常规动力的潜艇在水下航行，发动机需要的空气从哪儿来？
今天我们来探讨一个关于柴电混合动力潜艇的话题。潜艇在下潜前必须保持密封，因此处于下潜状态的潜艇必须关闭柴油发动机，动力改由电推发动机驱动，如果下潜时不关闭柴油发动机，那么运行中的柴油发动机将会在短时间内把密封环境下潜艇内的氧气耗尽，全部艇员会在不知不觉中迅速窒息死亡，这不是理论推断，而是曾经在我军发生过的一次惨痛教训。16年前我海军一艘舷号为316的常规动力猎潜艇出海训练，然而一天过去后这艘载有70名官兵的潜艇失联，4天后渔民向海军报告：发现一艘疑似我军的潜艇已经漂浮在海面好几天了。
当海军救援人员赶到时被潜艇里的一幕惊呆了——70名官兵全部牺牲！仔细观察发艇内现所有官兵都牺牲在岗位上，就像睡着一样面部没有丝毫曾经经历过痛苦的表情。经事后调查得出结论：官兵们是缺氧窒息死亡。发生这起事故的原因就是该艇在做好下潜准备后没有及时关闭柴油发动机，导致艇内氧气被柴油发动机迅速消耗，官兵们在短时间内（据推测为5分钟）开始出现缺氧症状（嗜睡），氧气耗尽后潜艇都没来得及下潜70名官兵就全部在睡梦中安然离世，所以才出现该潜艇失联并在海面漂浮数日的异常情况。下图为与316艇同级别的033型潜艇，033型研发于上世纪60年代，各项性能指标非常落后，目前已全部退出现役。
常规潜艇的传统动力系统常规动力潜艇的动力系统属于油电混合，与油电混合汽车的驱动原理基本相同。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会使用柴油发动机来驱动潜艇，柴油发动机在驱动潜艇的同时也驱动发电机为蓄电池充电；当潜艇需要下潜到海里潜航时就需要把柴油发动机关闭掉，同时启动电动机来为潜艇提供动力，电动机的电能来源就是柴油发动机工作时为其充电的蓄电池。因此常规动力潜艇有两套动力系统，即柴油发动机系统和电动机系统。由于经常需要浮出海面进行充电，传统的柴电混合动力系统潜艇隐蔽性很低，即使只伸出通气管运行柴油机也很容易被反潜机侦测到，为了解决这个问题，德国人率先发明常规潜艇API系统。下图为在北冰洋破冰而出的两艘美军潜艇，在电能耗尽后潜艇必须上浮让发动机运作充电。
常规潜艇的AIP动力系统AIP是“不依赖空气推进装置”的英文缩写，AIP动力系统就是指潜艇无需从空气中获取氧气的潜艇常规动力装置，有闭式循环柴油机（CCD）AIP、斯特林发动机（SE）AIP、燃料电池（FC）AIP以及小型核动力(AMPS)AIP等四种方案。闭式循环柴油机AIP的工作原理是“洗涤废气”再利用，将柴油发动机排出的废气送进CO2海水吸收器中，让海水充分溶解吸收CO2气体，经这种“洗涤”后的废气进入混合室与氧气、氩气混合后再循环提供给发动机，而溶有大量CO2的海水经海水处理系统处理后排出艇外；
斯特林发动机AIP的原理是用液氧罐为循环介质燃烧提供氧气，废气排放方式与闭式循环柴油机CCDAIP相同；燃料电池AIP的工作原理是靠氢和氧反应直接产生电能而工作，它唯一的副产品为水，这个过程正好与通过电解分解水的过程相反，因此燃料电池必须源源不断地供应氢和氧，为此，AIP装置不仅要有较大容量的液氧罐和一个较大容量的液氢罐，液氢储藏非常危险，燃料电池AIP系统具有一定的风险；小型核动力AIP的原理与大型核动力装置相同，即核能加热水产生高温蒸汽驱动蒸汽轮机转动来为潜艇提供动力。下图为我国采用小型核动力AIP系统的041型潜艇内部，041型潜艇主要用于外贸，外贸型号称为“S-20”先进常规动力潜艇。
AIP动力系统的应用AIP动力系统可以不依赖外部空气来驱动潜艇的工作原理看似美好，但是仍然存在着许多有待解决的问题，目前尚在研发阶段，只有少部分潜艇使用了AIP技术，比如德国212级潜艇采用了燃料电池AIP；我国041型潜艇采用小型核动力AIP（主要用于出口）；日本“苍龙”级AIP潜艇采用斯特林发动机AIP，另外美、俄、法、加拿大等国家在AIP的研发上方向上倾向于小型核动力AIP（我国选择核小堆和燃料电池两个方向）。AIP动力系统的缺点是只能维持潜航潜艇的巡航速度能耗，如果发生战事需要以最高速度航行，最终还是需要上浮以后让柴油机来发电为蓄电池充电，所以目前AIP动力系统只能作为潜艇油电混合动力系统的辅助动力，真正能达到90天不上浮的只能是正儿八经的核动力潜艇。下图为俄罗斯海军装备的“台风”级核动力潜艇，潜航排水量达46000吨，比泰国的航空母舰还大，这类超大型潜艇是无法使用AIP系统驱动的。
不论是传统动力系统还是AIP动力系统的常规潜艇都需要消耗空气，区别在于空气的来源。采用传统动力系统的潜艇潜航时只能开启电动机来启动，如果蓄电池的电能耗尽就必须上浮或者伸出通气管半潜航行，这时候潜艇就失去了隐蔽性优势，只能被动挨打了。而AIP动力系统的常规潜艇虽然不依赖外界空气，但是功率实在太小，不足以长时间为潜艇提供全马力的动能，关键是不论哪一种类型的AIP都存在一定的系统危险性，与传统动力系统相比优势并十分明显，因此潜艇完全核动力化才是王道。下图为排水量为18750吨的美军俄亥俄级战略核潜艇，可装载24枚弹道导弹或154枚巡航导弹。
以液氧罐为循环介质产生氧气，常规动力的潜艇隐蔽性还是非常好的。
一般水下以蓄电池推进电机前进，不需要空气，不过缺点就是以20节左右最高航速可能挺不到1小时就耗光电量，所以需要经常上浮充电，最近出现4种不依赖空气的水下发动机(AIP技术)分别是，德国的交换膜燃料电池技术(电可以分解水为氢和氧，反过来氢和氧变为水也会释放电能)，瑞典的斯特林发动机(热量转化为动力)，法国的闭式循环发动机(液氧给柴油机供氧)，日本的锂电池(普通蓄电池的超级加强版)
常规潜艇有两组动力，一是水上行驶用柴油动力顺便给蓄电池充电，二是水下用电动机行驶，每隔一段时间潜艇要浮水换气顺便充电。
常规潜艇一般用柴油机或柴电混合基，二战时水下潜行都用电瓶，水面采用柴油机同时给电瓶充电，后来发明了斯特林柴油机靠携带的液氧在水下潜行，同时给电瓶充电。总结就是核潜艇自制养常规潜艇水面吸氧，水下关机，斯特林常规潜艇靠自带的液氧。
答：潜艇在下潜前必须保持密封，因此处于下潜状态的潜艇必须关闭柴油发动机，动力改由电推发动机驱动，如果下潜时不关闭柴油发动机，那么运行中的柴油发动机将会在短时间内把密封环境下潜艇内的氧气耗尽，全部艇员会在不知不觉中迅速窒息死亡，这不是理论推断，而是曾经在我军发生过的一次惨痛教训。16年前我海军...
答：常规潜艇有两组动力，一是水上行驶用柴油动力顺便给蓄电池充电，二是水下用电动机行驶，每隔一段时间潜艇要浮水换气顺便充电。
答：常规动力潜艇水下航行一般都是靠蓄电池的电力驱动电动机的，装备AIP系统的常规动力潜艇则可以在水下使用AIP系统，比如斯特林热气机，闭循环柴油机，闭循环蒸汽轮机，燃料电池等。核动力潜艇则使用核动力系统驱动蒸汽轮机。
答：常规潜艇以柴油机——蓄电池为动力源，边航行边启动发电机为电池充电。由于柴油机需要大量的氧气，只有在水面状态、半潜状态和通气管状态下航行时才能充电。常规潜艇无法长留水下的原因是常规动力潜艇以柴油机——蓄电池为动力源，分为大型潜艇（2000吨以上）、中型潜艇（39吨）、小型潜艇（30吨）和袖珍潜...
答：常规潜艇在水下无法排废气，所以在水下不能启动发动机（柴油机），柴油机在水下不能工作，只能在通气管状态下工作，即把通气管伸出水面吸进氧气，然后再通过伸出水面的排气管排出，这时潜艇的艇体部分是淹没在水里的。柴油机在水面或通气管状态工作时可同时给蓄电池充电，充满电后潜艇下潜到水下较深处，...
答：这样，潜艇就要经常浮出水面，利用需要大量空气才能工作的柴油发电机为动力进行水面航行，同时为蓄电池充电，以保证潜艇可以在作战和规避敌方反潜兵力时有足够的水下动力能源。目前常规潜艇的水下动力能源仍旧是蓄电池，虽然各国都在发展其他容量更大一点的电池，如银锌电池、燃料电池和钠硫电池等，但效果都...
答：柴油发动机在工作时会排出大量废气，天气晴朗的前提下3海里外都能目视看到。而且伸出的潜望镜发出的浪花也会被雷达所捕获。通气管是潜艇获取空气的设备它在时期开始大量装备当时柴电常规动力潜艇在水下电池作为动力。但是需要潜艇上浮，柴油机工作进行充电，并补充压缩空气和更新潜艇内的空气。通气管能减轻潜艇...
答：是指潜艇水下航行时利用自身携带的氧(通常为液态氧)，为热机或电化学发电装置提供燃烧条件，完成能量转换，为潜艇提供推进动力和电能，常规潜艇安装AIP系统后，水下续航力成倍增加，噪声指标明显降低，潜艇的作战效能得到显著的提高。AIP技术是目前世界各潜艇强国研究的主要方向之一，因其所具有的优良性能，...
答：传统的潜艇都是采用柴电混合动力，即在水面用柴油机工作，并给潜艇充电；在水下用电力工作。这样的潜艇需要经常地浮上水面充电，潜伏性不佳。现代的潜艇大多采用AIP动力，即不需要空气的动力装置，目前有三个类型：闭式循环柴油机；斯特林发动机；燃料电池动力；现在多用的是闭式循环柴油机，比较先进的是...
答：不依赖空气推进系统（AIP）是指潜艇在水下不依赖外界的空气也能提供推进动力和其他动力的能源系统。常规潜艇的AIP（Air Independent Propulsion）系统主要利用自身携带的氧气（通常为液氧），为热机或电化学发电装置提供燃烧条件，完成能量转换，提供水下航行所需的推进动力。目前，常规潜艇的AIP系统主要分为两...
