采用燃料電池和鋰電池推進(jìn)系統(tǒng)的短鰭梭魚級(jí)潛艇采用燃料電池和鋰電池推進(jìn)系統(tǒng)的短鰭梭魚級(jí)潛艇

4月26日，澳大利亞宣布法國(guó)DCNC公司的短鰭梭魚級(jí)潛艇擊敗了此前日本三菱重工的蒼龍級(jí)潛艇，獲得澳大利亞海軍SEA1000潛艇項(xiàng)目訂單。

這個(gè)消息讓外界有點(diǎn)意外，此前消息說蒼龍級(jí)在SEA1000項(xiàng)目呼聲最高，從相關(guān)消息來看，澳方做這個(gè)選擇有多方面的原因，潛艇AIP系統(tǒng)可能是其中一個(gè)比較重要的原因。

眾所周知，常規(guī)潛艇最大的弱點(diǎn)就是水下作戰(zhàn)能力低，在水下潛航一段時(shí)間之后，就需要上浮充電，這個(gè)時(shí)候也是潛艇最容易被發(fā)現(xiàn)和攻擊，所以AIP系統(tǒng)就出現(xiàn)了，它可以在水下長(zhǎng)時(shí)間工作，大大提高了常規(guī)潛艇在水下工作時(shí)間和航程，增強(qiáng)了常規(guī)潛艇的作戰(zhàn)能力，所以新世紀(jì)AIP潛艇是常規(guī)潛艇發(fā)展的主要方向。

采用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的蒼龍級(jí)AIP潛艇采用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的蒼龍級(jí)AIP潛艇

目前各國(guó)發(fā)展的潛艇AIP系統(tǒng)有多種，進(jìn)入實(shí)用的基本上就是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、閉式循環(huán)汽輪機(jī)、燃料電池系統(tǒng)這三種，其中前兩種技術(shù)比較成熟，成本和運(yùn)行費(fèi)用較低，因此進(jìn)入實(shí)用較早，不過這兩種系統(tǒng)的效率較低，限制總體輸出功率，另外存在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，噪聲水平較高，現(xiàn)代潛艇對(duì)于安靜性能要求越來越高，這一點(diǎn)與其背道而馳，所以發(fā)展遇到瓶頸，相比較之下，燃料電池系統(tǒng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，幾乎沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，因此噪聲極低，這一點(diǎn)對(duì)于潛艇來說非常重要，另外燃料電池的效率較高，幾乎是前兩種AIP系統(tǒng)的2倍，有利于提高潛艇水下作戰(zhàn)能力，燃料電池也缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，成本和運(yùn)行費(fèi)用高、貯氫困難等缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步攻關(guān)，不過國(guó)內(nèi)外造船界普遍認(rèn)為隨著潛艇對(duì)于隱蔽性、安靜性、長(zhǎng)續(xù)航能力要求的提高，燃料電池應(yīng)該是未來AIP潛艇發(fā)展的方向，法國(guó)原來采用的AIP系統(tǒng)是閉式循環(huán)汽輪機(jī)系統(tǒng)，阿戈斯塔90B和天蝎座兩型出口型AIP潛艇配備的都是這種AIP系統(tǒng)，不過最新的短鰭梭魚級(jí)就更換成了燃料電池AIP系統(tǒng)。

采用閉式循環(huán)汽輪機(jī)的天蝎座級(jí)AIP潛艇采用閉式循環(huán)汽輪機(jī)的天蝎座級(jí)AIP潛艇

采用燃料電池的212型AIP潛艇采用燃料電池的212型AIP潛艇

蒼龍級(jí)潛艇采用的是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，它是由日本引進(jìn)瑞典技術(shù)自行生產(chǎn)的AIP系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)資料，日本已經(jīng)開展了2020年次世代AIP潛艇的研究，從相關(guān)研究項(xiàng)目來看，日本下一代AIP潛艇可能也會(huì)用燃料電池系統(tǒng)替代現(xiàn)有的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，顯示日本似乎也認(rèn)同燃料電池AIP系統(tǒng)是未來常規(guī)潛艇AIP系統(tǒng)的發(fā)展方向。

日本下一代AIP潛艇可能也會(huì)采用燃料電池AIP系統(tǒng)日本下一代AIP潛艇可能也會(huì)采用燃料電池AIP系統(tǒng)

不過這樣就造成了一個(gè)問題，澳大利亞海軍如果采用蒼龍級(jí)潛艇之后，就要繼續(xù)采用現(xiàn)有的斯特林AIP系統(tǒng)，而日本2020年之后的次世化潛艇則會(huì)換裝燃料電池AIP系統(tǒng)，根據(jù)日本海上自衛(wèi)隊(duì)裝備傳統(tǒng)，新一代潛艇服役之后，上一級(jí)潛艇可能很快就會(huì)退役淘汰，這樣澳大利亞海軍就會(huì)面臨后勤保障方面的難題，如果現(xiàn)在不裝備AIP系統(tǒng)，等待日本燃料電池AIP系統(tǒng)成熟再裝備，這期間顯然對(duì)潛艇的作戰(zhàn)能力會(huì)造成不利的影響，至于日方視為蒼龍級(jí)絕技的鋰電池，短鰭梭魚級(jí)潛艇也采用了鋰電池技術(shù)，這樣就進(jìn)一步提高了它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，所以澳大利亞海軍選擇了一步到位，直接引進(jìn)采用燃燒電池AIP系統(tǒng)的短鰭梭魚級(jí)潛艇。

即將投入批量生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)燃料電池客車即將投入批量生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)燃料電池客車

根據(jù)海外的資料，中國(guó)海軍目前裝備的AIP潛艇配備的也是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，目前中國(guó)正在大力發(fā)展新能源動(dòng)力系統(tǒng)，燃料電池就是其中之一，中國(guó)在燃料電池發(fā)展路線方向與日本相同，首先進(jìn)行的是燃料電池商業(yè)化，也就是研制燃料電池汽車，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制成功30KW級(jí)和100KW級(jí)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，分別用于燃料電池轎車和客車，這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了德國(guó)212型潛艇的水平，根據(jù)相關(guān)資料，212型潛艇配備的燃料電池AIP系統(tǒng)有兩代，第一代由9塊34KW燃料電池組成，而第二代由2塊120KW燃料電池組成，根據(jù)國(guó)外潛艇AIP發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)相關(guān)單位已經(jīng)開展了國(guó)產(chǎn)燃料電池AIP系統(tǒng)的研制，并且就燃料電池AIP系統(tǒng)配備在國(guó)產(chǎn)常規(guī)潛艇進(jìn)行了技術(shù)上的探索和研究，因此可以推測(cè)，中國(guó)海軍未來常規(guī)潛艇的AIP系統(tǒng)可能也會(huì)采用燃料電池AIP系統(tǒng)。

至于鋰電池技術(shù)，國(guó)內(nèi)也在大力發(fā)展鋰電池推進(jìn)技術(shù)，它是國(guó)內(nèi)新能源汽車主要的發(fā)展方向，依靠國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)也開展了鋰電池在潛艇上面的運(yùn)用，因此國(guó)內(nèi)新一代常規(guī)潛艇的動(dòng)力系統(tǒng)可能和短鰭梭魚級(jí)一樣，采用燃料電池AIP加鋰電池系統(tǒng)，這樣就會(huì)有效的增強(qiáng)中國(guó)海軍未來常規(guī)潛艇作戰(zhàn)能力。