克里奥尔

说到AIP技术，有人说日本“苍龙”就是引进的瑞典斯特林发动机技术生产的一型潜艇，2016年信心满满，参予澳大利亚潜艇招标。表面看起来很热闹，一幅志在必得模样。雪茄形艇体外形，以利降低噪音，还增加了内部空间；X舵四个舵面可以单独控制，重直和水平机动性好，外形尺寸减小不易受损，此外还有消声瓦的使用，弹性基座和减震浮筏等综合使用，使噪音水平明显小于俄罗斯“基洛”。然而这一切都没有能够打动澳大利亚人，也许对自己所造“柯林斯”潜艇使用的哥特林发动机，还心有作悸，03年深潜因导致故障命悬一线，对“苍龙”因使用不成熟的斯特林技术而不利己加长艇体，成为最大常规潜艇洞若观火，但架不住美国的劝说，要给老大一点面子，表示可以考虑，然而只不过虚与委蛇，“苍龙”一开始即败给了法国“梭子鱼”。痛定思痛的日本不再使用斯特林，新型“苍龙”开始使用拿手的锂电池，说明AIP技术并不好掌握，以日本工业之发达，终终没有搞定。

开始得早

AIP技术，从时间上说，并非新兴技术。1935年的苏联人即开始了研究，技术上有了一定突破。柴油机作为动力的潜艇，需要空气才能工作，二战时，德国人想的办法，以高锰酸甲为催化剂，与过氧过氢反应，制造出了氧气，以此推进潜艇。战后英国人学了去，苏联人也学了去，只是自己有了核潜艇，不再用于动力，用于鱼雷。由于技术不成熟，还出过事故，这便是著名的库尔斯克号核潜艇沉没事件。英国的西顿号潜艇，也是这样沉没的。

今天的发展

技术虽好，但要成熟并不容易。现在技术上公认比较成熟的，六个国家，如俄罗斯、德国、瑞典、法国和西班牙等。主流技术上大致分为三种，分别是闭循环系统发动机、斯特林发动机和燃料电池发动机，英国和荷兰用的第一种，德国用的第三种，瑞典就是斯特林。关于AIP，世上都知道，还有一个中国，技术已经成熟起来，现在常规潜艇多有出口，即为明证。我们的研究正始开始于上世纪80年代，自瑞典引进斯特林发动机后，苦心摸索了长达十年之久。

魂舞大漠

AIP潜艇最早的历史其实是被“逼”出来的。

AIP是“不依赖空气动力系统”的缩写。二战期间，德国人大量使用潜艇，给盟军造成严重威胁。但后来，随着护航体系的逐渐完备，以及航空反潜的大量应用，德国潜艇的日子开始越来越难过。尤其是水面航行状态下，越来越容易被发现和攻击。相对而言，如果能长时间待在水下，对于隐蔽性和安全性无疑有莫大的好处。

为此，德国潜艇设计专家沃尔特博士研制了使用过氧化氢作为柴油机氧气来源的第一种AIP发动机，以及装备这种发动机的XVII型潜艇。他利用过氧化氢可以分解成水和氧气并释放大量的热的原理，水加热产生水蒸气，产生的氧气则用来燃烧，蒸汽和燃气混合一起推动汽轮机发电。

这种潜艇虽然可以长时间在水下活动，但由于过氧化氢具有强腐蚀性，并且容易爆炸，使用起来安全堪忧。二战后，苏联曾经建造过使用沃尔特发动机的潜艇进行测试，该潜艇在巴伦支海试验时发生爆炸，死亡了30多名试验人员，随后苏联对这方面态度冷淡。

二战以后，人们经过认真研究，推出了不同原理的AIP动力系统，包括斯特林热气机、闭式循环汽轮机和燃料电池等等，这才让AIP技术真正成熟可用。目前，AIP系统已经几乎成为新建造潜艇的“标配”，看起来似乎满街都是，但事实上真正掌握AIP动力系统技术的，还是只有中国、德国、瑞典、法国等少数国家。

另外，值得一提的是，从广义的角度上说，核动力同样也是AIP系统的一种。T

联合防务

从二战德国的U-XVII级的过氧化氢技术开始，到现在斯特林热动机、封闭循环和燃料电池，未来将是小型核反应堆或核电池。

AIP技术就是不依赖空气推进（Air Independent Propulsion）的缩写，常规柴电潜艇在水下需要用蓄电池推进，但是蓄电池电量有限。所以常规潜艇在水下机动性能和续航能力非常有限，需要经常浮出水面或贴近水面使用通气管，吸入空气让柴油机工作发电，但这样非常容易被低空的反潜机发现。所以使用不依赖空气推进，对于潜艇在高危海域或者被对方围追堵截时，有极高的战术价值。

最早使用这一技术的实际上是德国人，二战时期德国沃尔特博士研制出沃尔特汽轮机，他利用过氧化氢可以分解成水和氧气并释放大量的热的原理，水加热产生水蒸气，声场的氧气则用来燃烧，蒸汽和燃气混合一起推动汽轮机发电。德国建造了几艘U-XVII级潜艇进行试验，但未能投入实战。

到了80年代，一种新的AIP技术开始应用，那就是斯特林热动机，通过外部高温气体加热内部热管气体做功进行驱动。由于燃烧与做功是分开运行，安全性和可靠性都非常强，但缺点在于能量传导环节过多，热效率低，能量利用率只有30%-40%，整体功率较小。例如日本的苍龙级潜艇使用瑞典授权生产的V4-275R斯特林热动机，功率只有100马力，只能驱动潜艇以3~4节的龟速航行。

我国的039型常规潜艇，使用的AIP技术也是斯特林热动机，但是我国改进的斯特林热动机功率达到221马力（163千瓦），同样4台斯特林发动机，而039水下排水量要比苍龙级少700多吨，039级潜艇使用AIP状态下，单位功率是苍龙级的2.5倍，相对来说水下机动性能要提升不少。我国外贸出口的S-20潜艇搭配的就是国产斯特林热动机，目前已拿下巴基斯坦和泰国的订单

但从目前来看，斯特林热动机正开始落后，现在主要流行以法国为代表的封闭循环技术和以德国为代表燃料电池技术。法国的封闭循环实际上就是自带液氧，燃料和氧气燃烧驱动汽轮机发电。由于纯氧也是一种高度活泼气体，在潜艇使用时同样要面临巨大风险，例如二战日本的93氧气鱼雷。法国的办法是，先对氧气进行预加热到300多度，使用酒精作为燃料燃烧，从而降低风险。法国的MESMA/AIP最早应用于出口巴基斯坦的阿戈斯塔-B型潜艇上，该系统最大优点可以做成独立分段，常规潜艇建造时只需要拉长艇身，增加一段分段就行了。

另一种是以德国为代表的燃料电池，氢和氧在电解质上直接电化学反应换成电能，省去了热动机复杂的化学能、热能、机械能到电能的能量转换过程，效率非常高，可以达到60%~70%；并且没有机械传动，非常安静；电池组可以灵活安装在各个部位，对潜艇外形影响小。所以包括我国039型潜艇以及日本苍龙级潜艇的后续改进计划里面，都有将斯特林热动机换成燃料电池。德国的212潜艇，拜发达的汽车技术所赐，德国在燃料电池方面非常出色，随着燃料电池技术发展，各国也纷纷开始将这一线路作为主要AIP选择。

但是燃料电池最大缺点也是安全性，因为氢气非常危险，浓度有2%就会爆炸。发生泄漏的话，在潜艇这种封闭狭小空间无疑是抱着个炸弹工作。

2008年的时候，俄罗斯一艘特殊的“核潜艇”交付，那就是试验性质的萨洛夫号常规潜艇。其带有一个超小型反应堆（也可能是核电池），但不是用来推进，而是作为水下发电。这就是未来“大国专用”的AIP技术方向，小型核反应堆（或核电池），这种方法差不多可以说是最佳的解决方案，可以让常规潜艇拥有接近核潜艇的水下续航能力。

五岳掩赤城

潜艇顾名思义，是在水下运行的舰艇，而且种类繁多，功能各异。潜艇在军事中的应用也是举足轻重，尤其作为大国必备大杀器的战略导弹核潜艇。最近的各地UFO事件也是基本确认没问题潜射导弹试验，普遍认为为大家期待已久的巨浪3。

既然说到了核动力潜艇，那么对应的常规动力潜艇也得出来转一转了。大家可能绝对核动力潜艇很好很强大，没错但是得有钱才能任性，很潜艇真的很贵，美国新型核潜艇“哥伦比亚”级的造价最高的达到了130亿美元，法国“凯旋”级战略核潜艇艇单艘价格为36.3亿美元，“前卫”级战略核潜艇单艇价格为20亿美元左右，海狼级核潜艇造价32亿美元，而中国最新的战略核潜艇096型造价也达到了300亿人民左右。同时在近海区域和浅水区常规潜艇仍然具有自身的优势。

既然这么贵大家还那么趋之若鹜，其实大家都知道，自持能力时期最大的优势，核潜艇是可以以月来计算自持力的。中美俄的核潜艇都可以打到2-3个月。而普通的常规潜艇一般只有4-7天。这个巨大的差距一般都是人类进步的动力啊。那么这个巨大的差距来源于哪里呢。其实就是人类生存的必要之一的氧气。简单介绍一下潜艇动力的来源，潜艇在水下的动力来源于电池，电池是靠柴油机充电的，而柴油机必须要用空气才能工作。直到开发出了核动力，不需要空气就能提供强大动力。因此那些伟大的科学家和发明家怎么会停止他们前进的脚步呢，他们也开始了他们的探索。

早在1935年，苏联第18中央设计局的设计师S.A.Bazilevskiy提出了在潜艇中使用不依赖空气系统并在M-92号潜艇上实验，并取得了大量的实验数据。不过那时该项技术并未成熟，该设计师将不依赖空气技术也仅仅作为一种实验课题提出。

第二次世界大战中，德国沃尔特公司尝试在潜艇中使用压缩过氧化氢作为柴油机水下的氧气来源。原理是在水下运作的时候通过燃机的热能加热以高锰酸钾作为催化剂的过氧化氢从而制造出氧气供给柴油机使用。后来德国建造了少数这种不依赖空气推进潜艇，其中一艘U-1407艇在战争末期被遗弃，战后又被英国人重新服役改名为陨星号（HMS Meteorite），之后英国根据陨星号又建造了两艘相同的潜艇探索者号（HMS Explorer）和神剑号（HMS Excalibur）。

战后苏联又重新开始了过氧化氢燃料的实验，但由于过氧化氢在转化氧气时的极端不稳定而最后被放弃。苏联和英国在看到美国已经拥有潜艇可用的核反应堆之后都开始了自己的核动力研究而放弃了进一步的研究。但这项推进系统仍然在苏联和英国的鱼雷之中使用，然而这种不稳定的燃料依然造成了英国皇家海军西顿号和俄罗斯海军库尔斯克号核潜艇的惨剧。

随着世界上不少国家对潜艇AIP系统越来越重视，并投入了大量的财力和人力开展研发，从而使AIP技术在最近20多年的时间里得到迅速发展。目前明确拥有该项技术的只有俄罗斯、德国、瑞典、法国、西班牙、中国。这里大家肯定会问，日本的苍龙级呢，被我吃了吗，对不起真的吃不动啊。其实日本并未声明拥有此项技术，只是引进了瑞典的斯特林发动机并有川崎重生产。众所周知日本非常擅长燃料电池技术，所以下一代的苍龙级会取消AIP才用锂电池-柴油机组合系统。也就是今年下水的第十一搜苍龙级-凰龙号。有兴趣的同学可以具体了解一下或者评论私信我都可以，号称续航提高2倍，至于具体情况咱也不知道，咱也不敢问。那美国也让我吃了吗，我又不是大胃王，美国就是有钱任性，同时对浅水区域的作战需求不多，所以并没有重点发展AIP潜艇，不过此次对于日本的锂电池的苍龙级凰龙号还是表现出了一定的兴趣。

最后说一下AIP现在主流越是三种AIP方案，分别是闭式循环柴油机（CCD）AIP、斯特林发动机（SE）AIP以及燃料电池（FC）AIP。这三种AIP方案都已被各海军强国分别采用；如英国、荷兰等已采用CCDAIP方案，瑞典等已采用SEAIP方案，德国才用FCAIP方案。

最后说一下中国海菊，我们中国海军也是使用的斯特林发动机AIP技术。研究始于20世纪80-90代，自瑞典引进，由中国船舶重工集团公司第七一一研究所负责全面研制工作，自2005年开始，711研究所历经10年，终于研制出了具有自己知识产权的新型SE/AIP热气机，是继瑞典之后能独立掌握SE/AIP技术的国家。元级潜艇（北约代号：Yuan Class，译文：元级潜艇）就是采用了AIP系统的第三代常规动力潜艇。

中书门下弟子

AlP／（Air.lndependent.PropuIsion）……

是不依赖空气推进系统、泛指：潜艇在水下航行不依赖空气也能够提供推动力的新能源系统、分“热机／AIP”封闭循环系统“柴油机”／燃气轮机闭式循环热机以及／核动力混合推进系统／电化学“AIP”电解质电池组……

“AlP”推进系统技术最大的特点就是：实现了潜艇“静悄悄”的第一目标和长航时在水下航行的“初心”……
中国也是最早开始探索与研究“AlP”技术的国家之一、师从前苏联和俄罗斯，然而，当俄罗斯2017年第二艘“应用AIP”技术的／“拉达”级潜艇下水的时候、中国实用型“AIP”技术的潜艇已经在茫茫大海航行12年了。

中国在常规／核潜艇设计生产制造领域“独树一帜”领先美国至少一代、值得中国骄傲！

孔乙己乱弹

全球率先搞出实用的AIP技术常规潜艇的是好像默默无闻，实则一直是传统工业强国的瑞典。

1996年7月1日，哥特兰号就交付瑞典皇家海军服役，而直到2005年10月，另一个常规潜艇强国——德国的第一型燃料电池AIP潜艇U212才服役。

如果追踪这门技术的源头，则是二战时的德国，还有战后的苏联，但是最后开花结果的却是瑞典。

今天理论上能造AIP潜艇的国家不少，欧洲是瑞典、德国、法国、西班牙、荷兰和俄罗斯，虽然俄罗斯一直难产，但我们还是算它有吧。亚洲则是中国和日本。至于美帝大魔王，人家是玩水下全核舰队的。

最后叨叨一句，常规潜艇值得关注的，应该是传闻中的小堆（中国、法国、俄罗斯应该都在搞，据说中国快实用化了）。还有就是我们又爱又恨的好邻居日本，苍龙级从凰龙号开始已经是锂电池推进了。德国人设想的“电艇”，在日本手上成真。

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