德国潜艇研发的发展方向

潜艇制造业传统上在德国军事工业结构中占有特殊地位。该部门的特点是，具有高度的创新潜力，在动力装置、武器系统、艇体材料和构造领域广泛采用先进技术方案和技术，包括隐身技术等。发达的科技生产基础使德国能够全周期研究、设计和建造符合本国和外国海军的高度战役战术要求的新一代柴电潜艇。目前对德国研制者来说最普遍的典型非核潜艇发展趋势是：提高隐蔽性，通过装备混合动力装置（包括传统的柴电发动机和功率为150300千瓦、不依赖空气的辅助动力装置），增加自主行动时间。现阶段，电化学发电机、斯特林发动机和闭路蒸汽轮机装置得到了最广泛的应用。增加武器系统类型，包括导弹自卫系统；装备反鱼雷防护系统，包括主动系统（反鱼雷鱼雷），以在敌人使用各种反潜武器时提高潜艇的战斗稳定性。潜艇、武器控制过程和作战指挥与通信综合自动化。为潜艇装备用于在水下隐蔽投送战斗蛙人的闸室、装有水下运输器材的甲板容器、武器和装备，为侦察破坏小组的展开和使用提供保障。通过综合使用各种潜水器、无人飞行器和完善其使用方法，提高在近岸水域执行侦察和特种任务的效能。目前德国潜艇最具竞争力的优势之一是装备了采用电化学发电机（使用采用聚合物电解质的氢氧型燃料电池）的不依赖空气的动力装置。西门子公司和霍瓦兹造船厂二十多年前就集中力量在此方向上开展科研工作，在提高潜艇作战能力方面实现了质的飞跃。现阶段，非核潜艇的隐蔽性和自主行动时间得到了大幅度提高，包括，不间断水下潜航时间从34昼夜延长至20昼夜（速度46节），而水下航程达2000海里。潜艇的不依赖空气的动力装置的组成中除了电化学发电机还包括：装有金属氢化物的容器；装有液氧的容器；用于收集在反应过程中生成的水的槽罐；用于供给氢、氧和冷却水以及排出反应产物的管道；控制设备；变压器。氢从铁钛氢化物合金中获得。氢（占氢化物质量的2%）被从加热至7080摄氏度的金属氢化物中分离。为了保持稳定性，容器被布置在潜艇两舷侧和艉舵区域的壳体之间。氧以零下180摄氏度的低温状态储存在两个用真空绝热的双壳容器（总容量15吨）中。212A型潜艇的这两个容器布置在固壳外面的艇艉上层建筑上，212B、214和改进型209型潜艇则布置在固壳内部。在潜艇各舱的氧含量下降的情况下，氧储备还能用于维持艇员的生命活动。辅助设备的主要任务是供应和排出用于冷却燃料电池的水。在双回路冷却系统中加热过的水被用于制氢，将氧加热至工作温度和蒸发。燃料电池工作生产的蒸馏水储存在槽罐中，用于满足艇员所需。控制设备能够保证电化学发电机长时间自动运转，在十分之一秒内对负荷的变化做出反应，在出现紧急状况或故障时及时关闭。为了确保安全工作，模块被布置在被以大于其他反应物的压力填充了氮的容器中。无论何种组成部分的密闭性受到破坏，气体都会向内渗透，输出电压下降，保护系统起动。因为发电机的输出电压与从蓄电池获得的电压不同，在其组成中加入2个独立变压器。与其他的不依赖空气的动力装置相比，这种发电机的特点是在广泛的负荷范围内有效系数最高（6070%），氧的消耗较少（约0.4公斤/千瓦小时），没有有害混合物（二氧化碳）进入舱内，噪声辐射和热量释放最小（在80摄氏度左右发生反应）。电化学发电机的运转不依赖于潜艇潜深。它成本低廉、维护简单、使用安全（因为没有腐蚀性电解质）。现阶段正在生产具有2个或9个组件（输出功率各为120千牛或34千牛）的发电机。德国不依赖空气的动力装置的下一步发展方向是完善在潜艇上采用重整过程用碳氢化合物制备氢的技术。例如，霍瓦德造船厂研制了具有甲醇蒸汽重整装置的艇载氢生成装置。备选燃料为索拉油、乙醇和甲醇。因为以下原因选择了甲醇：重整效率高（达90%）；重整温度较低约250摄氏度（而索拉油超过850摄氏度，乙醇超过700摄氏度）；使用广泛，获取容易；更加洁净（无硫）。«上一页12…3下一页»

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