科技日?qǐng)?bào)記者了解到，“凰龍”號(hào)常規(guī)動(dòng)力潛艇在維持規(guī)格和航速不變的情況下，使用鋰離子電池替換掉整個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的AIP動(dòng)力系統(tǒng)和鉛酸蓄電池。
“‘凰龍’號(hào)常規(guī)動(dòng)力潛艇是世界上第一艘使用鋰離子電池作為動(dòng)力的潛艇。受國(guó)際條約和法律法規(guī)限制，日本不能發(fā)展核潛艇，因此只能在常規(guī)潛艇技術(shù)上嘗試各種創(chuàng)新和突破。以前的蒼龍級(jí)潛艇采用了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的AIP動(dòng)力系統(tǒng)，‘凰龍’號(hào)潛艇使用鋰電池可以說(shuō)是一次全新的嘗試。”軍事研究員蘭順正就此表示。
常規(guī)潛艇最早采用柴電動(dòng)力，用柴油機(jī)作為動(dòng)力源，水面航行時(shí)使用柴油機(jī)，水下航行時(shí)使用蓄電池和電動(dòng)機(jī)。由于柴油機(jī)工作需要大量的氧氣，因此只有在水面狀態(tài)、半潛狀態(tài)和通氣管狀態(tài)航行時(shí)才能給蓄電池充電。而以前所采用的鉛酸電池體積和重量太大，而儲(chǔ)電比能卻又很低，而且充滿電很費(fèi)時(shí)間。這導(dǎo)致柴電潛艇水下航行的持續(xù)性和隱蔽性較差，很難滿足軍事需求。因此，AIP技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。AIP是“不依賴空氣推進(jìn)裝置”的英文縮寫，當(dāng)前主要有閉式循環(huán)柴油機(jī)AIP、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)AIP、燃料電池AIP以及小型核動(dòng)力AIP等四種方案。這項(xiàng)技術(shù)大大延長(zhǎng)了常規(guī)潛艇的水下活動(dòng)時(shí)間。
AIP系統(tǒng)增加了技術(shù)復(fù)雜性
蘭順正表示，雖然斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和震動(dòng)比較小，但其缺點(diǎn)也很突出，即發(fā)動(dòng)機(jī)功率低，小于其他推進(jìn)系統(tǒng)，這導(dǎo)致其水下航速較低。如果要加大功率，就必須多配發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅對(duì)潛艇布局造成影響，而且占用更多潛艇空間。
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的這種缺點(diǎn)，是導(dǎo)致日本蒼龍級(jí)潛艇浮力不足的一個(gè)原因。而采用體積小、重量輕、能量密度大、容量高的鋰電池，有利于潛艇減輕重量，節(jié)省空間，提升續(xù)航能力和機(jī)動(dòng)性。
“日本‘凰龍’號(hào)采用鋰電池可以說(shuō)是回到了以前的技術(shù)路線，即柴電潛艇，用柴油機(jī)作為動(dòng)力源，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給鋰電池充電。”蘭順正表示。
可以說(shuō)，隨著鋰電池的技術(shù)進(jìn)步，鉛酸電池的缺點(diǎn)造成的柴電潛艇效率不高的問(wèn)題也有望解決。日本“凰龍”號(hào)就做了這么一個(gè)嘗試。
既然是全新的，就意味著可能會(huì)遇到各種問(wèn)題，甚至是風(fēng)險(xiǎn)。
雖然鋰電池在其他武器裝備上也有過(guò)使用，但由于潛艇的工作環(huán)境幾乎是所有軍用裝備中最惡劣的，對(duì)安全性的要求也是最高的。在地面和空中裝備上比較成熟的某些技術(shù)，不一定能用在潛艇上，特別是對(duì)壓力、溫度和通風(fēng)散熱要求更高的鋰電池。
但蘭順正認(rèn)為：“既然日本大膽在潛艇上采用鋰電池技術(shù)，就意味著日本已經(jīng)在鋰電池相關(guān)技術(shù)上取得突破，比如降低發(fā)熱量、提升安全性等。而且此次‘凰龍’號(hào)潛艇服役，只是意味著日本已經(jīng)開始了對(duì)其實(shí)際使用展開測(cè)試，并根據(jù)試驗(yàn)不斷改進(jìn)。只有‘凰龍’號(hào)通過(guò)日后的各種試驗(yàn)，其后的蒼龍級(jí)潛艇才會(huì)大規(guī)模使用鋰電池技術(shù)。”
那么，隨著鋰電池技術(shù)的不斷成熟，是不是就可以完全摒棄AIP系統(tǒng)呢?
對(duì)此，蘭順正認(rèn)為,現(xiàn)在談這個(gè)還為時(shí)過(guò)早，首先AIP系統(tǒng)有好幾種，各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前燃料電池AIP潛艇發(fā)展前景非常好,鋰電池在常規(guī)潛艇上的運(yùn)用只是其中一種成熟方案或者是技術(shù)路線，能否取代AIP系統(tǒng)還不好說(shuō)。其次，“凰龍”號(hào)的服役才剛剛開啟實(shí)用測(cè)試，未來(lái)能否滿足所需，尚未可知。
