中国AIP潜艇发动机功率比国外同类机功率增加117%AIP功率比

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2018-08-21

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(朱先妮)

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近年来,中国多型AIP(不依赖空气动力系统)动力潜艇陆续服役,其性能据称达到世界领先水平。

然而由于潜艇技术的保密程度很高,中国AIP系统的具体参数从未有全面公开。 最近,人民日报劳动节报道中提到中国新型热气机的功率比引进的国外产品提高117%,这是首次有公开消息提到中国斯特林发动机技术参数细节。 这种先进的发动机将成为我军新型AIP的独门秘技。 2015年4月26日《人民日报》04版刊登文章《最美职工揭晓劳动者因何美丽》一文中有这样一段话:在特种发动机领域,中国船舶重工集团公司第七一一研究所热气机事业部特种发动机团队历时近10年,研制成功拥有完全自主知识产权的新型发动机,与国外最先进的同类产品相比,功率提高了117%,属世界首创,现已列入国家下一代舰船的应用计划。

据悉,711研究所是我国常规潜艇动力系统的主要研究机构,曾研制多型潜艇的动力系统,其中技术水平最高的是运用在039B型潜艇上的AIP动力系统。 039B型潜艇的AIP系统采用的是斯特林发动机,这种发动机是我国80年代引进瑞典技术开始研制。 据报道,瑞典目前向国际市场推出的4-275型发动机有多种型号,包括75千瓦和110千瓦的型号,但目前对国际市场出售的是75千瓦的型号。

据悉,中国当初引进的就是75千瓦版本的斯特林发动机,国内仿制成功后用于039B型常规动力潜艇。 由于斯特林发动机的功率较小,所以一般来说直接用来驱动潜艇在水下缓慢航行。 而我国独创的新型发电机技术可同时满足潜艇水下缓慢航行和为主电池充电的要求,因此虽然安装的4台斯特林机总功率和日本苍龙等同样采用瑞典斯特林机驱动的AIP潜艇一样,但却具备更高的战术灵活性。 在艇上搭载的液氧耗尽之前,潜艇始终不必进入通气管状态航行,从而达到接近小核潜艇的性能。

虽然如此,但受制于斯特林发动机功率小的问题,039B型潜艇的水下充电速度比较慢。

在以20节航速在水下航行几小时后,可能要以2节左右的速度在水下徘徊数日,才能充满主电池。 可见,提高斯特林发动机的功率是提高039B型及未来新一代AIP潜艇性能的关键技术。

而711所研制的热气机就是我国这一方面的最新成果。 据2004年新华网报道:上海711研究所研制的这种热气机,是一种具有国际水准的科研新成果。 它有分别带动20千瓦和100千瓦发电机的不同机型,其优点是,既可以使用天然气、柴油、太阳能,又可使用其它固体燃料作动力进行发电,而排放的污染气体比目前市面上的其它发动机都要小,达到欧洲排放标准。

也就是说,我国的斯特林机在当时已经接近瑞典4-275型发动机中功率较大的110千瓦型的功率水平。

以此推算,我国新一代斯特林机的功率应为160千瓦或217千瓦,新型潜艇如果和039B一样使用4台斯特林机,功率可以达到640千瓦-868千瓦(868马力-1180马力)。 该发动机要同时驱动充电用发电机和动力系统。

在俄罗斯基洛级常规动力潜艇上,有1具150马力的巡航用发电机组和2具102马力紧急用发电机组。 也就是说,中国新型斯特林机可以用相当于常规动力潜艇在通气管状态下的速度为主电池充电,同时仍能以2-3节的速度来驱动潜艇低速航行。

这一性能是当前在世界上独一无二的,即使是未来研制成功锂电池潜艇,其能量密度也无法与柴油相提并论,仍需要在通气管状态下为电池充电。

可以说我国对斯特林机技术的突破已经让中国常规潜艇动力系统性能对他国同类潜艇的优势进一步扩大。