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日本海上自卫队最近收到了最新的黑龙级常规潜艇“黄龙”。据报道,“黄龙”号是世界上第一艘以锂电池为动力的潜艇,这将大大延长其水下航行时间。
《科技日报》记者了解到,“黄龙”号常规动力潜艇在保持相同规格和速度的同时,用锂离子电池取代了斯特林发动机的AIP动力系统和铅酸电池。
“黄龙”常规动力潜艇是世界上第一艘由锂离子电池供电的潜艇。受国际条约、法律和法规的限制,日本不能发展核潜艇,只能尝试常规潜艇技术的各种创新和突破。原沧龙级潜艇采用了斯特林发动机的AIP动力系统,而“黄龙”潜艇使用锂电池可以说是一种全新的尝试军事研究员兰顺正说。
传统潜艇最早使用柴油电力,使用柴油发动机作为动力源,在水面航行时使用柴油发动机,在水下航行时使用电池和发动机。因为柴油机需要大量的氧气来工作,电池只能在水面状态、半潜状态和浮潜状态下航行时充电。然而,以前使用的铅酸电池体积和重量都太大,但是储存的比能量很低,并且需要时间来完全充电。这导致柴电潜艇水下导航的连续性和隐蔽性较差,难以满足军事需求。因此,AIP技术应运而生。AIP是“独立于空空气推进装置”的英文缩写。目前,主要有四种方案:闭式循环柴油机的AIP、斯特林发动机的AIP、燃料电池的AIP和小型核电的AIP。这项技术大大延长了常规潜艇的水下活动时间。
但问题是AIP系统增加了技术复杂性。
兰顺正说,虽然斯特林发动机的噪声和振动相对较小,但其缺点也很突出,即发动机功率比其他推进系统低,导致其水下速度低。如果你想增加功率,你必须有更多的引擎,这不仅影响潜艇布局,而且需要更多的潜艇空。
斯特林发动机的这一缺点是日本苍龙级潜艇浮力不足的原因之一。使用体积小、重量轻、能量密度高、容量大的锂电池,将有助于潜艇减轻重量,节省能量,提高耐久性和机动性。
“可以说,在日本的“黄龙”中,锂电池的使用已经回到了以前的技术路线,即柴油动力潜艇,使用柴油发动机作为动力源,驱动发电机给锂电池充电。”兰顺正说道。
可以说,随着锂电池技术的进步,由铅酸电池的缺点引起的柴电潜艇效率低下的问题有望得到解决。日本的“黄龙”做出了这样的尝试。
由于它是全新的,这意味着它可能会遇到各种问题,甚至风险。
虽然锂电池已被用于其他武器和设备,潜艇的工作环境几乎是所有军事设备中最差的,其安全要求也是最高的。一些成熟的地面技术和+0+设备可能无法用于潜艇,尤其是对压力、温度、通风和散热要求较高的锂电池。
然而,蓝顺正认为:“既然日本在潜艇上大胆采用锂电池技术,这意味着日本在锂电池相关技术方面取得了突破,如降低热值和提高安全性。此外,“黄龙”号潜艇的服役仅仅意味着日本已经开始测试其实际用途,并根据测试结果不断改进。将来只有“黄龙”号通过了各种测试,沧龙级潜艇将大规模使用锂电池技术。”
那么,随着锂电池技术的不断成熟,AIP系统能被完全抛弃吗?
对此,蓝顺正认为现在谈这个还为时过早。首先,有几个AIP系统,每一个都有它的优点和缺点。目前,燃料电池AIP潜艇的发展前景非常好。锂电池在常规潜艇上的应用只是成熟的方案或技术路线之一,很难说它是否能取代AIP系统。其次,“黄龙”的服务刚刚开始实际测试,还不知道它能否满足未来的需求。
(原标题:世界上第一艘锂离子潜艇正在服役,但现在批量装备还为时过早)(本文来自新闻,请下载“新闻”应用获取更多原创信息)新闻推荐
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标题:世界上第一艘锂离子潜艇已经服役,但是批量装备它还为时过早
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