拥有AIP潜艇。


肖海生随潜艇出航(资料照片)


而从文章配发的照片来看,中国海军的首艘AIP潜艇属于039A型。根据资料,039A型潜艇首艇是在2006年开始服役的,这也符合文章所说的AIP潜艇服役10多年的情况。如果再算上该艇从设计到建造完工这段时间,那么可以推测出中国掌握潜艇AIP技术已经至少有15年左右的时间。

AIP是“不依赖空气推进装置”的英文缩写,其给常规潜艇带来的好处是能大大增强水下续航力,从而提高隐蔽性。我们知道,常规潜艇通常被称为柴电潜艇,是指其动力装置利用柴油机给蓄电池充电,然后由蓄电池给推进电机供电,再由电机驱动螺旋桨。受蓄电池容量限制,常规潜艇需要经常上浮到水面启动柴油机为蓄电池充电,每次充电时间都在数小时左右,这就明显增加了潜艇的暴露率。即使现代常规潜艇普遍装有通气管,可以让艇体潜入水下,只露出通气管。但这个伸出水面的通气管在现代反潜探测装置面前依然容易被远距离发现,例如固定翼反潜机、反潜直升机装备的对海搜索雷达可在数十公里外发现通气管。因此,为了克服常规潜艇要经常上浮充电的缺点,各国海军都在努力寻求提高常规潜艇水下续航力的技术,而现在广为人知的AIP系统就是被公认的一项比较理想的技术。


肖海生(左二)利用训练间隙向大家传授AIP相关知识(6月2日摄)


目前世界上已经出现的潜艇AIP系统共有4种,分别是斯特林发动机系统、燃料电池系统、自主式潜艇能源系统模块(MESMA)以及闭式循环柴油机系统(CCD),其中应用最广泛的是前两种,有资料显示中国039A/B常规潜艇所采用的AIP系统是斯特林发动机。

上述4种AIP系统的一个共性是工作时都需要使用氧气,区别在于燃料电池系统需要艇上储存氢、MESMA需要储存乙醇燃料、斯特林发动机和闭式循环柴油机需要储存柴油。因此,所有的AIP系统必须设计储存氧的方法。为了尽量增加潜艇上的储氧量,通常需要将氧液化装载于潜艇上,而且还要考虑在艇上至少要留出2倍于液氧储存罐的体积,以满足对液氧储存罐进行隔热和防振所需要的空间。另外,随着AIP系统的运行,艇上的氧不断消耗,所以还需要对减少的液氧重量予以补偿,以保持潜艇重量与浮力的平衡,这就要求设计时考虑提供重量补偿液舱所需的空间,以便对液氧消耗的潜艇进行纵倾和重量补偿的需要。同样,各类AIP系统工作所需的氢、乙醇、柴油等燃料也都需要在艇上额外增加充足的空间,当燃料消耗时也需要提供重量补偿液舱所需的空间。由此可见,各类AIP系统要想装上潜艇,那么潜艇就需要为其留出可观的空间。因此,各国在设计AIP潜艇时,都无一例外地增加了一个独立的AIP系统舱段。由此可见,AIP系统装上常规潜艇,导致潜艇主尺度、设计和建造复杂性、建造以及后续使用维护费用都明显增加。但是,AIP系统给常规潜艇带来的好处极大,所以常规潜艇付出较大代价来加装AIP系统还是很值得的。


中国海军039A型潜艇俯瞰



常规潜艇在加装AIP系统之后,水下续航力、隐蔽性都有了明显提高。理论上,在加装AIP系统之后,常规潜艇能够以低速(4-6节)在水下连续航行2周以上,而没有AIP系统的常规潜艇低速状态下的水下活动时间最多7天左右。以韩国海军孙元一级AIP潜艇为例,其以蓄电池为动力的水下续航力为420海里/8节,加装AIP系统之后的水下续航力则可以达到1248海里/4节,可见AIP系统对其水下续航力贡献之大。

韩国海军孙元一级AIP潜艇


考虑到孙元一级还只是属于水下排水量1860吨的中型潜艇,而中国海军的039A常规潜艇水下排水量要高出孙元一级一倍左右,因此AIP系统的能力会更强,低速状态下的水下续航力也必然会更长。而从作战角度讲,AIP系统给常规潜艇带来的最大好处是可以大幅提高战术灵活性。在加装AIP系统之后,常规潜艇在水下可以主要用AIP系统提供动力,节省蓄电池的电量。在进行攻击或者防御时,潜艇再用蓄电池为推进电机供电,使常规潜艇有更长的时间进行较大速度的水下航行和机动,无论是攻击的成功率,还是防御时快速而安全地脱离战场的概率都会显著增加。

至于一些媒体报道的AIP系统可以提高常规潜艇的水下安静性,这个其实是种误解。因为常规潜艇在水下是电机驱动螺旋桨推进的,低速状态下的噪声本来就不大。AIP系统的加装,只是在很多时候代替蓄电池为电机供电而已,并未改变常规潜艇的推进方式。

日本海上自卫队苍龙级AIP潜艇“瑞龙”号


在中国正式公开拥有AIP潜艇之前,东北亚地区的韩国、日本都已装备了AIP潜艇。其中韩国海军的首艘AIP潜艇“孙元一”号是2007年底服役的,日本海上自卫队的首艘AIP潜艇“苍龙”号是2009年3月30日服役的。而根据近日的报道不难看出,中国海军才是东北亚地区第一个拥有AIP潜艇的。不仅如此,中国的AIP技术完全是自己搞出来的,而韩国是购买德国的燃料电池,日本则是引进瑞典斯特林发动机的技术专利进行许可生产。自己掌握AIP技术和应用别人的AIP技术意义完全不同,前者意味着对AIP技术“不仅知其然,而且知其所以然”,在后续AIP技术的改进升级上进入了自由状态;后者至多只是对AIP技术“知其然”,改进升级却需要看别人脸色。反映到潜艇设计上,中国的AIP潜艇完全是自己设计和建造;韩国的AIP潜艇则全套是引进德国214型AIP潜艇许可证进行建造;日本的AIP潜艇则是介于中国和韩国之间,即潜艇的总体设计自己完成,AIP系统却要按照许可证生产。到现在10多年时间过去了,中国的AIP技术可以说已经十分成熟,这也就意味着中国海军的AIP潜艇的整体性能在东北亚地区所有AIP潜艇中可能独占鳌头,而在出口型常规潜艇上,也提供AIP舱段供客户选购,巴基斯坦和泰国购买的S-20潜艇均为AIP型。


马来西亚LIMA17兰卡威防务展上展出的中国先进常规潜艇


(看看新闻Knews记者:李苏宁 编辑:曾小真)

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