一看就懂！潜艇AIP推进系统到底是个啥？

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百家号的各位看官大家好，今天给大家带来的依然是图文科普。啥是潜艇AIP推进系统？AIP，是英文AirIndependencePower的缩写，意为不依赖空气的动力。简单粗暴的讲，装备AIP推进系统的潜艇，可以不需要空气就能使动力系统持续正常运转，为潜艇提供动力。为啥需要AIP？回答这个问题前，我们首先看看潜艇一般的动力来源是怎么样的。抛开核潜艇先不谈，一般的柴电潜艇，都是以柴油机作为动力来源，柴油机是内燃机，我们在幼儿园学过了，要燃烧就离不开燃烧的三要素：燃烧三要素要有燃料，还要有高温，还得有助燃剂通常就是空气。（不要问我为什么没有画空气，我画了因为空气看不见）有人说这跟我的潜艇到底有啥关系，仔细想想，潜艇如果在水下，哪来的空气？没有了空气，柴油机如何运作？哪来的动力呢？别怕，聪明的工程师早就想好了办法，那就是电力推进：柴电推进系统潜艇在水面上，柴油机正常运作，带动发电机，存储电能，等潜艇下潜到水下，柴油机不工作，充足的电能带动电动机，驱动螺旋桨。这就是柴电潜艇的意思，怎么样，是不是很优秀？但是，电能总要用完对吧，用完了咋办？解决办法只有一个，上浮到水面上，让柴油机再次工作，继续给电池充电。这也就是为什么潜艇需要经常上浮的原因了，以前傻傻的我都以为是在水下憋久了出来换气的。可是，潜艇之所以叫潜艇，是因为它本身就是设计来隐蔽战斗的，你老是上浮起来，这怎么行呢？所以，这才有了文章开头说到的，AIP推进系统，聪明的工程师已经想出了一种不需要空气就能持续给潜艇提供动力的方法了！就是有这种操作当然，可能有人要说了，不用空气？那我用核反应堆不就行了，造个核潜艇嘛~可是问题是，首先核反应堆技术难度极大，其次像核潜艇这种战略武器五大国可是不允许小国们随便玩耍的。所以才需要在传统动力上研究不需要空气的系统。AIP推进都有啥样的？首先第一种AIP系统，叫做闭式循环柴油机（CCD），听名字就知道了，它肯定是在普通柴油机的基础上改来的。普通的柴油机工作流程可以简化成下面的样子：开式循环通常情况下，发动机吸入氧气和燃料，在发动机内完成燃烧之后，排出废气，其中也包含了一些没有充分被使用的氧气。闭式循环那么想要不用上浮换气，只需要将发动机排出的废气经过二氧化碳吸收器过滤一下，留下没被使用的氧气，继续供给发动机就好了~当然，这点氧气是不够的，一般还会再主动添加进去一些氧气，为了燃烧稳定，也会增加一些氩气。聪明的你已经看懂了，闭式循环并不是真正的不需要空气，而是在潜艇上装好气罐，自带空气。第二种AIP系统，叫做斯特林发动机（SE），不是斯大林，也不是特斯拉！是斯特林~要弄懂什么是斯特林发动机，我们先来看看普通的发动机怎么工作：发动机气缸原理绿色的A是发动机气缸，不会动，蓝色的BC是活塞连杆和凸轮轴，可以动。首先在活塞下面充满燃料混合气，然后像右边那样，点燃它，boom！它是不是要膨胀？膨胀了是不是要往上顶？那么活塞和连杆是不是就被顶出去了？这样就可以带动凸轮轴旋转，直线运动就变成了圆周运动。有个叫斯特林的人说，既然气缸里面的气受热膨胀就可以推动活塞，那我在气缸外面加热气缸，气缸里面的气体不是也可以受热膨胀吗？没错当然可以！然后再把气缸横着放，就变成了下面这个样子：典型的斯特林发动机左边是个酒精灯，持续给上方的气缸加热。现在，你不仅明白了什么是斯特林发动机，你还明白了什么是所谓的内燃机和外燃机。既然是燃烧就少不了空气，所以斯特林发动机AIP系统，依然需要储存液氧的罐子装在潜艇上。上面两种AIP系统的缺点都显而易见，比如都需要储存液氧，同时燃烧产生的废气也得排出去，所以怎么吸收废气、怎么排气也是一种学问，毕竟如果潜艇冒泡泡了，那还怎么隐蔽呢？blublublublu~就像这样：你看不见我接下来第三种，叫做燃料电池AIP系统（FCAIP）氢燃料电池将氢气和氧气送入装有电解液的容器里面，插入其中的电极在催化剂的作用下，就可以产生电能，氢气和氧气不断被消耗，产生水，安静又环保。同样，这种系统的弊端也显而易见，这次不仅需要储存液氧了，还多了一个液氢，液氢的储存难度可比液氧高多了，简直是越搞越麻烦。目前也只有德国海试并持续研究了此种AIP系统。既然AIP的意思是不需要空气，那么小型核反应堆当然也算AIP系统了，没错这就是第四种AIP系统，即小型核动力AIP（AMPS），研究这种系统的主要是加拿大。哪个最厉害？我国的AIP啥样子？从上面的介绍大家可以看出来，四种AIP系统各有所长，各个国家研究的方向也不一样。目前公开的资料很少，毕竟这是很高级别的军事技术，但根据现有的新闻资料显示，我国AIP系统很有可能是斯特林发动机AIP。此外，目前环保大趋势下，新能源车飞速发展，氢燃料电池的运用越来越广泛，军民技术不分家，因此我们也可以推断，将来氢燃料电池AIP系统也将是我国潜艇AIP系统的主要研究方向。原来一分钟，看懂天下事
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