《知识讲堂》解疑潜艇在水下没有空气是如何航行的

这几天连续有好几个小伙伴问我：潜艇在水下没有空气时如何航行的？其实这个问提很好解答的。

水面航行的潜艇

水下航行的潜艇

我们都知道潜艇分核动力潜艇和常规潜艇。对于小伙伴问的问题来说，核动力潜艇就简单了，因为核动力装置反应时不需要空气的，所以我在这里就不讲了。

我国汉”级(091型)攻击型核潜艇

核动力装置原理图

主要来讲讲常规动力潜艇吧。常规动力潜艇一般用柴油机做主机，我们都知道柴油机运转时需要大量空气的，在水上航行时还好理解，但是在水下没有空气怎么运转？

常规动力潜艇机舱，两台柴油机占据了大部分空间

其实常规动力潜艇,在水下航行时并不是用柴油机驱动的，一般都是在水面航行时用柴油发动机作动力,同时给蓄电池充电；在水下航行时用蓄电池提供动力。但是电池的电量毕竟有限，所以潜艇要经常浮出水面，这样就很不利于隐蔽，所以还有一种方法，就是潜艇可以潜到潜望镜深度，通过伸出一根通气管给柴油机提供空气。

潜艇指挥塔上的潜望镜和通气管

说到潜艇的空气管就不得不提一下我国最惨烈的潜艇事故：“361艇事件“。当时361艇在内长山以东中国领海进行训练时，正开启柴油机给潜艇充电，因为通气管进气阀机械故障没能打开，柴油机几分钟内就把潜艇的空气吸干，造成艇上70名官兵全部遇难。

361艇

对于隐蔽性要求及高的潜艇，通气管虽然能大大降低潜艇的暴露几率，但是随着科技的发展还是很容易被侦测到。所以海军强国们又搞出个AIP系统。AIP系统指的是不依赖空气的动力装置，装备了该系统的潜艇叫做：AIP潜艇，该潜艇具有更长时间的水下潜伏能力，相较普通常规潜艇更优秀的隐蔽性。

潜望镜和通气管划破水面激起的浪花很容易暴露目标

各国的AIP技术发展也不太一样，主要有这四种：闭式循环柴油机（CCD）AIP、斯特林发动机（SE）AIP、燃料电池（FC）AIP以及小型核动力(AMPS)。

闭式循环柴油机AIP（CCDAIP）：

该系统以闭式循环柴油机为发电机原动机。为使柴油机在没有空气供气状况下工作，必须提供模拟空气成份成份的进气气体，使柴油机发火燃烧工作。为此，将柴油机排出的废气经CO2吸收器吸收部分CO2气体，废气中未被吸收部分气体再加入适量氧气，即组成人造大气。

斯特林发动机AIP（SEAIP）：

斯特林发动机是一种外部加热的连续燃烧发动机，它通过外部燃烧的高温气体经加热管加热内部循环的工质（船用斯特林机通常用氦气作循环工质），内部循环工质受热膨胀推动活塞作功，使发动机输出轴功率。为了使发动机在无空气条件下连续运行，同样需要连续不断地供应氧气燃烧供应热量，因而SEAIP也装有较大容量的液氧罐。

斯特林发动机

燃料电池FC（FCAIP）：

德国已装艇海试的燃料电池为氢氧燃料电池，其基本工作原理是靠氢和氧反应直接产生电能而工作的，它唯一的副产品为水，这个过程正好与通过电解分解水的过程相反。燃料电池必须源源不断地供应氢和氧，为此，AIP装置不仅要有较大容量的液氧罐，而且要有一个较大容量的液氢贮存罐，而液氢要比液氧贮存条件苛刻得多。（小伙伴们不要有：用电解水产生氢气和氧气，然后再用氢气和氧气产生电，这种幼稚的想法哦！！！）