宜蘭縣教育支援平台 會員登入 會員註冊 我的i教書

« 上一篇 | 下一篇 »

中國大陸日前宣布將向俄羅斯採購4艘阿穆爾(Amur,黑龍江的俄文名)級柴電潛艦,最大特色是裝有「絕氣推進」(AIPAir-Independent Propulsion)動力系統,將使其水下戰力明顯進步。但絕氣推進到底有何高人之處?

19世紀後半潛艇發明以來,最大的技術瓶頸,就是船上的柴油主機,運轉時必須吸入空氣,一旦潛到水下,引擎就無法使用。因此只能在船上裝置大量電池,在浮航時先充飽電,一旦下潛就靠電池蓄積的能量來航行。

因此早年的潛艇多數時間在水面活動,有必要時才潛入水下。

也因為相同原因,反潛作戰的道理類似獵鯨魚:一旦發現敵人潛蹤跡,就要全力把對方困住,等到潛艇電瓶耗盡必須上浮,就是死路一條。

躲避反潛偵測

二次大戰中,德國潛艇攻擊大西洋中的運輸船隊,為增強在水下航行的時間,德軍引進「呼吸管」,就是在潛艇指揮塔上伸出一根吸排氣管,船身不露出水面,只將呼吸管尖端伸出換氣,如此便可在水下開啟柴油引擎,持續替電瓶充電。

潛艇裝置呼吸管之後,隱匿性頓時大增,大戰結束後各國紛紛仿效。但隨著反潛技術愈來愈進步,即使只露出呼吸管頭,仍可能被對方偵測到。

因此標榜完全不靠外界提供氧氣的「絕氣推進」系統,也就應運而生。

但其實直到1990年代,因技術進步,絕氣推進系統才逐漸落實。1996年瑞典的哥特蘭(Gotland)級潛艦首先服役,成為第一種實用的AIP潛艦。

發展絕氣技術

目前市場上發展成功的AIP技術,包含下列三種:

一、斯特林(Stirling)引擎:這是一種「外燃機」,靠著汽缸內氣體(通常使用惰性氣體)的冷縮熱漲,讓活塞運動產生機械能。

二、封閉循環蒸汽渦輪機:利用酒精與液態氧在高溫高壓下混合燃燒,將水加熱為蒸汽後推動渦輪。運作原理類似核子潛艦的動力系統,除了將「燒開水」的方式,由鈾燃料改為酒精。

三、燃料電池:將氫與氧化合,過程中產生水與電能,等於是將電解水的過程顛倒過來。燃料電池技術在1950年代出現,1960年代末美國的阿波羅計畫中,開始在太空船上使用燃料電池。

相對於斯特林引擎或蒸汽渦輪機,燃料電池不產生「明火」,而且過程中沒有任何機械運動,具備最佳的靜音效果。

一般柴電動力潛艦即使將電池充滿,在水下潛航時即使只以慢速行駛,最多也只能撐三、四天,就必須上浮換氣。但如果裝置AIP推進系統,在低速環境下,甚至可以持續潛航將近一個月之久。

全球防衛雜誌採訪主任施孝瑋指出,以往柴電潛艦嚴重受制於電池的蓄電量,因此在作戰時,必須定期上浮到呼吸管深度換氣,如此一來就容易被偵測到;但使用絕氣推進系統之後,可以在水下多撐許多天,就使得反潛作戰愈來愈困難。

關鍵時能保命

不過各種AIP系統都必須攜帶液態氧為助燃劑,燃料電池還需多帶液態氫,液態氧與液態氫都必須在低溫高壓下儲存,因此會提高操作的危險性。

AIP系統能提供的馬力,往往也只有原本柴油主機的十分之一,因此潛艦平時仍然使用原先的柴油主機替電瓶充電,只有到必要時,才利用AIP作為「保命」系統。

施孝瑋也指出,以往傳言中共曾經在「元」級潛艦上,安裝自製的AIP系統;但從這次向俄羅斯採購具有AIP的潛艦,可以判斷共軍自製AIP系統仍不成熟,因此仍須從國外引進。

未來除了向俄國續購之外,以中共的習慣,也可能自行仿製生產。




 
 
 
用LINE傳送

發表迴響

 暱稱 (必填)

 悄悄話

 標題

 個人網頁

 電子郵件

authimage 
 認證碼 (必填)