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弘竣燃料电池资讯——水下装备

2017-09-04 15:00:25 上海弘竣实业有限公司 阅读

2014年全世界第一种采用燃料电池的AIP潜艇-德国212,谍照正式被曝光。众所周知212是德国优良造舰工艺以及最尖端科技的结晶。

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图为德国212潜艇

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212型潜艇(英语:Type 212 submarine,德语:U-Boot-Klasse 212 A,意大利版称之为Todaro class submarine,托达罗级潜艇)是德国联邦国防军海军/意大利海军隶下的一型常规动力攻击潜艇。


本级艇由德国设计建造,是德国优良造舰工艺以及最尖端科技的结晶,也是全世界第一种采用燃料电池的AIP潜艇,在德国造舰工业精心设计下,212A型的舰体拥有最佳的长宽比,舰体线条比德国先前设计的所有潜艇更加流线。


212A型是全世界第一种采用燃料电池-柴电动力系统的潜艇。212A型首舰U-31号的燃料电池为西门子的第一代实用化PEM燃料电池,由9组PEM燃料电池单元、两个14吨的液态氧储存槽以及氢储存容器组成,每组PEM单元可输出34kW,九组PEM加起来的总功率达306kW,使U-31能以5节以下的低速在水下连续潜航二至三周。

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中国网友也拿出了最新曝光的国产的039B改进型潜艇的照片进行比较,发现039B外形工艺并不比德212差。

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图为中国039潜艇

039B型潜艇是中国研制的最新一款常规动力潜艇,近日,该型号潜艇的最新改进情况再次曝光。可以看出,改进后的093B型潜艇,围壳上部两端做了圆弧处理,围壳与艇身的连接处也做了填角处理,看起来更具流线感。


中国海军也装备了AIP潜艇,这就是039A/B型常规潜艇,根据海外的资料,斯特林发动机的优点就是技术成熟、结构简单、成本低、可靠性较高,被认为是一种成熟的AIP系统,除了中国之外,瑞典、日本也先把斯特林发动机作为潜艇的AIP系统。


不过这个系统也有自己的缺点,首先就是它仍旧有用了机械动作系统,会增加潜艇的噪声辐射,需要采用浮筏减振系统进行降噪,另外系统的功率较小,难以支持潜艇以较大的速度进行潜航。


德国在研制AIP潜艇的时候,先使用的是燃料电池AIP系统,与斯特林发动机相比,燃料电池的优点就是能量转换效率很高,燃料电池通过电化学方式直接将化学能转变为电能,省去了热机发电时所必须经过的复杂的转换过程,减少了能量损耗,可以得到较高的能量转换效率,可以达到70-80%左右。


还有就是噪声低,这是燃料电池AIP系统最大的优点,燃料电池的工作过程是能量的直接转换,不需要机械系统参与,这样就相当于去掉了潜艇的一个噪声源,安静性能又是潜艇最主要的性能,所以燃料电池这一点是非常宝贵的系统维护保养、制造加工很方便,由于系统无机械运动部件,因此就没有磨损造成的故障,同时对于零部件的加工要求低,也便于制造加工,通过集中控制装置可以实现对各个辅助系统的控制,便于实现自动化。

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新加坡国防部在IMDEX 2015亚洲海事展上,与德国蒂森克虏伯船舶系统有限公司签订了购买两艘新型218SG型潜艇的合同。德国U212潜艇采用了燃料电池AIP系统。


从目前来看,燃料电池AIP系统应该是中国在高技术发展过程“寓军于民,以民促军”的一个典型,通过燃料电池车的研制,攻克了燃料电池、模块、控制系统的技术难关,研制新能源车,打破了国外车企在这方面的垄断。


在此基础,将这个技术转移到军用领域,避免了因为技术难度太大,等成装备研制时间较长,拖延进度的情况发展,从而达到了较好的效果,应该说这种方法可以在一些高技术、新概念武器装备发展之中借鉴和发展。

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除此之外,通用也盯上了燃料电池技术,并且不是要造车。相反,该公司准备联合美国海军共同打造一块氢燃料电池驱动的水下无人机。


“通过一系列水下实验,我们发现氢燃料电池是水下无人机的绝配,”美国海军研究办公室部门主管弗兰克说道。“这种驱动方式高效可靠,成本较低,未来将成为美国海军水下无人机的力量倍增器。”

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图为搭载氢燃料电池的水下无人机

国内也在大力发展燃料电池推进技术,它是国内科技的主要发展方向,依靠国内燃料电池产业,国内也开展了燃料电池在各项产品上的运用。相信不但会从潜艇作战能力方面,生活的各方面都会得到提升。


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