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「潜艇」全球首艘锂电潜艇服役，但批量装备还为时尚早

日本海上自卫队近日接收了最新一艘苍龙级常规潜艇“凰龙”号 。 据报道 ， “凰龙”号是世界上首艘将锂电池作为动力的潜艇 ， 这可以让它在水下潜航时间大幅延长 。
科技日报采访人员了解到 ， “凰龙”号常规动力潜艇在维持规格和航速不变的情况下 ， 使用锂离子电池替换掉整个斯特林发动机的AIP动力系统和铅酸蓄电池 。
“‘凰龙’号常规动力潜艇是世界上第一艘使用锂离子电池作为动力的潜艇 。 受国际条约和法律法规限制 ， 日本不能发展核潜艇 ， 因此只能在常规潜艇技术上尝试各种创新和突破 。 以前的苍龙级潜艇采用了斯特林发动机的AIP动力系统 ， ‘凰龙’号潜艇使用锂电池可以说是一次全新的尝试 。 ”军事研究员兰顺正就此表示 。
常规潜艇最早采用柴电动力 ， 用柴油机作为动力源(600405,股吧) ， 水面航行时使用柴油机 ， 水下航行时使用蓄电池和电动机 。 由于柴油机工作需要大量的氧气 ， 因此只有在水面状态、半潜状态和通气管状态航行时才能给蓄电池充电 。 而以前所采用的铅酸电池体积和重量太大 ， 而储电比能却又很低 ， 而且充满电很费时间 。 这导致柴电潜艇水下航行的持续性和隐蔽性较差 ， 很难满足军事需求 。 因此 ， AIP技术应运而生 。 AIP是“不依赖空气推进装置”的英文缩写 ， 当前主要有闭式循环柴油机AIP、斯特林发动机AIP、燃料电池AIP以及小型核动力AIP等四种方案 。 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 。
兰顺正表示 ， 虽然斯特林发动机噪音和震动比较小 ， 但其缺点也很突出 ， 即发动机功率低 ， 小于其他推进系统 ， 这导致其水下航速较低 。 如果要加大功率 ， 就必须多配发动机 ， 不仅对潜艇布局造成影响 ， 而且占用更多潜艇空间 。
斯特林发动机的这种缺点 ， 是导致日本苍龙级潜艇浮力不足的一个原因 。 而采用体积小、重量轻、能量密度大、容量高的锂电池 ， 有利于潜艇减轻重量 ， 节省空间 ， 提升续航能力和机动性 。
“日本‘凰龙’号采用锂电池可以说是回到了以前的技术路线 ， 即柴电潜艇 ， 用柴油机作为动力源 ， 带动发电机给锂电池充电 。 ”兰顺正表示 。
可以说 ， 随着锂电池的技术进步 ， 铅酸电池的缺点造成的柴电潜艇效率不高的问题也有望解决 。 日本“凰龙”号就做了这么一个尝试 。
既然是全新的 ， 就意味着可能会遇到各种问题 ， 甚至是风险 。
虽然锂电池在其他武器装备上也有过使用 ， 但由于潜艇的工作环境几乎是所有军用装备中最恶劣的 ， 对安全性的要求也是最高的 。 在地面和空中装备上比较成熟的某些技术 ， 不一定能用在潜艇上 ， 特别是对压力、温度和通风散热要求更高的锂电池 。
但兰顺正认为：“既然日本大胆在潜艇上采用锂电池技术 ， 就意味着日本已经在锂电池相关技术上取得突破 ， 比如降低发热量、提升安全性等 。 而且此次‘凰龙’号潜艇服役 ， 只是意味着日本已经开始了对其实际使用展开测试 ， 并根据试验不断改进 。 只有‘凰龙’号通过日后的各种试验 ， 其后的苍龙级潜艇才会大规模使用锂电池技术 。 ”
那么 ， 随着锂电池技术的不断成熟 ， 是不是就可以完全摒弃AIP系统呢？
对此 ， 兰顺正认为,现在谈这个还为时过早 ， 首先AIP系统有好几种 ， 各有优缺点 ， 目前燃料电池AIP潜艇发展前景非常好,锂电池在常规潜艇上的运用只是其中一种成熟方案或者是技术路线 ， 能否取代AIP系统还不好说 。 其次 ， “凰龙”号的服役才刚刚开启实用测试 ， 未来能否满足所需 ， 尚未可知 。
（责任编辑： HN666）


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