潛艇動(dòng)力裝置分析課件

1、艦艇動(dòng)力裝置潛艇時(shí)間型號(hào)動(dòng)力裝置1776年美國(guó)“海龜號(hào)”潛艇人力1863年法國(guó)“潛水員”號(hào)潛艇蒸汽機(jī)1866年英國(guó)“鸚鵡螺”號(hào)潛艇電動(dòng)機(jī)潛艇動(dòng)力發(fā)展史潛艇動(dòng)力發(fā)展史最早期曾經(jīng)嘗試過(guò)做為潛艇動(dòng)力來(lái)源的有壓縮空氣、人力、蒸氣、燃油和電力等等。1897年 美國(guó)“霍蘭”號(hào)潛艇動(dòng)力裝置：45馬力汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和以蓄電池為主的電動(dòng)機(jī)。航速： 水上 7節(jié) 水下 5節(jié) 續(xù)航能力：1000海里 現(xiàn)代潛艇的鼻祖德國(guó)德國(guó)U型潛艇型潛艇lIIA型 1934-1935l排水量 水面254噸/ 水下303噸/ 總計(jì)381噸l長(zhǎng)度 40.9米（134尺2寸） 全長(zhǎng)/ 27.8米（91尺2寸）壓力殼l寬度 4.1米（13尺5寸）

2、 全長(zhǎng)/ 4米（13尺1寸）壓力殼l高度 8.6米（28尺3寸）l吃水深度 3.8米（12尺6寸）l動(dòng)力 2 MWM RS127S 6缸柴油引擎， 700 hp （522 kW） / 2 SSW PGVV322/26 雙動(dòng)電力發(fā)動(dòng)機(jī)， 402 hp （300 kW）l最大速度 水面13節(jié)、水下6.9節(jié)l續(xù)航力 水面1600海里（2960km）/8節(jié)（15km/h）、 水下35海里（65km）/4節(jié)（7km/h）l最大下潛深度 150米（492尺）l下潛時(shí)間 35秒（潛望鏡深度-10米）l武器 3 533mm魚(yú)雷發(fā)射管（船首），5枚魚(yú)雷l潛艇人員 2224人 AIP系統(tǒng) Air Independ

3、ance Power AIP是“不依賴空氣推進(jìn)裝置”的英文縮寫(xiě)，如今它已為人們普遍接受，日漸風(fēng)靡各國(guó)海軍并大有引領(lǐng)常規(guī)潛艇發(fā)展之勢(shì)。 現(xiàn)有的常規(guī)動(dòng)力潛艇,在水面航行時(shí),用些油機(jī)作動(dòng)力,同時(shí)給蓄電池充電；在水下航行時(shí)用蓄電池提供動(dòng)力。潛艇因此要經(jīng)常浮 出水面,不利于隱蔽。為了克服這一缺點(diǎn),現(xiàn)已研制成無(wú)需從空氣中獲取氧氣的潛艇常規(guī)動(dòng)力裝置,這就是所謂 不依賴空氣的動(dòng)力裝置,簡(jiǎn)稱AIP系統(tǒng)。 AIP技術(shù)技術(shù) 不依賴空氣推進(jìn)技術(shù)(AIP Link)是使常規(guī)潛艇潛航時(shí)間大幅提高的新技術(shù) ，目前瑞典研制的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和德國(guó)研制的燃料電池這兩種AIP動(dòng)力裝置已達(dá)到實(shí)用階段。 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)AIP（

4、SEAIP）v斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（SE）AIP以不依賴空氣的斯特林機(jī)（Stirling Engine）為發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是一種外部加熱的連續(xù)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，它通過(guò)外部燃燒的高溫氣體經(jīng)加熱管加熱內(nèi)部循環(huán)的工質(zhì)（船用斯特林機(jī)通常用氦氣作循環(huán)工質(zhì)），內(nèi)部循環(huán)工質(zhì)受熱膨脹推動(dòng)活塞作功，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸功率。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)在無(wú)空氣條件下連續(xù)運(yùn)行，同樣需要連續(xù)不斷地供應(yīng)氧氣燃燒供應(yīng)熱量，因而SEAIP也裝有較大容量的液氧罐。為了排除燃燒后廢氣，有兩種方法可選擇。一種是利用廢氣壓力直接排到舷外海水，這需要較高的燃燒壓力（30 bar左右），且未燃燒的O2會(huì)隨廢氣直接排至舷外，導(dǎo)致未燃O2氣和來(lái)不及溶解的CO2氣

5、冒至海面。另一種方法是象CCDAIP系統(tǒng)一樣，裝備排氣冷卻CO2海水吸收器及水管理系統(tǒng)，這樣裝置會(huì)比直接排出廢氣的辦法復(fù)雜些，但可使燃燒壓力降低，燃燒不隨潛深影響，不會(huì)產(chǎn)生氣泡航跡，隱蔽性較好。 燃料電池燃料電池FC（FCAIP）v德國(guó)已裝艇海試的燃料電池為氫氧燃料電池，其基本工作原理是靠氫和氧反應(yīng)直接產(chǎn)生電能而工作的，它唯一的副產(chǎn)品為水，這個(gè)過(guò)程正好與通過(guò)電解分解水的過(guò)程相反。燃料電池必須源源不斷地供應(yīng)氫和氧，為此，AIP裝置不僅要有較大容量的液氧罐，而且要有一個(gè)較大容量的液氫貯存罐，而液氫要比液氧貯存條件苛刻得多。 德國(guó)212型潛艇 212型潛艇屬中型潛艇，長(zhǎng)53.2米，寬6.9米，吃水5

6、.8米；水上排水量 1320噸，水下排水量 1800噸；水上航速12節(jié)，水下航速20節(jié)。由于該艇安裝了自動(dòng)化程度很高的指揮和武器控制系統(tǒng)，故人員編制只有23人。212型潛艇的主要武器是艇首安裝的6具533毫米魚(yú)雷發(fā)射管，可發(fā)射新改進(jìn)的DM2A4重型線導(dǎo)魚(yú)雷。 U212級(jí)傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)裝備Piller GmbH公司MTU 16 V- 396柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)用于給蓄電池組充電。 212級(jí)潛艇推進(jìn)系統(tǒng)由一個(gè)傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)和一個(gè)“不依賴空氣推進(jìn)”（AIP）系統(tǒng)聯(lián)合組成。傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)由一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)和一個(gè)鉛酸續(xù)電池組成，用于高速航行；“不依賴空氣推進(jìn)”（API）系統(tǒng)，為靜默慢速巡航使用；兩種系統(tǒng)共同操

7、作時(shí)，潛艇達(dá)到最高20節(jié)航速。 212級(jí)潛艇的“不依賴空氣推進(jìn)”（AIP）系統(tǒng)使用一個(gè)裝備氧和氫倉(cāng)儲(chǔ)的燃料電池系統(tǒng)，也被集成于潛艇的操作系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。氫燃料不以氣態(tài)或壓縮形式，而以金屬氫化物的形式儲(chǔ)存，這種物質(zhì)能夠大量吸收、保存并分解氫氣燃料，每個(gè)儲(chǔ)存單元有幾組金屬氫化物組成，它所容納的氫氣燃料要比低溫集裝箱內(nèi)的液體氫多許多，在封閉的燃燒室內(nèi)使用是具有方便、容量大、生態(tài)安全性較高和非常利于環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。全部系統(tǒng)由九組PEM（質(zhì)子交換膜）燃料電池模塊所組成，每組提供功率在30-50千瓦之間。單獨(dú)使用燃料電池可以使?jié)撏У难埠剿俣冗_(dá)到8節(jié)。燃料電池輸出的總功率大約是300千瓦。 核動(dòng)力裝置 核動(dòng)

8、力裝置是指利用核燃料(鈾一235、钚等)裂變產(chǎn)生的能量為船舶提供動(dòng)力的裝置?；竟ぷ髟硎抢迷雍肆炎兎磻?yīng)能量產(chǎn)生的高溫來(lái)產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)組產(chǎn)生動(dòng)力，用來(lái)推進(jìn)船舶前進(jìn)或發(fā)電。核反應(yīng)堆原理圖核潛艇結(jié)構(gòu)圖 1954年1月21日，世界第一艘核潛艇“鸚鵡螺”號(hào)誕生，共花費(fèi)5500萬(wàn)美元。新建成的“鸚鵡螺”號(hào)總重2800噸，比舊式潛艇大得多。艇長(zhǎng)97.5米，寬8.4米，吃水6.7米，水上排水量3700噸，水下排水量則達(dá)4040噸；配備6具533毫米魚(yú)雷發(fā)射管，可攜帶18枚魚(yú)雷；下潛深度為200米，潛航時(shí)最高航速達(dá)20節(jié)；可在最大航速下連續(xù)航行50天、全程3萬(wàn)公里而不需要加任何燃料。該艇與當(dāng)時(shí)的普通潛艇相比，航速大約快了一半。整個(gè)核動(dòng)力裝置占船身的一半左右 在19