當(dāng)代海軍AIP技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)

王屈平 葉烽 劉愛(ài)玉

（1. 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司七一二研究所，武漢430064；2. 中船重工集團(tuán)物資貿(mào)易有限公司，北京100000）

1 引言

隨著 AIP技術(shù)和裝備在全球海軍市場(chǎng)的繁榮，對(duì)常規(guī)潛艇的定義已由過(guò)去的柴電概念演化為AIP概念。亞太地區(qū)成為常規(guī)潛艇軍備日益白日化的焦點(diǎn)，在我國(guó)鄰邦新型AIP艇建成服役報(bào)道的此起彼伏聲中，探索符合我國(guó)國(guó)情的AIP艇裝備實(shí)施途徑已是當(dāng)務(wù)之急。同時(shí)，希望在自我探索總結(jié)的同時(shí)，能夠?qū)⒆鳛椤扒败?chē)”的國(guó)外海軍AIP技術(shù)裝備為我國(guó)海軍的軍備發(fā)展所借鑒。

2 歐美各國(guó)海軍AIP發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 瑞典-斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)AIP發(fā)展策略

2.1.1 開(kāi)實(shí)用AIP艇先河- A19級(jí)SE/AIP艇服役

繼改裝 V4-275R Mk型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（SE-Stirling Engine）的A14級(jí)“水怪”號(hào)艇服役后，1996年4月，世界上第一艘實(shí)用型AIP潛艇-A19級(jí)首艇“哥特蘭”號(hào)的服役拉開(kāi)了AIP潛艇發(fā)展新時(shí)代的序幕。所裝備的V4-275R Mk2型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) SE/AIP系統(tǒng)凝結(jié)瑞典該領(lǐng)域四十余年研究成果。從2005年6月開(kāi)始，瑞典長(zhǎng)期將“哥特蘭”號(hào)租借給美國(guó)，在多次參加的海上演習(xí)中獲得專(zhuān)家高度好評(píng)，正是 SE/AIP系統(tǒng)為該艇成功執(zhí)行任務(wù)發(fā)揮了決定性作用。

2.1.2 “推陳”措施-A17級(jí)SE/AIP系統(tǒng)加裝

瑞典已對(duì)2艘“西約特蘭”A17級(jí)在役潛艇進(jìn)行現(xiàn)代化改裝升級(jí)，采用經(jīng)改進(jìn)的V4-275R Mk2型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)AIP系統(tǒng)，以提高其綜合戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。目前已有5艘（3艘 A19級(jí)+2艘 A17級(jí)）SE/AIP艇的瑞典海軍意欲實(shí)現(xiàn)所有在役潛艇的AIP化。

2.1.3 “出新”手段- A26型SE/AIP潛艇新建

瑞典將V4-275R Mk2型改進(jìn)升級(jí)為在效率、輸出功率、隱蔽性等方面有所提高的 V4-275R Mk3型無(wú)級(jí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，擬裝備在北歐三國(guó)聯(lián)合研制的“北歐海盜”級(jí)和A26型潛艇上。2006年正式啟動(dòng)的瑞典 A26計(jì)劃，由考庫(kù)姆茲（KOKUMS）AB公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。該艇將具有與燃料電池AIP艇相當(dāng)?shù)男盘?hào)水平，其出色的隱身平臺(tái)和廣泛作戰(zhàn)能力。該計(jì)劃在延誤數(shù)年后，2010年5月，由瑞典防務(wù)器材管理局與KOKUMS簽署A26籌建合同，計(jì)劃至少四艘的建造合同最早有望在2013年授出，以替代上世紀(jì)八十至九十年代服役A17級(jí)和A19級(jí)。A26級(jí)首艇擬在2018年以替代A17級(jí)“西約特蘭”號(hào)。

2.2 德國(guó)-多元化、模塊化、全球化AIP發(fā)展策略

2.2.1 德國(guó)AIP方案

多年來(lái)，德國(guó)對(duì)閉式循環(huán)柴油機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、閉式循環(huán)汽輪機(jī)、高濃縮 H2O2汽輪機(jī)、一次二次蓄電池、三種低溫燃料電池等多種 AlP方案進(jìn)行分析測(cè)評(píng)。評(píng)估各方案對(duì)潛艇航程、下潛深度、可探測(cè)性(噪聲和熱輻射)、陸基設(shè)施等的影響，同時(shí)考慮研制費(fèi)用、周期和運(yùn)行費(fèi)用、各AlP系統(tǒng)負(fù)載性能、總效率、運(yùn)行和維護(hù)難易度、以及冗余度和安全性。

(1) 閉式循環(huán)柴油機(jī)（CCD/AIP）方案

1993 年，德國(guó)蒂森公司北海船廠（TNKS）利用 MTU柴油機(jī)、吸收器及海水管理系統(tǒng)組成的250 kW閉式循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)在退役205級(jí)U-1艇上成功進(jìn)行了試驗(yàn)，論證了在209型潛艇上加裝 6.5m CCD/AIP艙段或?yàn)槠涑隹诎⒏⒌腡R1700型潛艇上加裝8 m CCD/AIP艙段的可行性。目前韓國(guó)已與德國(guó)達(dá)成了針對(duì)現(xiàn)役209艇的CCD/AIP改裝意向。

(2) 閉式循環(huán)汽輪機(jī)（CCST/AIP）方案

德國(guó)MTU加大了對(duì)CCST/AIP的研究力度，使用柴油為燃料，功率可增大到700 kW。

(3) 210Mod小型高能艇計(jì)劃

基于與挪威聯(lián)合研制的1000噸級(jí)210型（烏拉級(jí)）平臺(tái)，集中209、212A、214型艇的優(yōu)勢(shì)，德國(guó)蒂森·克虜伯集團(tuán)（TKMS）于 2006年推出了滿(mǎn)足市場(chǎng)實(shí)際需求的1400～1600噸級(jí)--210Mod小型常規(guī)潛艇方案，在艇首和艇尾各安裝1組高能鉛酸蓄電池，可以4節(jié)航速水下續(xù)航4000海里。未來(lái)將考慮可裝艇實(shí)用的鋰電池以提高水下續(xù)航力和安靜程度。

2.2.2 模塊化燃料電池（PEMFC/ AIP）方案推廣

德國(guó)多年的AIP多方案調(diào)研表明：低噪聲、高效率的FC模塊更適用于潛艇AIP化。

常規(guī)潛艇出口約占德國(guó)艦艇工業(yè)的70%，尤以U212A和214型AIP艇最具競(jìng)爭(zhēng)力。目前，已有7個(gè)國(guó)家共計(jì)27艘214型AIP在建艇或209型AIP改建艇。

(1) 212型-- PEM FC /AIP定型潛艇

1980 年，由HDW、IKL和Ferrostaal聯(lián)手的GSM著手第一代潛艇燃料電池裝置開(kāi)發(fā)，采用西門(mén)子質(zhì)子交換膜燃料電池模塊（PEMFC）在205型U1號(hào)艇上改裝并成功進(jìn)行了海試。

2003年4 月7 日，世界上第一艘PEMFC/AIP潛艇212A 型U31號(hào)在德國(guó)下水。燃料電池系統(tǒng)為由西門(mén)子公司自 1985年開(kāi)始生產(chǎn)的SINAVYCIS產(chǎn)品BZM 34型PEMFC模塊。

(2) 214型--針對(duì)出口的PEM FC /AIP潛艇

209+212 A=214型，代表著常規(guī)潛艇當(dāng)前最新水平，是具最佳綜合性能的現(xiàn)有AIP方案：

● 在212型BZM 34型PEM FC模塊基礎(chǔ)上，214型配備的是Siemens BZM120型PEMFC模塊，兩BZM120模塊組成240 kW功率的潛艇AIP系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)組件，可水下續(xù)航達(dá)三周；

● 多達(dá)20余種的靈活備選設(shè)計(jì)方案，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)型214型艇可按用戶(hù)要求選擇設(shè)計(jì)配置方案。

(3) 209型- 現(xiàn)役艇PEM FC/AIP改裝

德國(guó)與已購(gòu)共61艘209型潛艇的14個(gè)國(guó)家展開(kāi)進(jìn)一步合作，積極推廣 209型潛艇加裝PEMFC/AIP系統(tǒng)艙段模塊，欲使其AIP化。

2.3 英國(guó)-優(yōu)中選優(yōu)的AIP發(fā)展策略

2.3.1 Vidar-36-萃集精華的高性能AIP艇預(yù)研

2008 年英國(guó)海事技術(shù)國(guó)防事物有限公司（BMT Defence Services）公布了最新型常規(guī)潛艇Vidar-36的初步設(shè)計(jì)方案。Vidar-36方案，是以常規(guī)潛艇為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、采用插件式AIP艙段、利用系列新研發(fā)技術(shù)的適配型 Vidar-36，其特征包括：可遠(yuǎn)洋航行的大排水量(3600 t)； 額定功率為6 MW的無(wú)刷推進(jìn)電動(dòng)機(jī)(有源定子)；提供水下續(xù)航力的 PEMFC；供水下燃料燃燒的液氧儲(chǔ)罐；置于舷外的儲(chǔ)氫罐；用于通氣管狀態(tài)發(fā)電的200 kW SOFC及1200 kW (通氣管) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；為SOFC提供燃料的甲醇；采用鋰離子電池的區(qū)域供電單元。在7 m長(zhǎng)加裝AIP艙段中，甲醇重整PEMFC可滿(mǎn)足艇員及戰(zhàn)斗系統(tǒng)在4節(jié)航速保持14-21天續(xù)航力。

2.3.2 “支持者”級(jí)-甲醇重整PEM FC/AIP加裝艇

英國(guó)國(guó)防評(píng)估和研究機(jī)構(gòu)對(duì) PEMFC在未來(lái)海軍船只上的應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)估，認(rèn)為在船只停泊時(shí)采用可提供1～2 MW電能的PEMFC具有可行性，擬進(jìn)行對(duì)“支持者”號(hào)潛艇加裝300 kW、貯能100 MWh、利用甲醇重整制氫-空氣(或氧氮混合氣)PEMFC系統(tǒng)的嘗試。

2.4 俄羅斯-依托國(guó)情的AIP發(fā)展策略

在擁有核潛艇優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，俄羅斯利用其固有技術(shù)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)步發(fā)展適合國(guó)力的AIP潛艇。

2.4.1 前蘇聯(lián)CCD/AIP研究工作延承

戲稱(chēng)“打火機(jī)”的前蘇聯(lián)閉循環(huán)柴油機(jī) A615級(jí)潛艇所遺留技術(shù)目前已被紅寶石設(shè)計(jì)局繼承。

2.4.2 “水晶”27E型-第二代AFC/AIP系統(tǒng)應(yīng)用

基于俄紅寶石中央設(shè)計(jì)局開(kāi)發(fā)的 677型潛艇，由已建303艘潛水艇（器）的海軍上將造船廠自籌建造的外銷(xiāo)型“阿穆?tīng)?1650”級(jí) AIP潛艇和由俄海軍定制的“拉達(dá)”級(jí)內(nèi)銷(xiāo)艇“圣彼得堡”號(hào)于1997年12月同時(shí)開(kāi)工，2004年9月下水，2006年10月完成系泊及第一階段試驗(yàn)，2007年1月開(kāi)始進(jìn)行出廠試驗(yàn)航試。先前受制于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，該艇的打造綿延十余年。歷時(shí) 13年、采用 120多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)和 170余套國(guó)產(chǎn)儀器設(shè)備的“圣彼得堡”號(hào)于2010年4月21日交付俄海軍，倘若后續(xù)兩艘量產(chǎn)型艇能按期服役，不但可排除“該型潛艇仍存在無(wú)法摒除設(shè)計(jì)缺陷”的猜測(cè)，還可再獲俄海軍4-6艘該型潛艇訂單。

“阿穆?tīng)?1650”艇采用成本低且工藝難度不高、功率為300 kW的兩組堿性燃料電池系統(tǒng)-“水晶”27E型第二代 AFC/AIP系統(tǒng)。針對(duì)攸關(guān)的海軍安全性要求，在不同燃料儲(chǔ)存方案比較后采用：低溫儲(chǔ)氧罐布置在垂直艙道，金屬間儲(chǔ)氫位于耐壓殼內(nèi)沿艇軸線(xiàn)水平位置。

同時(shí)，俄計(jì)劃對(duì)已出口的五十三艘“基洛”級(jí)（三艘在建）艇加裝“水晶”27E型AFC/AIP系統(tǒng)。

2.4.3 Б-90 型“Саров”-20120 新潛艇計(jì)劃試驗(yàn)艇

在以 877Б型為原型設(shè)計(jì)、已建 40%的試驗(yàn)艇“Сарган”基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，兼有 677型方案特點(diǎn)的3950噸排水量的“Саров”艇作為俄羅斯2012新潛艇計(jì)劃的通用試驗(yàn)臺(tái)，已于 2007年下水、2008年8月7日服役，旨在為俄海軍進(jìn)行現(xiàn)代化改裝及新型武器裝備試驗(yàn)。

(1) 第三代FC/AIP方案嘗試

可加裝到潛艇上層建筑指揮室圍殼外、以硼氫化鈉儲(chǔ)氫的第三代“水晶”型AFC/AIP系統(tǒng)計(jì)劃將在2010年后裝艇，嘗試以AIP系統(tǒng)為主動(dòng)力全工況運(yùn)行，其額定功率在10～600 kW (短時(shí)功率可達(dá)4000 kW)，能量密度為150～200 Wh/kg，擬獲得60-90天續(xù)航力。

(2) 小型核反應(yīng)堆AIP方案嘗試

基于“Саров”柴電艇安裝小型核反應(yīng)堆為輔助動(dòng)力以延長(zhǎng)水下航行時(shí)間。

(3) 熱氣機(jī)AIP方案嘗試

早在 2007年前俄海軍上將造船廠就計(jì)劃籌集5500萬(wàn)美元建造前景型熱機(jī)類(lèi)AIP新型潛艇。擬采用100 kW高溫燃汽輪機(jī)為輔動(dòng)力進(jìn)行試驗(yàn)。

2.5 美國(guó)-重起爐灶的AIP發(fā)展策略

2000 年，在美國(guó)海外軍事基金(FMF)支持下進(jìn)行的埃及政府購(gòu)買(mǎi) 2艘荷蘭“海鱔”級(jí)（非 AIP的Moray1400型）柴電潛艇交易，其條件是由荷蘭轉(zhuǎn)讓技術(shù)給美國(guó)英格爾斯造船廠，由該廠協(xié)助埃及國(guó)內(nèi)造船廠建造，這標(biāo)志著美國(guó)開(kāi)始恢復(fù)非核動(dòng)力潛艇的建造。

2.5.1 基于艦船的燃料電池技術(shù)開(kāi)發(fā)

1997 年ONR開(kāi)始進(jìn)行2.5 MW艦船日用燃料電池發(fā)電模塊（SSFC）的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

(1) 基于MCFC的艦船日用FC發(fā)電模塊研究

由四個(gè)625 kW模塊組成2.5 MW的熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)系統(tǒng)，每個(gè)625 kW模塊由兩個(gè)燃料電池堆組成，可并聯(lián)提供450 V至600 V的艦船日用電直流母線(xiàn)電壓。

(2) 基于PEMFC的艦船日用FC發(fā)電模塊研究

基于PEMFC所進(jìn)行的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目授予了Ballard。系統(tǒng)采用自熱重整（ATR），進(jìn)行了滿(mǎn)足軍用艦船要求的燃料電池沖擊（MIL-S-901D）和振動(dòng)環(huán)境（MIL-167-1）試驗(yàn)。

(3) 基于SOFC 的潛艇動(dòng)力電源研究

美國(guó)海軍水面戰(zhàn)中心(NAVSEA)對(duì)可重復(fù)使用固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)進(jìn)行研究。該燃料電池在為潛艇提供推進(jìn)動(dòng)力的同時(shí)，還可為潛艇全體船員提供呼吸氧氣。該項(xiàng)技術(shù)可能使?jié)撏勖S持和隱身推進(jìn)動(dòng)力學(xué)發(fā)生革命性變化。

(4) UTC為S-80A提供PEM FC

美國(guó)聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）為西班牙 S-80A潛艇研制300 kW質(zhì)子交換膜燃料電池模塊。

2.5.2 基于SP1000型空間技術(shù)熱離子反應(yīng)堆AIP

美國(guó)成功研制了采用熱離子和熱電系統(tǒng)的SP1000型空間用反應(yīng)堆系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)通用原子能公司（GA）進(jìn)行了較之于小型核動(dòng)力系統(tǒng)（AMPS）有更多優(yōu)越性的500～5000 kW功率熱離子+熱電系統(tǒng)反應(yīng)堆研制，擬作替代其它類(lèi)型AIP的3000 t 潛艇驅(qū)動(dòng)。

2.6 法國(guó)-另辟蹊徑的AIP發(fā)展策略

法國(guó)艦艇建造局（DCN）是目前具備獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造潛艇的少數(shù)軍工集團(tuán)之一。近年來(lái)，針對(duì)全球潛艇軍購(gòu)市場(chǎng)不同需求，開(kāi)發(fā)出多種概念潛艇。在AIP研究領(lǐng)域，法國(guó)另辟蹊徑進(jìn)行閉式循環(huán)汽輪機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。在 DCN組織下、伯廷（BERTIN）公司研制被稱(chēng)之為自主式能源艙（MESMA）的 AIP系統(tǒng)在該領(lǐng)域一枝獨(dú)秀，是最早上艇實(shí)用的閉式循環(huán)汽輪機(jī)系統(tǒng)。除現(xiàn)有200 kW的MESMA/AIP系統(tǒng)，伯廷公司還進(jìn)行600 kW、1300 kW的閉式循環(huán)汽輪機(jī)開(kāi)發(fā)。

2.6.1 Hamza-MESMA/AIP首裝艇

首套MESMA/AIP系統(tǒng)裝備到巴基斯坦海軍新建Agosta-90B級(jí)第三艘Hamza號(hào)上。

2.6.2 “魚(yú)”級(jí)-可加裝 MESMA/AIP外銷(xiāo)艇

基于法海軍“紫水晶”級(jí)潛艇，由DCN和西班牙 Bazan(Izar)船廠為智利聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“鲉魚(yú)”級(jí)，除有永磁同步電機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基本型外，還有可以嵌入加裝 MESMA/AIP的基本-AIP型和以MESMA/AIP為主推進(jìn)動(dòng)力的緊湊型。智利、馬來(lái)西亞和印度已是該型潛艇的客戶(hù)。

2.6.3 SMX-22型-母艇擬用AIP系統(tǒng)的概念艇

在 2005年水下防御技術(shù)（UDT）歐洲技術(shù)展覽會(huì)上，DCN首次披露了由三艘潛艇組成、具有多平臺(tái)概念的SMX-22型潛艇，其中包括一艘大型網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)母艇（NCW）和兩艘小型高效作戰(zhàn)子艇（OPS）。目前計(jì)劃裝備AIP潛艇作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的母艇。

2.6.4 SMX-23型-低成本AIP概念艇

在2006年“Euronaval 2006”展上，DCN公開(kāi)了SMX-23型低價(jià)沿海潛艇方案。針對(duì)欲低成本改進(jìn)或建造潛艇部隊(duì)的愿望，旨在以低成本設(shè)計(jì)和裝備獲得高性能的自持力、戰(zhàn)斗力。

2.6.5 SMX-24型-模塊化PEM FC/AIP 方案

在“Euronaval 2008”展上，法國(guó)DCN推出了考慮燃料電池AIP的SMX-24設(shè)計(jì)方案，SMX-24的尺寸和性能介于當(dāng)前最大型常規(guī)潛艇和最小型核潛艇之間，可根據(jù)不同任務(wù)需求組裝多種“即插即用”模塊，且一種模塊可供多艘潛艇使用的設(shè)計(jì)理念可從總體上降低成本。

2.7 加拿大-保守低調(diào)的AIP發(fā)展策略

2.7.1 “維多利亞”級(jí)-PEMFC/AIP改裝計(jì)劃

加拿大國(guó)防部（DND）利用巴拉德（Ballard）公司全球領(lǐng)先的PEMFC技術(shù)，建有400 kW試驗(yàn)場(chǎng)。DND打算對(duì)從英國(guó)海軍購(gòu)進(jìn)的4艘“維多利亞”級(jí)（原“支持者”級(jí)）實(shí)施AIP改裝計(jì)劃。由于深受“維多利亞級(jí)”無(wú)法在冰下作業(yè)的困擾，加之在交貨的“維多利亞級(jí)”艇體上發(fā)現(xiàn)裂縫等還需進(jìn)行修復(fù)的缺陷。原有對(duì)其進(jìn)行燃料電池AIP改裝的計(jì)劃被推遲到2012年后執(zhí)行。國(guó)外廠商也趁機(jī)紛推能解決加海軍困擾的冰下作戰(zhàn)型潛艇。目前，加國(guó)對(duì)214艇FC/AIP表示興趣。

2.7.2 “Monoboat”全燃料電池潛艇構(gòu)想

采用Ballard的阿爾法燃料電池裝置替代“維多利亞級(jí)”級(jí)潛艇的主推進(jìn)裝置，構(gòu)建世界上第一艘全燃料電池潛艇-Monoboat，現(xiàn)已逐步進(jìn)入實(shí)施階段的構(gòu)想為：在水下航行時(shí)250 kW燃料電池/液氧AIP系統(tǒng)運(yùn)行；在通氣管航行運(yùn)行額定功率為500 kW燃料電池/大氣系統(tǒng)。

2.7.3 AMPS/AIP-小型核動(dòng)力艇

加拿大在核電混合推進(jìn)（SSN/AIP）系統(tǒng)的研究走在世界前列，由美國(guó)通用原子能公司（GA）與加拿大ESC集團(tuán)聯(lián)合研制了海底探測(cè)潛艇動(dòng)力系統(tǒng)AMPS-1。由ESC集團(tuán)開(kāi)發(fā)的SSN/AIP即將進(jìn)入實(shí)用階段，功率達(dá)1000 kW的AMPS-1000型產(chǎn)品可用于2000噸級(jí)常規(guī)潛艇。

2.8 意大利-攜手并進(jìn)的AIP發(fā)展策略

2.8.1 “Todaro”號(hào)-引進(jìn)德國(guó) 212 型 AIP 技術(shù)

作為意-德聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目，以技術(shù)引進(jìn)訂購(gòu)的德HDW兩艘212艇由芬坎蒂利公司建造，按作戰(zhàn)需求減小其水下排水量。首艇“Todaro”號(hào)已于2007年2月5日在意海軍服役，由于在試航中表現(xiàn)出色，意海軍的212訂單總數(shù)達(dá)到6艘，以替換現(xiàn)役“薩烏羅”級(jí)及其改型潛艇。

另外，Ansalto陸基 MCFC技術(shù)進(jìn)行了由歐盟支持的“MOLCARE”100 kW項(xiàng)目示范。

2.8.2 S1000型-與俄聯(lián)手打造的PEMFC/AIP艇

由意大利海軍出資，2003年意大利芬坎蒂利公司和俄羅斯“紅寶石”中央設(shè)計(jì)局首次合作高度自動(dòng)化、小排水量、可同時(shí)在近海和公海執(zhí)行任務(wù)的S1000型潛艇設(shè)計(jì)，旨在滿(mǎn)足意大利海軍及國(guó)際軍火市場(chǎng)對(duì)小型常規(guī)潛艇的需求。S1000型潛艇主推采用1000 kW永磁電機(jī)和高能蓄電池。PEM FC/AIP裝置是該型潛艇與SMX23、210Mod型潛艇最大的區(qū)別。

2.8.3 S300CC-CCD/AIP艇研制

意瑪麗塔利亞公司從事 CCD研究已逾三十年。泛安科納研制有S-300CC型CCD潛艇。

2.9 荷蘭-自主研發(fā)的AIP發(fā)展策略

2.9.1 閉式循環(huán)柴油機(jī)-主打AIP方案

2.9.1.1 退役“海豹”號(hào)-CCD/AIP系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)艇

鹿特丹船塢公司（RDM）于 1990年將所開(kāi)發(fā)的150 kW的CCD/AIP系統(tǒng)裝備在已退役的荷蘭海軍“海豹”號(hào)潛艇上實(shí)施靜態(tài)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的CCD/AIP系統(tǒng)可達(dá)到400 kW的輸出功率。

2.9.1.2 現(xiàn)役“海象”級(jí)- CCD/AIP現(xiàn)代化改裝艇

荷蘭于 2009年開(kāi)始對(duì)在役4艘“海象”級(jí)艇進(jìn)行CCD/AIP系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造計(jì)劃。

2.9.1.3 出口型“海鱔”級(jí)- CCD/AIP系統(tǒng)擬裝艇

為扭轉(zhuǎn)荷蘭潛艇由盛而衰的發(fā)展局面，自上世紀(jì)80年代中期，RDM公司和荷蘭聯(lián)合造船設(shè)計(jì)局傾力打造凝結(jié)最新技術(shù)結(jié)晶的“海鱔”（Moray）級(jí)潛艇，并擬在 Moray1400H、1800H型艇上加裝兩臺(tái)由 TNSW 和 RDM開(kāi)發(fā)的 300 kW“Spectre”閉式循環(huán)柴油機(jī)。

2.9.2 PEMFC-荷蘭海軍水面艦船用技術(shù)研究

荷蘭皇家海軍采用DeNora的PEMFC，進(jìn)行了在不同環(huán)境中艦船用1kW電池堆的試驗(yàn)。

2.10 西班牙-漸露頭角的AIP發(fā)展態(tài)勢(shì)

西班牙最新一代潛艇 S-80A已逐漸浮出水面，該艇將采用由美國(guó)聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）開(kāi)發(fā)的 300 kW 甲醇重整制氫及純氧為燃料的PEMFC/AIP裝置，西班牙參與了此項(xiàng)研究。

2.11 北歐“海盜”AIP系統(tǒng)方案

根據(jù)芬蘭、丹麥、挪威和瑞典于1994年簽定的協(xié)議框架基礎(chǔ)， “海盜”級(jí)AIP潛艇采購(gòu)計(jì)劃的方案包括：擬選擇 AIP系統(tǒng)作單一動(dòng)力的丹麥/瑞典型，既有考慮可作為無(wú)級(jí)變速主動(dòng)力裝置的瑞典KOKUMS新型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)SE/AIP，同時(shí)也關(guān)注有利用甲醇重整、或以市購(gòu)燃料電池為基礎(chǔ)的 FC/AIP方案的可能性；而挪威方案是在此基礎(chǔ)上再配備有高密度電池和柴電裝置的混合動(dòng)力系統(tǒng)，以獲得更高的航速和續(xù)航力。

3 亞太邦鄰AIP的發(fā)展?fàn)顩r

3.1 日本--八方取經(jīng)的AIP發(fā)展策略

目前，日本擁有16艘、居世界第五位的現(xiàn)役潛艇數(shù)。預(yù)計(jì)到2025年，由16～18艘新一代“高科技潛艇”和“蒼龍”級(jí)艇所組成的水下作戰(zhàn)力量將對(duì)亞太地區(qū)的海上軍力平衡產(chǎn)生很大影響。日本軍工企業(yè)正蓄勢(shì)力奪 60%的國(guó)際軍用艦船市場(chǎng)，AIP艇的開(kāi)發(fā)無(wú)疑是其重頭戲之一。

3.1.1 “朝潮”號(hào)-- “斯特林”AIP 技術(shù)改裝艇

1986 年，日本改弦易張，將在瑞典即將裝艇實(shí)用的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)作為攻克AIP的重點(diǎn)。

3.1.2 “蒼龍”號(hào)--日本首艘實(shí)戰(zhàn) AIP艇

2009年3 月30 日，日本第一艘實(shí)戰(zhàn)型AIP艇SS501 “蒼龍”號(hào)服役?！吧n龍”號(hào)裝備有4臺(tái)與“朝潮”同型V4-275R MkⅢ型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。是繼韓國(guó)和巴基斯坦亞洲第三款A(yù)IP潛艇。

3.1.3 閉式循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)研究

日立造船曾進(jìn)行過(guò)閉循環(huán)柴油機(jī)系統(tǒng)研制。三井公司建有300 kW CCD陸上試驗(yàn)裝置。

3.1.4 “高科技潛艇”計(jì)劃--擬采用FC/AIP技術(shù)

從2007年10月起，日本防務(wù)省投入51億日元的預(yù)研經(jīng)費(fèi)，正式啟動(dòng)了緊跟歐美等國(guó)最新技術(shù)的新一代“高科技潛艇”計(jì)劃。擬在“蒼龍”級(jí)潛艇基礎(chǔ)上，從安靜性、探測(cè)能力以及抗沖擊性能等三個(gè)方面大幅度提升潛艇性能。整個(gè)項(xiàng)目中高新技術(shù)將占30%的比重：日本超導(dǎo)電磁推進(jìn)船、德國(guó)燃料電池 AIP模塊技術(shù)、美國(guó) TANGO BRAVO潛艇計(jì)劃的核心無(wú)軸無(wú)槳技術(shù)和外部武器裝載技術(shù)都是其追蹤目標(biāo)?！案呖萍紳撏А庇?jì)劃首艇計(jì)劃于2010年開(kāi)始建造，2016年建成服役，欲全面取代親潮級(jí)現(xiàn)役潛艇。計(jì)劃在2025年左右全面實(shí)現(xiàn)日本海軍在役潛艇的AIP化。

3.2 韓國(guó)--搶得先機(jī)的AIP潛艇發(fā)展態(tài)勢(shì)

3.2.1 KSS-2 -巨資引進(jìn)德國(guó)214 AIP技術(shù)

韓國(guó)在90年代提出的“遠(yuǎn)洋海軍”KSS-2發(fā)展計(jì)劃在其雄厚資金支持下進(jìn)展神速，擬在2012-2020年間由德國(guó) HDW 公司提供部分部件及技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)b備6艘214型AIP艇。采用PEM FC模塊及鈉硫高能電池的首艘 AIP艇“孫元一”號(hào)于2006年在現(xiàn)代重工尉山船廠下水。

3.2.2 KSS-3 -自主研發(fā)AIP潛艇計(jì)劃

韓國(guó)從2007年啟動(dòng)自主開(kāi)發(fā)3000-3500噸級(jí)AIP潛艇的KSS-3計(jì)劃，預(yù)計(jì)在2018-2021年交付9艘AIP潛艇，以替代9艘1993-2001年入役的KSS-1級(jí)艇。使韓國(guó)海軍在水下也能將從日本列島至俄羅斯遠(yuǎn)東的廣闊區(qū)域納入打擊范圍。

3.3 巴基斯坦--先對(duì)手半步的AIP潛艇計(jì)劃實(shí)施

印巴兩國(guó)海軍AIP艇發(fā)展幾乎同出一轍：印“鲉 魚(yú) ”級(jí) 與 巴 “Agosta”-90B 均 使 用 法 國(guó)MESMA/AIP；在新購(gòu)潛艇時(shí)兩國(guó)均對(duì)德國(guó)214AIP艇表示意向。盡管仍處于印度的核威懾下，單從目前常規(guī)潛艇發(fā)展態(tài)勢(shì)看，巴基斯坦海軍在AIP方案的定奪和實(shí)施上要快印度半步。

3.3.1 “Agosta -90B”-- MESMA/AIP 艇

巴基斯坦海軍第一艘MESMA AIP艇于2006年下水，2007年巴海軍向法國(guó)DCN增購(gòu)2套MESMA模塊，擬在2011年對(duì)已服役的前2艘同級(jí)潛艇在首次維護(hù)時(shí)加裝9 m 的AIP艙段。

3.3.2 “槍魚(yú)”級(jí)--“魚(yú)”級(jí)升級(jí)版的計(jì)劃引進(jìn)

研制“鲉魚(yú)”級(jí)艇的法國(guó) DCN和西班牙伊薩爾公司組成的合資公司--法國(guó)阿巴利斯海軍出口公司曾于2006年9月向巴海軍出售3艘法國(guó)版“鲉魚(yú)”級(jí)艇的升級(jí)型--“槍魚(yú)”(Marlin)級(jí) AIP艇。

3.3.3 引進(jìn)德國(guó)214級(jí)艇PEMFC/AIP

由于擔(dān)心向巴出售“槍魚(yú)”級(jí)潛艇會(huì)惹惱已訂購(gòu)了6艘“鲉魚(yú)”級(jí)潛艇的印度，法國(guó)的猶豫不決為其它潛艇提供了機(jī)會(huì)，2008年底，巴基斯坦已正式同意購(gòu)買(mǎi)德國(guó)3艘價(jià)值10億美元的214型潛艇，HDW 公司將會(huì)在位于巴基斯坦南方港口城市卡拉奇的船廠中建造這些潛艇。

3.4 印度-舉棋不定的龐大AIP潛艇計(jì)劃

目前印海軍進(jìn)行的 9艘常規(guī)潛艇項(xiàng)目均為AlP潛艇。根據(jù)印2002年初提出的30年潛艇計(jì)劃。至2020年印度將以購(gòu)買(mǎi)或許可證制造方式裝備包括3艘“基洛”級(jí)、9艘“阿穆?tīng)?1650”和12艘“鮋魚(yú)”級(jí)24艘先進(jìn)常規(guī)潛艇，印度孟買(mǎi)的海軍材料研究實(shí)驗(yàn)室已進(jìn)行了若干改善柴電潛艇動(dòng)力氫燃料電池研發(fā)工作。在自行研發(fā)的同時(shí)，也在尋求它國(guó)合作。由于75號(hào)工程計(jì)劃進(jìn)展不順，印度將啟動(dòng)751計(jì)劃，擬以3000億盧比購(gòu)買(mǎi)AIP艇。

3.4.1 “魚(yú)”級(jí)加裝 MESMA/AIP系統(tǒng)

根據(jù)與法國(guó)Armaris（DCN與泰利斯）合資公司的合同，由 DCN提供技術(shù)和圖紙，印度馬扎岡船塢有限公司 2007年動(dòng)工建造首艘“鲉魚(yú)”級(jí)潛艇，該艇定于2012年交付海軍使用。

3.4.2 親睞德國(guó)214型PEMFC/AIP

“鲉魚(yú)”級(jí)潛艇剛開(kāi)工興建，印度海軍又看上了德國(guó)的214級(jí)潛艇。在未來(lái)幾年內(nèi)，項(xiàng)目編號(hào)為75A計(jì)劃的6艘潛艇都將裝備AIP系統(tǒng)。俄“阿穆?tīng)枴奔?jí)和德國(guó)214均在其考慮之中，適于在遠(yuǎn)海執(zhí)行任務(wù)的214型較之于只能執(zhí)行中近海域作戰(zhàn)任務(wù)的“阿穆?tīng)枴奔?jí)更受印海軍親睞。

3.5 新加坡--集腋成裘的AIP大戰(zhàn)略

新加坡將常規(guī)潛艇作為加強(qiáng)海上力量的重要途徑。2007年新加坡海軍在防務(wù)展上展示了加裝消音瓦及AIP動(dòng)力系統(tǒng)的海蛇級(jí)潛艇模型。由KOKUMS公司為新加坡海軍從瑞典引進(jìn)的二手A12型常規(guī)潛艇加裝“斯特林”發(fā)動(dòng)機(jī)，以適應(yīng)東南亞潮濕悶熱的海域環(huán)境氣候，確保能夠適應(yīng)新加坡周?chē)Ｓ虻淖鲬?zhàn)，意欲打造東南亞地區(qū)第一級(jí)的AIP艇。

4 結(jié)語(yǔ)

全球常規(guī)潛艇 AIP技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出“歐美的市場(chǎng)”和“亞太的戰(zhàn)場(chǎng)”局面。唯有掌握了 AIP的關(guān)鍵技術(shù)，才能在常規(guī)潛艇的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得份額；也唯有裝備了AIP艇的海軍力量，才能在威懾中占得先機(jī)。

[1] The AIP Alternative：Air-independent propulsion: An idea whose time has come? DON WALSH Navy League of the United States.

[2] Competitors vie for stake in diesel-electric market.JANE′S NAVY INTERNATIONAL June 2009: 18-25.

[3] ПОДВОДНЫМ ЛОДКАМ XXI ВЕКА -СОВЕРШЕННЫЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ.ОАО СКБК.Владимир Зинин, Вениамин Аваков.

[4] AIP-What it is and what it isn’t. Naval Forces,2009/III: 32-37.

[5] BACKGROUNDER: Victoria class submarines,northern operations & air independent propulsion.Dalhousie University Center for Foreign Policy Studies, October 2007.

[6] Meeting the current challenge of designing high capability SSKS Simon D Binns, BMT Defence Services, UK Paper on BMT's New SSK Design,Vidar-36 presented at the UDT Pacific 2008 conference in Sydney, Australia.

[7] Submarine Power and Propulsion- Application of Technology to Deliver Customer Benefit. John Buckingham,Timothy Hardy, MIMarEST. Paper on submarine power and propulsion technology developments presented at UDT Europe 2008 in Glasgow.

[8] 袁仲，呂修順. 世界常規(guī)潛艇步入AIP時(shí)代-燃料電池 AIP與日本新一代“高新技術(shù)潛艇”. Naval &Merchant Ships, 2008,(3).