国外潜艇AIP技术发展现状与趋势分析∗

胡 静 孙俊忠 周智勇 郝海静

1 引言

常规动力潜艇以其造价低、机动性好、技术成熟、辐射噪声小、适于中近海作战等特点，一直备受各国海军的重视，而其水下续航能力较差、通气管航行暴露率高的缺点，严重制约了进一步的发展。为提高常规潜艇的综合作战效能，许多国家都在探索不依赖空气的推进装置（Air Independent Propul⁃sion，AIP）。AIP技术的应用使常规潜艇进入了一个新的发展时代，同时也对常规潜艇兵力作战使用带来了深远的影响［1-3］。目前相对成熟，且进入了实用阶段的AIP技术可分为热机系统、电化学系统和小堆系统三大类，其中热机系统包括斯特林发动机（SE/AIP）、闭式循环柴油机（CCD/AIP）、闭式循环涡轮机（MESMA/AIP）等形式；电化学系统以燃料电池（FC/AIP）形式为主；小堆系统是基于低功率核动力装置（LLNP/AIP）的动力系统。

2 几种典型AIP基本原理及发展现状

2.1 斯特林发动机AIP系统（SE/AIP）

SE/AIP系统主要由斯特林发动机、发电机、液氧系统、供油系统、冷却系统、工质系统及控制系统等组成，其工作过程是：在燃烧室内，氧气和燃油持续燃烧，燃烧的火焰将加热器加热，由加热器把热能不断地传递给流经其内部的工作介质（氦气或氩气），介质吸收热量膨胀做功，推动活塞运动，再通过曲柄、连杆机构变往复运动为旋转运动，使曲轴旋转并输出功率。

瑞典最早将斯特林发动机技术应用到常规潜艇上。1996年4月，瑞典A-19级首艇“哥特兰”号潜艇服役，该潜艇为世界上第一艘实用型AIP潜艇。“哥特兰”号潜艇动力系统采用的MK2（V4-275R）发动机是目前技术最为成熟的AIP斯特林发动机，其额定功率为65kW，最大功率为75kW［4］。……