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常规潜艇充电的发动机是自然吸气还是涡轮增压?

  目前一般常规潜艇使用的是涡轮增压技术,但早几十年前的老艇都是机械增压和常规自然吸气。但要说当前最先进的常规潜艇,它们既不是自然吸气,也不是涡轮增压。

  二战时期的潜艇就都是自然吸气式,后来很快变成了机械增压柴油机技术。这种技术采用的是机械传动式压气机为发动机提高效率。所以从机械增压模式开始的那一刻,我们已经可以肯定后面会出现涡轮增压机的潜艇了。

  机械增压柴油机虽然有着减轻重量和增加功效的优点,但在功耗上却大大增加了,这使得常规潜艇的经济性和续航性进一步恶化。再加上越来越紧张的现代战场已经不容许潜艇如二战时那样慢吞吞的耸动,对潜艇的武器使用、水下航速、排水速度、隐蔽性等都有了更高的要求。这样,涡轮增压在潜艇上的应用很快就到来了。

  一般我们想到常规潜艇时,总会想到德国。这个被限制的国家无法研究核潜艇,故而在常规潜艇技术上一直都处于领先地位。潜艇用涡轮废气增压柴油机是德国人的得意技术,早在20世纪80年代MTU公司就完成了MTU396SB83/84两款具备涡轮增压功能的潜艇柴油机。这两种柴油机都安装了大容积排气冷却消音器,可以将涡轮使用过的废气进行降噪处理,大大提高潜艇的隐蔽能力。如今潜艇涡轮增压技术已经不是什么秘密,未来是属于AIP技术的。

  上图,法国皮尔斯蒂克PA6-280型柴油机,属于世界上应用非常广泛的船用涡轮增压柴油机,包括许多柴电潜艇都在用。这款我国有生产许可证。

  396系列早已拥有一大堆后代,德国最先进的MTU4000系列潜艇改型U83已经变得犹如科幻了,它也是涡轮增压机。

  现代常规潜艇的进步之路是AIP(Air Independent Propulsion)技术,通过改变动力运行的方式来促使潜艇获得安静、长期的水下航行极限。技术先进的AIP潜艇甚至能达到几十天的水下运行,远超过老式柴电艇“充电12时,运行一昼夜”的性能。

  一般AIP潜艇技术主要分为三种:

  

常规潜艇充电的发动机是自然吸气还是涡轮增压?

  

常规潜艇充电的发动机是自然吸气还是涡轮增压?

  1.闭循环柴油机

  2.斯特林发动机

  3.燃料电池技术

  “闭循环柴油机”技术是AIP技术的先驱,现在其实已经被淘汰。说起来与涡轮增压有点像,都是利用废气的技术。不过它是对废气里的二氧化碳进行冷却回收,作为工质进行循环利用,涡轮增压起来没毛病。

  “斯特林发动机”就是“热气机”,它其实也是“闭循环”,关键是这种东西不排废气,也不用燃烧室外的空气。所以在外太空都可以使用,它不吸气啊。

  “燃料电池技术”顾名思义,一种通过化学效应的发电装置,根本连物理发动机都不需要了,涡轮增压是八竿子也打不着。

  所以你明白了吗?自然吸气——机械增压——涡轮增压——AIP技术这就是常规潜艇的一个进步过程,不同的时代特征。

  王司徒原创,感谢您的阅读,谢谢您的支持。

  谢谢邀请,柴电潜艇发动机从自然吸气到涡轮增压经历了数次形态的变化,目前的常规潜艇以AIP技术为主似乎已经放弃了柴油发动机。

  潜艇的动力的变化使用是以柴机油为核心、电动机驱动, 长时间内变化无非是为提升发动机效率以改变形态,从低效率的自然吸气发动机到能耗较高的机械增压发动机,后期基本是涡轮增压发动机。

  涡轮增压发动机利用高压排气的废气形成循环主动进气,压力进气与自然吸气的进气量和空气氧含量不是一个等级:

  潜艇与汽车不同,汽车是环绕在空气中即使是自然吸气也能够吸入合理的进气量、通过发动机高转速形成高负压吸气。

  潜艇使用的柴油发动机本身不能达到很高的转速,而且需要合理控制NVH以保持隐蔽性以保证安全;在潜航时通过进气管伸出海面需要高效的大梁的进气以保证为蓄电池补充电能,所以高效率的涡轮增压发动机才会一度是军用的首选。

  【AIP·air independence power】不依靠空气推进装置是潜艇的发展的必然方向,目前有四大类型。

  第一种是闭环式柴油发动机,运行中发动机柴生的废气通过海水吸收二氧化碳并为废气降温,之后通过混合少量氧气和氩气作为助燃剂再循环,这一概念可以理解为降低氧的消耗量保证潜航发电,不过舱内得有个硕大的氧罐——危险。

  第二种是燃料电池常规潜艇,所谓燃料电池概念与氢电池增程式汽车相同,通过氢气与化学发电器的反应直接发电并不消耗氧气,等于给柴油机换了一种类型、给潜艇换了一套发电装置。不过燃料电池需要消耗大量重金属使用成本较高,重点是舱内需要一个非常大液态氢罐,本身带来的风险比氧气还高,所以目前我国的潜艇并未普及燃料电池。

  第三种是斯特林热机,这种发动机是外燃式发动机和汽车船舶使用的内燃机不同,通过外部燃烧高温气体加热是内部氦气膨胀冷却循环推动活塞转化为机械功。斯特林热机虽然普及率略高一些不过还是要消耗氧气,潜艇同样需要液氧罐。

  最后一种是国人为之骄傲的核动力潜艇,利用小型核反应堆作为动力元,通过蒸汽轮机“烧水”发电可以理解为续航无限长,很多汽车爱好者期望有这么小型反应堆用在汽车上也是这个道理。

  对于潜艇这类军事领域题材了解并不多,以上只是些从汽车领域引申出的个人理解,这类问题应该请教局座@张召忠。

  上文为原创内容,代表个人观点、仅供参考。

  老式的自然吸气,第四代开始一般都是涡轮增压。另外,备用发动机一般还是自然吸气

  常规潜艇一般都是涡轮增压,因为涡轮增压的动力比较足。

  

常规潜艇充电的发动机是自然吸气还是涡轮增压?

  应该是涡轮增压的

  那要看什么型号的潜艇了,有的是有的不是,现在大部分都是涡轮增压

  常规的的是自然吸气,

  常规潜艇的动力是由内燃机(柴油发动机)+电力推动组成的,在水下航行是由电力推动,上浮到水面是柴油发动机提供动力并给电池组充电,潜艇用柴油发动机由自然吸气和涡轮增压发动机,比如MTU396SB就是顺序涡轮增压的柴油发动机。

  一般是涡轮增压柴油机,潜艇由于机舱空间有限,本身非常重视空间利用,机组的体积功率密度是重要的选型指标,因此涡轮增压柴油机尤其是高压比柴油机一定是首选。

  常规潜艇一般都是涡轮增压,因为涡轮增压的动力比较足。

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