世界各国研发的AIP系统多种多样，在工作原理，结构，性能等方面可谓各有千秋，其中技术上较为成熟的，主要有以下4种。
闭式循环柴油机AIP（CCDAIP ）
除了进，排气系统与普通柴油机不同外，闭式循环柴油机AIP的工作原理，与目前常规动力潜艇所使用的普通柴油机相同。其工作原理是：用潜艇自带的氧气代替空气中的氧气，将废气中的二氧化碳，经过冷却和吸收后排到体外，部分二氧化碳作为工作介质参加循环工作，同时用氢气取代空气中的氮气，以改善循环气体的燃烧质量由于柴油机技术成熟，所以CCDAIP系统所用的柴油机的寿命，比其他AIP系统的主机时间长，性能可靠。
采用CCDAIP系统的法国“鲉鱼”级常规潜艇
CCDAIP系统所用柴油机可广泛采购，不存在后勤供应问题，并且随时可以在闭式循环和开式循环两种工况下进行自由转换，潜艇使用的灵活性较强；由于可以使用大量成熟技术，且水上、水下均可使用，所以耗油率低，维修费用也相对较低，因此CCDAIP系统是AIP系统中最经济的一种，不过CCDAIP系统存在着工作效率低，氧气消耗量大，排出的热量多，产生的噪音大，系统输出功率受到限制等问题。
采用CCDAIP系统的西班牙“鲉鱼”级常规潜艇
斯特林发动机AIP（SEAIP ）
SEAIP系统与CCDAIP系统大致相同，最主要的不同就是发动机。SEAIP 系统使用的是热气机，而CCDAIP系统使用的是闭式循环柴油机。热气机是一种由外部热源加热，并将热能转换为机械能的热机，其循环是一种闭式，采用定容下回热的气体循环，简称斯特林循环。斯特林发动机主要是在水下续航状态下工作，与蓄电池并联，向推进电机，全艇辅机以及其他用电设备供电。
采用SEAIP 系统的瑞典“哥特兰”级常规潜艇
SEAIP系统的优点是机械噪音与振动小。因为斯特林发动机是一种从外部对内部气体工质连续加热，使之做功的活塞式往复发动机，燃烧过程中没有柴油机的爆燃现象，燃烧平稳，因此发动机的噪音与振动较小，此外SEAIP系统废气排放较为方便，在潜深200米内可以自由排放，即使增加深度，也只需小型压缩机协助，不需要CCDAIP的庞大水管理系统。
采用SEAIP 系统的日本“苍龙”级常规潜艇
SEAIP系统的缺点是功率较低，斯特林发动机由于其自身固有的低功率密度的特点，因而决定了整个AIP系统功率密度小于CCDAIP系统，如果要加大系统，就需要配备几台发动机，势必会影响整个潜艇的布局使用。此外SEAIP系统的燃油消耗量大，通常高于普通柴油机。而且有些斯特林发动机的部件，依然采用往复式运动机械，所以在装备潜艇时任然要加装双层隔震系统以减小水下噪音。
采用SEAIP 系统的中国039B型常规潜艇
燃料电池AIP（FCAIP）
FCAIP系统是最具竞争力的AIP系统，它是直接将反应物质化学能用电能方式直接转换为电能的能量供应系统。主要组成部分有燃料电池及其存储设备和转换器、氧化剂以及存储设备和转换器、控制装置。其中燃料电池的主要种类有碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸燃料电池，固态氧化物电解燃料电池等，其中最有前途的质子交换膜燃料电池。
采用FCAIP系统的德国212级常规潜艇
FCAIP系统的优点是能量转换效率高，燃料电池通过电化学方式，可直接将化学能转化为电能，省去了热机发电时复杂的转换过程，减少了能量损耗。由于能量转换过程中能量消耗较少，所以相应的散热也少，这就有效地降低了潜艇的热辐射，减少了被敌方红外探测仪器发现的概率。
采用FCAIP系统的俄罗斯“拉达”级潜艇
燃料电池系统由于可直接进行能量转换，电机并无机械运动部件，因此工作过程中非常的安静，可以使潜艇在航行时获得极佳的隐蔽性。此外系统维护保养，制造加工很方便，过载能力强，可进行短时间的加速航行。燃料电池是由若干个电池单元串，并联而成，可根据潜艇内部布置的需要，灵活选择燃料电池的配置方式等，都是其独有的优点。
采用FCAIP系统的德国214级常规潜艇
FCAIP系统的缺点，是燃料危险性非常大，易发生险情。燃料电池必须源源不断地供应氢和氧，为此，AIP装置不仅要有较大容量的液氧罐，而且要有一个较大容量的液氢贮存罐，而液氢要比液氧贮存条件苛刻得多。目前的燃料电池纯氢的加工提取工艺非常复杂，且在潜艇狭小空间内，纯氢一旦发生泄漏，浓度超过极限易发生爆炸，危险性非常大；而且燃料电池工作时长断且价格高，目前的质子膜燃料电池的工作寿命只有5000小时，其价格也是柴油发电机组的3~6倍。
采用FCAIP系统的韩国孙元一级常规潜艇
小型核动力AIP（SSNAIP）
SSNAIP又可称为自持式船用核反应堆发电装置，目前取得较大成果的是加拿大，其研制的AMP S型核电混合推进系统即将迈入实用阶段。加拿大ECSA公司从80年代初即开始了小型核动力AIP系统的研究工作，至今已先后研究成三种型号。这种只需经过简单改装就可使常规潜艇变成小型核潜艇的动力系统，日益引起世界各国海军的重大关注。比如美国SP-100、俄罗斯TOPAZ-2、法国ERATO-20、加拿大AMPS-Ⅱ和AMPS-I，以及日本DRX等小型核反应堆AIP动力系统。中国首座铅铋合金反应堆“启明星III号”实现了临界状态，在小型核反应堆研发方面处领先水平。
世界各国海军的重大关注小型核反应堆
短期来看，大量更换常规动力潜艇为核动力显然不够现实。全球最小法国红宝石级攻击型核潜艇只是实现了核反应堆的小型化，而不属于AIP潜艇。常规潜艇大量换核动力也只是理论上可行，不过我们对此应加以关注，随着核技术的发展，将来付诸实施也未可知。
全球最小法国红宝石级攻击型核潜艇
总之
目前无论哪种ERP系统，其输出功率，并不能满足常规潜艇水下最大航速航行的需求，只有将IP系统与当前潜艇的柴电动力装置，组合在一起，构成混合推进装置才具备实用价值。随着AIP系统的“白菜价”，如何反潜将是世界各国海军面临的重大课题。
閱讀更多 沙場風雲錄 的文章
關鍵字: 优孰劣 原汁原味的德系SUV 加拿大
