上世紀80年代，前蘇聯建造了877型柴—電潛艇，綽號"比目魚"。因為性能出色，北約甚至將其稱之為"大洋黑洞"，足見北約對其的恐懼。其改進型636型更加優異，是最安靜的柴—電潛艇之一，這艘潛艇有一個更出名的名字—基洛級。
但是，隨著反潛技術的進步，柴—電潛艇的缺點越來越致命：柴油機噪音大，水下航程短，通氣管充電紅外特徵明顯，時間長，容易暴露。為了彌補柴電潛艇的劣勢，財大氣粗的美國人採用了全核動力，而德國人開發出了AIP潛艇。核動力潛艇的確沒有動力之憂，但是其成本高昂，為了保證壓水堆的安全，需要的技術門檻也非常高。一失事，其對環境的破壞是毀滅性的。另外，核攻擊潛艇體型很大，對聲波的反射肯定比採用同樣消聲瓦的常規潛艇要大。
其實AIP潛艇的技術可以追溯到很遠，1816年，英國物理學家斯特林發明了斯特林發動機，這是世界上第一種外燃機。在密閉容器中放入氦氣，外部加熱後，氦氣膨脹，推動活塞運動；同時"熱氣"也會從一根導管流向另一個密閉容器；在這個密閉容器中，"熱氣"會冷卻，又被"冷氣"活塞壓縮原路返回，進入下一個循環。這兩個活塞均和曲軸相連，"熱氣"推動活塞運動後，曲軸被帶著轉動，由於兩個曲軸面不在一個平面上，所以帶動"冷氣"活塞的曲軸會比"熱氣活塞"慢一點拍子，這樣就完成了冷熱循環。
可能有人還會說，加熱不是還需要熱量嘛，那熱量肯定要通過燃燒來獲得，其實熱量不一定需要燃燒，比如同位素就能夠放出大量的熱量，好多化學反應也能夠產生大量的熱量。所以，斯特林發動機被用在了衛星上。斯特林發動機沒有內燃機的爆振做功，所以噪音很小；結構簡單，比內燃機的部件少40%，維護方便；沒有吸氣和排氣，所以也就沒有了海拔高度的要求。
但是，斯特林發動機的效率不高，甚至低於柴油發動機；由於沒有和外界進行氣體交換，所以其溫度很高，對發動機的材料要求也非常高。另外，其啟動速度慢，熱量散失嚴重，需要增加多重隔熱系統；對工質（密閉氣體）的循環控制要求也非常高！所以，SE/AIP的功率密度並不能滿足潛艇潛航，只有瑞典研製出適用機型。那可不可以直接給柴油發動機供氧呢，答案是肯定的！另一種AIP就叫做叫做閉式循環柴油機（CCD/AIP）。
其和柴油發電機的區別在於吸氣和排氣系統。其採用潛艇自帶的氧氣供氧，用氫氣代替空氣中的氮氣，這樣潛艇就可以在沒有空氣的水下航行。排出的廢氣（大部分為CO2）冷卻後被其和柴油發電機的區別在於吸氣和排氣系統。其採用潛艇自帶的氧氣供氧，用氫氣代替空氣中的氮氣，這樣潛艇就可以在沒有空氣的水下航行。排出的廢氣（大部分為CO2）冷卻後被海水噴淋系統吸收，最後排到艇外，且這種排放不受下潛深度的限制。
CCD/AIP燃油消耗少，功率高，完全可以依託現有潛艇柴油機改進，技術難度較少，壽命高；還可以進行開循環工作（水面狀態利用空氣中的氧氣工作）。但是，為了有效降低噪音，CCD/AIP的功率受到了限制，和同功率的燃料電池AIP相比，前者所需液氧是後者的兩倍，所以，燃料電池就成了各國競爭的制高點。
FC/AIP（氫氧燃料電池的）原理：在一個容器中間裝入質子交換膜，容器的一端為正極另一端為負極。正極輸入氧氣，負極輸入氫氣。在質子交換膜的作用下，氫氣就會釋放電子，變成氫離子；氫離子穿過質子交換膜，去和正極的氧化合，變成水；電子則通過外面的電路流向正極，形成電流。
其能量轉換效率高，可以達到70%以上；功率密度也比傳統充電電池高很多；幾乎沒有噪音，這是潛艇最重要的一項性能；不需要精密的零件加工，維護方便；短時間內過載能力強，可以幫助潛艇加速逃脫。但是，氫氣的儲存所需技術很高，稍有不慎，潛艇就會發生爆炸;最重要的一點，質子交換膜的比功率要遠遠小於CCD/AIP，價格高昂，壽命短，要想達到相同的功率，FC/AIP的重量要遠大於柴油機。
所以，CCD/AIP和FC/AIP的優缺點幾乎是相反的，選擇哪一種視國家實力來決定。可喜的是，我國成就顯著！2004年起，中國已建造了12艘041型潛艇。這種新裝備上已安裝了"不依賴空氣推進系統"(AIP系統)。與此同時，041型的出口型號——S20也在國際防務展上頻頻亮相，後者的排水量約為2300噸。
根據公開資料，我國發展的應該是CCD/AIP，但是，FC/AIP肯定也難不倒我們。中國船舶重工集團公司711研究所熱氣機事業部特種發動機團隊歷時近10年，研製成功擁有完全自主知識產權的新型發動機。
閱讀更多 123觀察室 的文章
