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日本最新型攻击潜艇所含技术有些甚至就揣在您的兜里?

字号+作者: 来源:大学生创业网 2019-11-07 16:03:09 我要评论() 收藏成功收藏本文

2018年10月4日,神户造船厂一瓶清酒被砸碎,这不仅预示着一艘新潜艇的发射,而且预示着潜艇战争新时代的到来。出人意料的是,新潜艇使用的一些技术存在于普通人的口

2018年10月4日,神户造船厂一瓶清酒被砸碎,这不仅预示着一艘新潜艇的发射,而且预示着潜艇战争新时代的到来。出人意料的是,新潜艇使用的一些技术存在于普通人的口袋里。

丰龙是日本建造的第11艘苍龙级AIP动力潜艇。这艘大型潜艇长84米,可容纳65名船员,满负荷4519吨。在许多方面,苍龙潜艇具有一种典型的常规潜艇的特点:它配备六管533毫米鱼雷发射器,可发射多达3089枚鱼雷或鱼叉反舰导弹,最高水下速度为20海里。射程约为6100海里,最大潜水深度为600米或以上。这一数据远高于常规潜艇的平均潜水器深度,甚至超过了某些反潜鱼雷的极限深度!

苍龙级潜艇还配备了大量高科技技术,比如一种具有更强机动性的计算机控制x形舵、两个先进诱饵发射器,以及大量安装在船上的隔音砖和消声涂层,这些技术耗资约5.36亿美元,仅为美国弗吉尼亚级核动力攻击潜艇的1/6。但凤龙不同于其前身,因为它是第一艘使用锂离子电池的大型潜艇,而锂离子电池与智能手机和笔记本电脑使用的锂离子电池相同。

现代常规潜艇使用电力旋转螺旋桨并为其作战系统供电。电力由柴油发动机和发电机产生,储存在数百个铅酸电池中。然而,柴油发动机消耗潜艇的空气供应,迫使潜艇定期浮出水面或在海上浮潜,以便在不规则时段为其电池充电,在此期间,潜艇很容易被发现和摧毁。

此外,潜艇发电机也很吵。因此,潜伏在敌人附近的潜艇可能会关掉柴油发动机,完全依靠电池来供电。

问题是,当潜艇以最大速度航行(通常约20海里)时,电池储备很快耗尽,最多只能维持一两个小时。然而,以5到10节的可持续巡航速度,这种耐力可能会延长几天。解决这一问题的一种方法是使用核能,核能可以为潜艇提供几乎无限的水下耐久性,比使用柴油发动机更快、更安静。然而,它不像柴油那样安静,柴油完全依赖电池,核潜艇无法关闭运行中的反应堆。更重要的是,核动力潜艇的价格是常规潜艇的四到六倍,即使对拥有核反应堆技术的国家来说,它们在进行短程巡逻时也会表现出过度的致命性。

在过去二十年里,常规潜艇的发展集中于通过更安静和更持久的空中独立推进方案来补充柴油发电的缺点。前七艘仓龙级潜艇,包括独立于空中系统的斯特林(Stirling)潜艇,是瑞典人开创的第一项技术,现在可以在邻国的039a潜艇上找到!AIP潜艇的运行比核潜艇安静,在它需要浮出水面之前可以潜伏几个星期,当然,只有在以4到6节的低速航行时,才能使其浮出水面。另一方面,它的缺点是它包含了大量的和用于操作它们的挥发性液体相关的风险。

在“凤龙”和它的继任者身上预示着将采用新一种不同的方法增加电池寿命。1991年,日本公司将锂离子电池引入了一般的商业用途。从那时起,它们在便携式计算机(包括笔记本电脑和手机)中的应用迅猛增长。与传统铅酸电池相比,锂离子电池的体积和重量具有更高的能量密度,可以更快地充电,并以80%至90%的效率释放能量,而铅电池的能量密度约为60-70%。

现在,人们可能还记得,2013年一架降落的787客机在由于锂离子电池过热而在波士顿洛根机场着火的事故,或者以使Galaxy S7平板电脑自燃而臭名昭著。显然,对于装有数百个锂离子电池的潜艇来说,这种电池的潜在起火威胁也将是使用者噩梦般的担忧!的确,2008年,美国海豹突击队运载工具微型潜水艇中携带的锂离子电池也曾在珍珠港内发生着火事故。这解释了为什么LIB技术没有在大型潜艇上早日实现的原因。

因此,日本通过设计带有加强隔板,稳定化学物质和自动灭火器的改进型电池单元矩阵来避免潜在的着火事故,日本为此也投入了大量金钱和多年的努力来为其锂离子电池建立更高的安全性和可靠性,据报道,日本严格测试了配置,以解决各种高应力情况,例如暴露于海水中。凤龙号的下水表明日本已经潜艇用的对锂离子电池进行过改进,并且对其具备的可操作和安全的能力感到满意。

据报道,“凤龙”潜艇所用的 672 LIB电池模块提供的电池寿命是先前版本中480铅酸电池的两倍,这意味着它可能能够在浮出水面之前进行更长时间的巡航任务。此外,它还可以更快地给电池充电,这意味着潜水艇在给电池充电时会具有短暂的“不规律时期”,根据一种计算,新电池的充电时间会从原来的2.7小时减少到1.4小时。但是锂电池的成本也更高,为9700万美元,而铅酸电池仅为1300万美元。

当然,LIB潜艇的水下耐力也不一定与AIP动力潜艇能够承受的数周时间相等。但是,更长的电池寿命将使潜艇艇长拥有更大的任务部署灵活性。总体而言,对于短程巡逻的潜艇而言,LIB可能比AIP更有用。

还要指出的是,将锂离子电池与AIP系统(例如燃料电池)结合使用也是可以的,这也会兼顾两种不同技术的优势。但是其主要缺点是为容纳AIP发动机而付出了额外的成本和空间。

川崎重工将建造第十二艘也是最后一艘带有锂离子电池的苍龙级潜艇,然后日本将开始研发下一代LIB潜艇。一些报告表明,早期的Stirling AIP动力驱动的苍龙级潜艇也可以进行LIB技术的升级。

同时,有传闻说澳大利亚对苍龙级重新产生了兴趣。2016年,堪培拉方面曾淘汰日本的潜艇,转而支持法国短鳍梭鱼级潜艇,因为其计划为其柯林斯级攻击潜艇建造12艘替代品。但是,由于法国合作的程度存在分歧(澳大利亚希望获得更多合作),巴黎和堪培拉政府的变动也使该合同出现了不确定性。对于澳大利亚来说,他们的潜艇需要比日本潜艇在离家水域更远的地方巡逻,所以,为澳大利亚设计的潜艇将需要加长艇体以容纳额外的燃料并扩大艇员的住宿空间。

无论如何,日本已经开始部署了可靠的潜艇锂离子电池技术,标志着过去二十年来可负担得起的常规潜艇能力的第二次重大飞跃。并且日本的两个邻国也在开发LIB潜艇。

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