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首艘锂电潜艇已经下水,走进锂电潜艇的前生今生

首艘锂电潜艇已经下水,韩国紧随其后,将用于下一批新型潜艇

水下作战又有了新动力系统 走进锂电潜艇的前世今生

铅蓄电池系统此前一直是常规动力潜艇的主要动力来源,但是随着现代战争对常规潜艇的要求越来越高,铅蓄电池已经越来越不能适应战争的需求了,因此,新的锂电潜艇被推了出来。

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10月4日,日本下水了世界首艘锂电池推进的常规动力潜艇“凰龙”号,这是一个划时代的革命,具有重大开创性意义。“凰龙”号长85米,标准排水量2950吨,在10月4日完成了首次下水,预计在2020年3月左右交付日本海上自卫队,外界对“凰龙”号的评价很高,认为它是现在世界上性能最好的常规潜艇。那么锂电潜艇的优势到底体现在哪里?

世界第一艘以锂离子电池作为动力的潜艇“凰龙”号

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本报记者 张 强

“凰龙”号是日本第11艘“苍龙”级潜艇,在实战中凭电池的电力驱动,能够消除引擎声,长时间在水里安静的潜航,很难被敌方发现,相比之前所建造的潜艇,“凰龙”号的活动半径和潜航时间都得到了大幅提升。核潜艇不可否认是潜艇里面最强大的存在,但是世界上有很多国家没有建造核潜艇的条件,因此锂电潜艇是一个很好的选择,它虽然不足以赶超核潜艇,但是比常规动力的铅蓄电池潜艇要先进不少。

连日来,很多人的朋友圈都被日本最新的锂离子聚合物电池潜艇刷屏。近日,日本第11艘苍龙级“凰龙”号常规动力潜艇下水,这也是世界上第一艘使用锂离子电池作为动力的潜艇。

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早在2014年日本海上自卫队就宣布,2015年开工的苍龙级潜艇将革命性地采用锂离子电池。当时有国外媒体报道,日本苍龙级潜艇在换装锂离子电池的同时还将取消原有的AIP系统,即只保留锂电池组+柴油机的动力组合。对于这种革命性的设想,当时的观点却不甚统一,很多人对这种颇为激进的设计心存疑虑。“凰龙”号的下水使这种激进的设计变为现实。

除了日本,其实还有一些国家也掌握了这项技术,比如法国,就是一个锂电子电池技术已经成熟的国家,俄罗斯之前也宣布要在拉达级潜艇上使用锂离子电池,现在是否已经使用就不得而知了,而这其中对锂电技术最热衷的莫过于韩国了。

瞭望智库特约研究员易芳指出:“锂电潜艇是锂离子聚合物电池成熟情况下,作为改进AIP潜艇电力推进分系统的一种方式,但绝不是唯一先进的方式。”

在看到日本锂电潜艇取得如此丰硕的成果后,韩国也不甘落后,近日韩国三星公司发布声明称,公司最近在国产潜艇所需要的锂离子电池上取得了重大突破,将使用到KSS3型潜艇的第二批次上。对,你没有听错,就是那个三星手机公司,研制出了潜艇所需要的锂离子电池,并且再过不久就要用上潜艇了。

蓄电池性能制约催生了AIP潜艇

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潜艇自问世以来就以其神鬼莫测的隐蔽性、较强的突击性,成为各个国家积极发展的海战利器。然而早期的潜艇却和人们的设想相去甚远。在人们的设想里,潜艇应该和科幻小说《海底两万里》中的“鹦鹉螺”号那般,能长时间航行于大洋深处。但技术却限制了人们的想象力,一直到二战期间,各国军队使用的还是19世纪末期科学家们发明的柴电动力潜艇,即水面航行时使用内燃机,在水下航行时则使用蓄电池和电动机。而这种设计一直到今天仍然有广泛的市场。

说起韩国三星公司,大家第一反应肯定是手机爆炸,三星锂电池存在很严重的问题,在全球各地发生了多起爆炸事故,最后不得不全球召回,有人还在纳闷这些锂电池召回以后去哪了,现在看来还是大有用处的,韩国为了造潜艇也是想尽了办法,现在连手机电池都用上了,有人戏称,“难道不怕爆炸吗”?总之韩国对自己的锂电池技术很自信,韩国这艘锂电潜艇能否成功?就让我们拭目以待吧。

由于电池技术的限制,柴电潜艇只能在水下航行10—100个小时,就必须充电。柴油机的运行离不开氧气,因此必须浮上水面,或者采用通气管。这样一来,其隐蔽性就大大降低。为此,人们也一直在寻找各种方式,来突破这一制约,以核能作为动力就是选择之一。美国人所设计的世界上第一艘核潜艇就使用了“鹦鹉螺”号的名字。但是限于各种制约,核潜艇始终是少数国家的专利。

俄国潜艇被韩国逼出水面是怎么回事?

对于适用范围更广的常规动力潜艇来说,究竟有没有更好的解决办法呢?

4月25日,据韩联社报道称,韩军消息人士表示,韩国海军P-3CK海上巡逻机上月22日在郁陵岛南侧半岛东部海域的公海区域与俄罗斯常规潜艇展开追逐.

上百年来,由于电池技术进步缓慢,常规动力潜艇一直主要使用着铅酸电池。铅酸电池性能稳定可靠,使用的原材料易于获得且廉价,本身结构简单易于维护。但随着电池技术的进步,铅酸电池的缺点也开始被放大——其体积和重量太大,而储电比能却又很低,而且充满电很费时间,也就是说比起锂电池等后来者其能量密度比较低。

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因此,要增加柴电潜艇水下航行的持续性和隐蔽性,提高电池的储电能力和效率就变得非常重要。但电池技术的进步显然不能满足军事需求,由此人们研发了不依赖空气的动力推进系统——AIP系统。

该消息人士透露,上月22日韩美两军海军潜艇和海上巡逻机在演习过程中发现疑似潜艇的物体在公海航行,并随后展开追逐.经过70余个小时的追击后,该潜艇浮出水面,经确认为俄罗斯“基洛”级潜艇.

易芳介绍:“早期的AIP潜艇,如‘斯特林’发动机AIP动力核潜艇,主要采用热力发动机+铅酸蓄电池组的方式作为电力推进分系统,虽然提高了水下安全性能,但降低了水下航速,增加了系统复杂性。因此,后来又有了闭式循环柴油机动力系统、闭式循环蒸汽轮机动力系统和燃料电池动力系统等方式出现。”

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