克里奧爾

說到AIP技術，有人說日本“蒼龍”就是引進的瑞典斯特林發動機技術生產的一型潛艇，2016年信心滿滿，參予澳大利亞潛艇招標。表面看起來很熱鬧，一幅志在必得模樣。雪茄形艇體外形，以利降低噪音，還增加了內部空間；X舵四個舵面可以單獨控制，重直和水平機動性好，外形尺寸減小不易受損，此外還有消聲瓦的使用，彈性基座和減震浮筏等綜合使用，使噪音水平明顯小於俄羅斯“基洛”。然而這一切都沒有能夠打動澳大利亞人，也許對自己所造“柯林斯”潛艇使用的哥特林發動機，還心有作悸，03年深潛因導致故障命懸一線，對“蒼龍”因使用不成熟的斯特林技術而不利己加長艇體，成為最大常規潛艇洞若觀火，但架不住美國的勸說，要給老大一點面子，表示可以考慮，然而只不過虛與委蛇，“蒼龍”一開始即敗給了法國“梭子魚”。痛定思痛的日本不再使用斯特林，新型“蒼龍”開始使用拿手的鋰電池，說明AIP技術並不好掌握，以日本工業之發達，終終沒有搞定。

開始得早

AIP技術，從時間上說，並非新興技術。1935年的蘇聯人即開始了研究，技術上有了一定突破。柴油機作為動力的潛艇，需要空氣才能工作，二戰時，德國人想的辦法，以高錳酸甲為催化劑，與過氧過氫反應，製造出了氧氣，以此推進潛艇。戰後英國人學了去，蘇聯人也學了去，只是自己有了核潛艇，不再用於動力，用於魚雷。由於技術不成熟，還出過事故，這便是著名的庫爾斯克號核潛艇沉沒事件。英國的西頓號潛艇，也是這樣沉沒的。

今天的發展

技術雖好，但要成熟並不容易。現在技術上公認比較成熟的，六個國家，如俄羅斯、德國、瑞典、法國和西班牙等。主流技術上大致分為三種，分別是閉循環系統發動機、斯特林發動機和燃料電池發動機，英國和荷蘭用的第一種，德國用的第三種，瑞典就是斯特林。關於AIP，世上都知道，還有一箇中國，技術已經成熟起來，現在常規潛艇多有出口，即為明證。我們的研究正始開始於上世紀80年代，自瑞典引進斯特林發動機後，苦心摸索了長達十年之久。

魂舞大漠

AIP潛艇最早的歷史其實是被“逼”出來的。

AIP是“不依賴空氣動力系統”的縮寫。二戰期間，德國人大量使用潛艇，給盟軍造成嚴重威脅。但後來，隨著護航體系的逐漸完備，以及航空反潛的大量應用，德國潛艇的日子開始越來越難過。尤其是水面航行狀態下，越來越容易被發現和攻擊。相對而言，如果能長時間待在水下，對於隱蔽性和安全性無疑有莫大的好處。

為此，德國潛艇設計專家沃爾特博士研製了使用過氧化氫作為柴油機氧氣來源的第一種AIP發動機，以及裝備這種發動機的XVII型潛艇。他利用過氧化氫可以分解成水和氧氣並釋放大量的熱的原理，水加熱產生水蒸氣，產生的氧氣則用來燃燒，蒸汽和燃氣混合一起推動汽輪機發電。

這種潛艇雖然可以長時間在水下活動，但由於過氧化氫具有強腐蝕性，並且容易爆炸，使用起來安全堪憂。二戰後，蘇聯曾經建造過使用沃爾特發動機的潛艇進行測試，該潛艇在巴倫支海試驗時發生爆炸，死亡了30多名試驗人員，隨後蘇聯對這方面態度冷淡。

二戰以後，人們經過認真研究，推出了不同原理的AIP動力系統，包括斯特林熱氣機、閉式循環汽輪機和燃料電池等等，這才讓AIP技術真正成熟可用。目前，AIP系統已經幾乎成為新建造潛艇的“標配”，看起來似乎滿街都是，但事實上真正掌握AIP動力系統技術的，還是隻有中國、德國、瑞典、法國等少數國家。

另外，值得一提的是，從廣義的角度上說，核動力同樣也是AIP系統的一種。T

聯合防務

從二戰德國的U-XVII級的過氧化氫技術開始，到現在斯特林熱動機、封閉循環和燃料電池，未來將是小型核反應堆或核電池。

AIP技術就是不依賴空氣推進（Air Independent Propulsion）的縮寫，常規柴電潛艇在水下需要用蓄電池推進，但是蓄電池電量有限。所以常規潛艇在水下機動性能和續航能力非常有限，需要經常浮出水面或貼近水面使用通氣管，吸入空氣讓柴油機工作發電，但這樣非常容易被低空的反潛機發現。所以使用不依賴空氣推進，對於潛艇在高危海域或者被對方圍追堵截時，有極高的戰術價值。

最早使用這一技術的實際上是德國人，二戰時期德國沃爾特博士研製出沃爾特汽輪機，他利用過氧化氫可以分解成水和氧氣並釋放大量的熱的原理，水加熱產生水蒸氣，聲場的氧氣則用來燃燒，蒸汽和燃氣混合一起推動汽輪機發電。德國建造了幾艘U-XVII級潛艇進行試驗，但未能投入實戰。

到了80年代，一種新的AIP技術開始應用，那就是斯特林熱動機，通過外部高溫氣體加熱內部熱管氣體做功進行驅動。由於燃燒與做功是分開運行，安全性和可靠性都非常強，但缺點在於能量傳導環節過多，熱效率低，能量利用率只有30%-40%，整體功率較小。例如日本的蒼龍級潛艇使用瑞典授權生產的V4-275R斯特林熱動機，功率只有100馬力，只能驅動潛艇以3~4節的龜速航行。

我國的039型常規潛艇，使用的AIP技術也是斯特林熱動機，但是我國改進的斯特林熱動機功率達到221馬力（163千瓦），同樣4臺斯特林發動機，而039水下排水量要比蒼龍級少700多噸，039級潛艇使用AIP狀態下，單位功率是蒼龍級的2.5倍，相對來說水下機動性能要提升不少。我國外貿出口的S-20潛艇搭配的就是國產斯特林熱動機，目前已拿下巴基斯坦和泰國的訂單

但從目前來看，斯特林熱動機正開始落後，現在主要流行以法國為代表的封閉循環技術和以德國為代表燃料電池技術。法國的封閉循環實際上就是自帶液氧，燃料和氧氣燃燒驅動汽輪機發電。由於純氧也是一種高度活潑氣體，在潛艇使用時同樣要面臨巨大風險，例如二戰日本的93氧氣魚雷。法國的辦法是，先對氧氣進行預加熱到300多度，使用酒精作為燃料燃燒，從而降低風險。法國的MESMA/AIP最早應用於出口巴基斯坦的阿戈斯塔-B型潛艇上，該系統最大優點可以做成獨立分段，常規潛艇建造時只需要拉長艇身，增加一段分段就行了。

另一種是以德國為代表的燃料電池，氫和氧在電解質上直接電化學反應換成電能，省去了熱動機複雜的化學能、熱能、機械能到電能的能量轉換過程，效率非常高，可以達到60%~70%；並且沒有機械傳動，非常安靜；電池組可以靈活安裝在各個部位，對潛艇外形影響小。所以包括我國039型潛艇以及日本蒼龍級潛艇的後續改進計劃裡面，都有將斯特林熱動機換成燃料電池。德國的212潛艇，拜發達的汽車技術所賜，德國在燃料電池方面非常出色，隨著燃料電池技術發展，各國也紛紛開始將這一線路作為主要AIP選擇。

但是燃料電池最大缺點也是安全性，因為氫氣非常危險，濃度有2%就會爆炸。發生洩漏的話，在潛艇這種封閉狹小空間無疑是抱著個炸彈工作。

2008年的時候，俄羅斯一艘特殊的“核潛艇”交付，那就是試驗性質的薩洛夫號常規潛艇。其帶有一個超小型反應堆（也可能是核電池），但不是用來推進，而是作為水下發電。這就是未來“大國專用”的AIP技術方向，小型核反應堆（或核電池），這種方法差不多可以說是最佳的解決方案，可以讓常規潛艇擁有接近核潛艇的水下續航能力。

五嶽掩赤城

潛艇顧名思義，是在水下運行的艦艇，而且種類繁多，功能各異。潛艇在軍事中的應用也是舉足輕重，尤其作為大國必備大殺器的戰略導彈核潛艇。最近的各地UFO事件也是基本確認沒問題潛射導彈試驗，普遍認為為大家期待已久的巨浪3。

既然說到了核動力潛艇，那麼對應的常規動力潛艇也得出來轉一轉了。大家可能絕對核動力潛艇很好很強大，沒錯但是得有錢才能任性，很潛艇真的很貴，美國新型核潛艇“哥倫比亞”級的造價最高的達到了130億美元，法國“凱旋”級戰略核潛艇艇單艘價格為36.3億美元，“前衛”級戰略核潛艇單艇價格為20億美元左右，海狼級核潛艇造價32億美元，而中國最新的戰略核潛艇096型造價也達到了300億人民左右。同時在近海區域和淺水區常規潛艇仍然具有自身的優勢。

既然這麼貴大家還那麼趨之若鶩，其實大家都知道，自持能力時期最大的優勢，核潛艇是可以以月來計算自持力的。中美俄的核潛艇都可以打到2-3個月。而普通的常規潛艇一般只有4-7天。這個巨大的差距一般都是人類進步的動力啊。那麼這個巨大的差距來源於哪裡呢。其實就是人類生存的必要之一的氧氣。簡單介紹一下潛艇動力的來源，潛艇在水下的動力來源於電池，電池是靠柴油機充電的，而柴油機必須要用空氣才能工作。直到開發出了核動力，不需要空氣就能提供強大動力。因此那些偉大的科學家和發明家怎麼會停止他們前進的腳步呢，他們也開始了他們的探索。

早在1935年，蘇聯第18中央設計局的設計師S.A.Bazilevskiy提出了在潛艇中使用不依賴空氣系統並在M-92號潛艇上實驗，並取得了大量的實驗數據。不過那時該項技術並未成熟，該設計師將不依賴空氣技術也僅僅作為一種實驗課題提出。

第二次世界大戰中，德國沃爾特公司嘗試在潛艇中使用壓縮過氧化氫作為柴油機水下的氧氣來源。原理是在水下運作的時候通過燃機的熱能加熱以高錳酸鉀作為催化劑的過氧化氫從而製造出氧氣供給柴油機使用。後來德國建造了少數這種不依賴空氣推進潛艇，其中一艘U-1407艇在戰爭末期被遺棄，戰後又被英國人重新服役改名為隕星號（HMS Meteorite），之後英國根據隕星號又建造了兩艘相同的潛艇探索者號（HMS Explorer）和神劍號（HMS Excalibur）。

戰後蘇聯又重新開始了過氧化氫燃料的實驗，但由於過氧化氫在轉化氧氣時的極端不穩定而最後被放棄。蘇聯和英國在看到美國已經擁有潛艇可用的核反應堆之後都開始了自己的核動力研究而放棄了進一步的研究。但這項推進系統仍然在蘇聯和英國的魚雷之中使用，然而這種不穩定的燃料依然造成了英國皇家海軍西頓號和俄羅斯海軍庫爾斯克號核潛艇的慘劇。

隨著世界上不少國家對潛艇AIP系統越來越重視，並投入了大量的財力和人力開展研發，從而使AIP技術在最近20多年的時間裡得到迅速發展。目前明確擁有該項技術的只有俄羅斯、德國、瑞典、法國、西班牙、中國。這裡大家肯定會問，日本的蒼龍級呢，被我吃了嗎，對不起真的吃不動啊。其實日本並未聲明擁有此項技術，只是引進了瑞典的斯特林發動機並有川崎重生產。眾所周知日本非常擅長燃料電池技術，所以下一代的蒼龍級會取消AIP才用鋰電池-柴油機組合系統。也就是今年下水的第十一搜蒼龍級-凰龍號。有興趣的同學可以具體瞭解一下或者評論私信我都可以，號稱續航提高2倍，至於具體情況咱也不知道，咱也不敢問。那美國也讓我吃了嗎，我又不是大胃王，美國就是有錢任性，同時對淺水區域的作戰需求不多，所以並沒有重點發展AIP潛艇，不過此次對於日本的鋰電池的蒼龍級凰龍號還是表現出了一定的興趣。

最後說一下AIP現在主流越是三種AIP方案，分別是閉式循環柴油機（CCD）AIP、斯特林發動機（SE）AIP以及燃料電池（FC）AIP。這三種AIP方案都已被各海軍強國分別採用；如英國、荷蘭等已採用CCDAIP方案，瑞典等已採用SEAIP方案，德國才用FCAIP方案。

最後說一下中國海菊，我們中國海軍也是使用的斯特林發動機AIP技術。研究始於20世紀80-90代，自瑞典引進，由中國船舶重工集團公司第七一一研究所負責全面研製工作，自2005年開始，711研究所歷經10年，終於研製出了具有自己知識產權的新型SE/AIP熱氣機，是繼瑞典之後能獨立掌握SE/AIP技術的國家。元級潛艇（北約代號：Yuan Class，譯文：元級潛艇）就是採用了AIP系統的第三代常規動力潛艇。

中書門下弟子

AlP／（Air.lndependent.PropuIsion）……

是不依賴空氣推進系統、泛指：潛艇在水下航行不依賴空氣也能夠提供推動力的新能源系統、分“熱機／AIP”封閉循環系統“柴油機”／燃氣輪機閉式循環熱機以及／核動力混合推進系統／電化學“AIP”電解質電池組……

“AlP”推進系統技術最大的特點就是：實現了潛艇“靜悄悄”的第一目標和長航時在水下航行的“初心”……
中國也是最早開始探索與研究“AlP”技術的國家之一、師從前蘇聯和俄羅斯，然而，當俄羅斯2017年第二艘“應用AIP”技術的／“拉達”級潛艇下水的時候、中國實用型“AIP”技術的潛艇已經在茫茫大海航行12年了。

中國在常規／核潛艇設計生產製造領域“獨樹一幟”領先美國至少一代、值得中國驕傲！

孔乙己亂彈

全球率先搞出實用的AIP技術常規潛艇的是好像默默無聞，實則一直是傳統工業強國的瑞典。

1996年7月1日，哥特蘭號就交付瑞典皇家海軍服役，而直到2005年10月，另一個常規潛艇強國——德國的第一型燃料電池AIP潛艇U212才服役。

如果追蹤這門技術的源頭，則是二戰時的德國，還有戰後的蘇聯，但是最後開花結果的卻是瑞典。

今天理論上能造AIP潛艇的國家不少，歐洲是瑞典、德國、法國、西班牙、荷蘭和俄羅斯，雖然俄羅斯一直難產，但我們還是算它有吧。亞洲則是中國和日本。至於美帝大魔王，人家是玩水下全核艦隊的。

最後叨叨一句，常規潛艇值得關注的，應該是傳聞中的小堆（中國、法國、俄羅斯應該都在搞，據說中國快實用化了）。還有就是我們又愛又恨的好鄰居日本，蒼龍級從凰龍號開始已經是鋰電池推進了。德國人設想的“電艇”，在日本手上成真。

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