早在19世紀上葉，電化學發(fā)動機作用原理已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但直到20世紀下葉，電化學發(fā)動機才在航天器上得到實踐應用，隨后引起了潛艇設計者的注意。
一些國家由于各種原因不能或不愿建造核潛艇，特別是德國和瑞典，只向國際市場推出范圍較窄的柴電潛艇，因此，他們提供的產(chǎn)品，即使不能在所有參數(shù)上達到核潛艇的水平，也必須在一系列性能上相當接近，才具有較強的競爭力。另外，造船專家對單純發(fā)展核潛艇制造業(yè)的合理性產(chǎn)生了懷疑，現(xiàn)代化核潛艇造價驚人(平均單價13-23億美元)，戰(zhàn)斗使用和維修保養(yǎng)費用較高，銷毀難度較大，潛艇設計師們被迫考慮研制其替代型產(chǎn)品。
眾所周知，潛艇戰(zhàn)斗效能在很大程度上是由其隱蔽性所決定的，也就是說，潛艇必須能長時間地在水下停留，噪聲水平要低。當然，在水下續(xù)航性能上，沒有哪種潛艇能與核潛艇相抗衡，而且，近年來，核潛艇在降低聲納場水平方面，成績也比較突出。但是，現(xiàn)代化柴電潛艇同樣也需要大幅降低噪聲水平。
因此，提高非核動力潛艇戰(zhàn)斗效率的問題開始提上日程。關鍵是要提高水下續(xù)航時間，要想達到這一目的，必須建造、使用和掌握厭氧能源裝置，只有它才能夠保障常規(guī)潛艇較長時間的水下航行。蘇聯(lián)率先進行了這方面的研究，到50年代中期前，蘇聯(lián)是厭氧能源裝置方面無可爭議的先鋒，共進行了幾種類型單發(fā)封閉循環(huán)柴油發(fā)動機的試驗，批量生產(chǎn)了裝配這種能源裝置的A615型潛艇。當然，由于發(fā)動機性能不夠完善，潛水員培訓水平不高，潛艇經(jīng)常處于失火和爆炸的危險之中。不過，類似能源裝置發(fā)展方向本身則是非常有前景的，可惜，隨著核潛艇時代的到來，其研制熱潮暫時冷卻下來。
C-273號柴電潛艇試驗開先河
70年代，潛艇建造業(yè)對厭氧裝置的興趣開始復蘇，蘇聯(lián)再次處于世界領先水平。“天青石”中央設計局在613Э“角鯊”級潛艇方案基礎上，研制出了C-273號柴電潛艇，使用電化學發(fā)動機，在輕型船體內(nèi)配備了4個大型液體氫和氧燃料容器。C-273號潛艇的試驗于1989年結(jié)束，結(jié)果證明電化學發(fā)動機能實質(zhì)性地提高潛艇水下續(xù)航力，而這是最重要的。在蓄電池不充電的情況下，C-273號潛艇可以2.5節(jié)的速度在水下連續(xù)航行4個星期，遠遠高于普通柴電潛艇的3-7天。
勇開先河的“哥特蘭”
1995年2月，世界上第一艘裝備斯特林發(fā)動機的AIP潛艇“哥特蘭”號下水， 1996年7月，該艇正式服役于瑞典皇家海軍。雖然這僅是一艘水下排水量近1500噸潛艇，但卻標志著常規(guī)動力潛艇一個時代的開始。“哥特蘭”與其他常規(guī)動力潛艇的最大不同就在于：艇上裝備有兩臺功率各為75千瓦的V4－275R型斯特林發(fā)動機，每臺功率為65千瓦。除了供應艇上的正常照明、電子設備工作及生活設施所需的75－85千瓦外，剩余的45－55千瓦的能量可用于推進潛艇，使其獲得大約6節(jié)左右的水下航速，并可保持該航速連續(xù)航行15天。該發(fā)動機另一個令人叫絕之處是，發(fā)動機上的吸收裝置可把廢氣與水充分攪和后排出艇外，不會在周圍環(huán)境中形成氣泡，從而減少尾跡，降低紅外輻射。“哥特蘭”級潛艇的高度自動化，使全艇艇員只有25人，這是現(xiàn)今各型AIP潛艇中人員最少的。
該級艇的反潛、反艇作戰(zhàn)能力也相當強，艇上裝備有瑞典最新型的指控系統(tǒng)和功能齊全的綜合聲納系統(tǒng)；艇艏上方布置有水平排列的4具533毫米魚雷發(fā)射管，下方則是兩個水平排列的400毫米魚雷發(fā)射管，分別可發(fā)射2000型高速線導魚雷和TP43－Ⅱ型線導反潛魚雷，共可攜帶魚雷18枚。此外，在不影響攜帶魚雷數(shù)量的情況下，還可利用外掛裝置攜帶22枚水雷。
另辟蹊徑的“212型”
212型AIP潛艇是德國海軍研制的。它采用了由燃料電池和柴電動力組成的混合動力裝置。燃料電池動力系統(tǒng)主要包括9個模塊單元組成的質(zhì)子交換膜燃料電池模塊組、液氧存儲罐及在金屬氫化物中存儲的氫，每個燃料電池模塊單元的輸出功率為34千瓦。試驗證明，用燃料電池作為動力，可使212型潛艇的水下最大航速達到8節(jié)以上，并可持續(xù)航行7天以上。艇上另一套動力系統(tǒng)是由柴油發(fā)電機組、推進電機、蓄電池組和配電設備等組成的常規(guī)推進系統(tǒng)。上述兩套系統(tǒng)既可單獨工作，也可以同時進行工作。兩套系統(tǒng)同時工作時，水下的持續(xù)最大航程超過16 83海里，是209型潛艇的4倍以上。
212型潛艇艇體采用的是低磁鋼材料，同時艇上還裝有高性能的消磁系統(tǒng)，可及時地進行消磁處理，使艇始終保持低磁的特征。艇的外表及升降裝置表面均涂敷有新研制的、可吸附聲波和雷達波的特殊材料，可以有效地降低敵聲納和雷達的探測距離，從而使該艇的隱形性、安靜性都名列世界一流。艇前部裝有6具533 毫米魚雷發(fā)射管，可發(fā)射新式智能化魚雷，既能反艦，也可用于反潛。魚雷攜帶量為24枚（必要時也可裝24枚水雷）。212型首制艇早于1998年就已開工，但正式服役卻要到2003年。
出色隱身的“阿穆爾”
作為研制AIP潛艇的先驅(qū)者，前蘇聯(lián)早在20世紀50年代就建造了幾十艘使用閉式循環(huán)柴油機的Q級潛艇。1988年10月，前蘇聯(lián)海軍又進行了裝燃料電池的“卡特蘭”號潛艇的試驗。1991年俄羅斯海軍又在“比拉魚”型潛艇上試驗成功低溫氫氧燃料電池。下一步，俄羅斯將正式向外推出的一種新型潛艇就是“阿穆爾”級 AIP潛艇。該級艇上采用的是堿性燃料電池系統(tǒng)，同時還有一套柴電動力裝置。整套燃料電池動力裝置的功率為300千瓦，能保證以水下3．5節(jié)的速度持續(xù)航行20天。
AIP系統(tǒng)的應用為“阿穆爾”出色的隱形性奠定了可靠的保證。其良好的水滴形、極為光滑的艇體表面敷有大量的消聲瓦以及對高噪聲設備加裝消聲器、隔音罩等手段使其噪聲降到最小。同時艇上取消外露設備，實在無法取消的也搞成升降式，使其被雷達偵察到的概率大為減小。該級艇的自動化程度和電子設備也都處于世界先進水平。當然，最令西方國家感到畏懼的是艇上強大、眾多的武器裝備：直徑533毫米的53型線導魚雷、中近程SS－N－15潛對潛導彈、最新研制的潛射反艦導彈、“針”式輕型潛空導彈，以及各型先進水雷（最多可攜帶30枚）。同時，該級艇上裝備的快速裝填裝置更是令西方常規(guī)潛艇望塵莫及。
法國阿戈斯塔90B潛艇
法國在厭氧潛艇制造方面也取得了明顯的進步，開始向國際市場推銷自己的厭氧能源裝置：MESMA閉循環(huán)汽輪機。首艘使用這種能源裝置的潛艇將是巴基斯坦海軍的“漢扎”號潛艇，目前正在法國“阿戈斯塔90B”型潛艇基礎上根據(jù)許可在卡拉奇造船廠建造。巴基斯坦最初的首批兩艘“阿戈斯塔90B”型潛艇使用的是常規(guī)柴電能源裝置，根據(jù)計劃，今后將為這兩艘潛艇裝配輔助性汽輪機能源裝置，從而提高使?jié)撏ё猿至μ岣?-4倍。
聯(lián)合研制的“鮋魚”級潛艇
法國和西班牙聯(lián)合研制的“鮋魚”級潛艇同樣引人注意。智利海軍采購了兩艘“鮋魚”級潛艇，暫時使用普通發(fā)動機。目前尚不清楚，在“鮋魚”潛艇基礎上，計劃為西班牙海軍建造的4艘S-80型潛艇和為馬來西亞海軍建造的2艘潛艇，是否會裝配MESMA能源裝置。有報道稱，為西班牙和馬來西亞海軍建造的潛艇將裝備德國制造的電化學發(fā)動機厭氧能源裝置，而不是MESMA閉循環(huán)汽輪機。
日本“親潮”級潛艇
日本海上自衛(wèi)隊的新型潛艇“蒼龍”號是“親潮”級潛艇加裝“不依賴空氣推進系統(tǒng)”(AIP)的新型潛艇的第一艘。從外觀上看，新潛艇與現(xiàn)役日本潛艇區(qū)別不大，但它的秘密集中在動力艙內(nèi)安裝的瑞典“斯特林”AIP發(fā)動機，這種發(fā)動機能讓潛艇在水下潛伏10天以上，中間無需浮出水面充電，其隱蔽效果與核潛艇相差無幾，因此采用AIP技術的潛艇也被稱為“準核潛艇”。
“蒼龍?zhí)?#8221;潛艇長84.0米，艇寬9.1m，吃水8.5米，水面排水量2900噸，水下排水量4200噸，水下最大航速為20節(jié)，主動力系統(tǒng)為2臺柴油機、一臺推進電機和蓄電池組，潛艇在水面及水下高速航行時仍使用柴油機和蓄電池組，需在水下長時間續(xù)航時則使用AIP系統(tǒng)。作為輔助動力裝置的AIP系統(tǒng)由4臺“斯特林”MK.2型閉式循環(huán)發(fā)動機及相關設備組成，總功率水上8000馬力水下/39000力，可使?jié)撏г谒碌退龠B續(xù)航行2周。艇上武器裝備與“親潮”級基本相同，裝備6具533毫米魚雷發(fā)射管，可發(fā)射日本89型線導魚雷、80型反潛魚雷及美制“水下魚叉”反艦導彈，備彈20枚。
使用厭氧裝置的209PN新型潛艇
希臘是第一個采購209型潛艇的國家。希臘又與德國公司簽署了3艘209型潛艇(共8艘)的現(xiàn)代化改進合同。改進計劃的重點是向209型潛艇船體嵌入一個裝配有厭氧能源裝置的額外部分。德國向所有擁有209型潛艇的國家提出了類似改進建議。
如今，意大利正在根據(jù)許可生產(chǎn)2艘212型潛艇，以色列海軍也想從德國采購2艘212型潛艇。繼希臘之后，韓國海軍也決定采購3艘214型潛艇。毋庸置疑，希臘將為其余5艘209型潛艇裝配厭氧裝置，韓國也已經(jīng)宣布準備改進其現(xiàn)役的9艘209型潛艇，裝備厭氧發(fā)動機。葡萄牙也訂購了2艘使用厭氧裝置的209PN新型潛艇。
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