第 32 卷 第 9 期 四 川 兵 工 学 报 2011 年 9
月
收稿日期：2011 － 07 － 31
作者简介：柳洪刚（ 1983—） ，男，硕士研究生，主要从事作战指挥理论与方法研究。
【武器装备】
AIP 技术发展及其对常规潜艇作战使用的影响
柳洪刚，朱德宝
（ 海军潜艇学院，山东 青岛 266071）
摘要：论述了目前世界上几种主要的 AIP 技术及 AIP 潜艇的基本发展概况，分析了常规潜艇加装 AIP 技术对潜艇兵 力作战使用带来的影响。
关键词：常规潜艇； AIP 技术； 作战使用
中图分类号：U664． 124 文献标识码：A 文章编号：1006 － 0707（2011）09 － 0027 － 02
Development of AIP Technology and Its Effect for Submarine Operation
LIU Hong-gang，ZHU De-bao
（ Navy Submarine Academy，Qingdao 266071，China）
Abstract： This article discoursed upon several main AIP techniques and development of AIP submarine in the world，and analyzed briefly the effect adopted AIP techniques for submarine operation．
Key words： submarine； AIP technique； use for operation
从 20 世纪 80 年代起，世界上一些发达国家陆续开展了 对潜艇加装 AIP 技术即“不依赖空气推进装置（ air-independ- ent propulsion） ”技术的研究，并相继取得了一些突破性成果。
如瑞典的“哥特兰”级、德国的“212”级等 AIP 潜艇相继研制 成功，并投入实艇装备，显著提高了常规潜艇的水下续航力 和综合作战效能。随着 AIP 技术的不断发展和成熟，世界各 国海军也争先将 AIP 潜艇作为新一代常规潜艇发展的目标。
可以说 AIP 技术的发展对常规潜艇带来了一次重大变革，特 别是对常规潜艇兵力作战使用带来了深远的影响［1 － 5］。本 文主要论述了当前世界上主要的 AIP 技术及 AIP 潜艇的基 本发展概况，并对潜艇加装 AIP 技术给常规潜艇作战使用带 来的影响进行了探讨分析。
1 目前主要的 AIP 技术及 AIP 潜艇
为了增加常规动力潜艇一次水下续航时间及距离，降低 通气管暴露率，提高常规潜艇作战能力，世界各主要海军强 国大力研究发展 AIP 技术。总体来看，各国开发的 AIP 技术 多种多样，在工作原理、组成、性能等方面可谓各有千秋，其 中较为成熟的主要有 4 种技术，即斯特林发动机 （ SE /AIP） 、 闭式循环柴油机（ CCD /AIP） 、闭式循环汽轮机 （ CCST /AIP）
和燃料电池（ FC /AIP） 。 1． 1 斯特林发动机（ SE / AIP）
斯特林发动机（ 又称热气机） 将“柴油 + 氧”作为能源，
柴油和氧气以适当的比例喷入热气机燃烧室，点火后连续燃 烧，释放出大量的高温热量，工质气体在加热器内吸收高温 热量，经过斯特林循环推动热气机活塞做功，燃烧废气经二 氧化碳吸收装置处理后隐蔽排至艇外。SE / AIP 系统具有技 术成熟、效率高、振动噪声低、水下可自由排气、总成本相对 较低的优点，但存在单机功率较低、设计制造和使用要求较 高的缺点。
瑞典在斯特林发动机（ SE /AIP） 技术研究领域处于世界 领先水平。1988 年，瑞典开始该技术的实艇 研 究，将 1 艘 A14 型“水怪”号潜艇切成 2 部分，插入装备有 2 台斯特林发 动机的 AIP 舱段，开展大量的试验，取得圆满成功。1990 年，
开始研制 A19 型“哥特兰”级潜艇。1995 年，首艇“哥特兰”
号下水，1996 年服役。该艇装备 2 台 V4 － 275R 型斯特林发 动机，功率 120 kW。“哥特兰”级潜艇共建造 3 艘，2 号艇和 3 号艇于 1997 年下水。目前瑞典正在研制的新型 A26 潜艇，
也计划采用最新的 SE / AIP 系统研制成果。日本从瑞典引进 热气机技术发展了 AIP 潜艇。2003 年装备了 4 台热气机的
“春潮”级训练潜艇“朝潮”号取得试航成功。在经过几年的 系统评估后，日本于 2005 年正式与瑞典签署引进热气机合 同，用于装备于“亲潮”级改进型“苍龙”级潜艇，计划每年建 造 1 艘，首艇已于 2007 年 12 月 5 日下水。我国对该技术也 进行了相应的研究。
1． 2 闭式循环汽轮机 AIP 技术（MESMA / AIP）
MESMA / AIP 系统以乙醇和液氧为燃料，乙醇和氧在一
回路中的燃烧室内混合燃烧，产生的高温高压气体输入到热 交换器，并将二回路中的淡水加热成蒸汽驱动汽轮机发电。
MESMA / AIP 系统在 6 MPa 的压力下燃烧，燃烧产物为 CO2
和 H2O。该系统十分适合潜艇的大潜深排气要求，但存在辅 助机械多、系统庞大、热效率低、经济性差的缺点。法国从 1988 年开展了 MESMA / AIP 系统的研究，1991 年验证试验取 得成功。巴基斯坦向法国订购了 3 艘“阿哥斯塔 90B”型潜 艇，并在 3 号艇上加装了该系统，于 2006 年下水。2007 年 初，巴基斯坦又向法国增购了 2 套 MESMA /AIP 模块，对在役 的 2 艘“阿哥斯塔 90B”潜艇进行加装。此外，法国和西班牙 联合开发的“鱿鱼”级潜艇，可以加装 MESMA /AIP 系统，印 度有意采购 6 艘该型潜艇。
1． 3 燃料电池 AIP 装置（FC / AIP）
FC / AIP 系统是一种将燃料和氧化物的化学能直接转换 成电能的电化学装置，燃料氢和氧化剂在燃料电池中重新结 合生成水，同时产生直流电。氢一般以金属氢化物的形式贮 存在罐内或通过乙醇重整制氢。金属氢化物是一种氢和金 属合金的固定混合物，通过控制温度和压力来控制氢气的吸 收或放出。氧一般以液态形式贮存在液氧罐内。FC / AIP 系 统具有效率高、散热少、振动噪声小、排放清洁、适合大潜深 的特点，但存在氢燃料危险性大、对燃料纯度要求高、系统寿 命短、造价高的特点，同时金属氢化物储氢器笨重且价格昂 贵，氢的补给难以在一般港口或码头进行补充，保障要求高，
后期使用成本较高。开展 FC / AIP 技术研究的国家主要有德 国和俄罗斯。德国海军向 HDW 公司订购了 4 艘 212A 燃料 电池潜艇，装备 2 套 120 kW 的质子交换膜燃料电池 AIP 模 块。希腊 向 德 国 订 购 了 4 艘 214 型 FC / AIP 潜 艇，首 艇 于 2004 年下水，其余 3 艘计划 2011 年底前交付。韩国订购了 3 艘 214 型，首艇“孙元一”号已于 2007 年服役。意大利订购 的 2 艘 214 型潜艇已于 2006 年服役，还计划订购 2 艘。俄罗 斯在“基洛”级潜艇的基础上研制了 677 型“拉达”级潜艇
（ 出口型为“阿穆尔”） ，可以加装燃料电池，性能参数接近或 甚至超过德国的 212 和 214 型潜艇，但由于燃料 AIP 系统造 价高昂，目前在造的“拉达”级潜艇还没有装备该系统。
1． 4 闭式循环柴油机 AIP 装置（CCD / AIP）
CCD / AIP 系统采用传统的柴油机，由潜艇携带的氧与氩 气按一定比例混合后输入柴油机与柴油发生燃烧反应，废气 经处理系统冷却后将水蒸汽和二氧化碳分离后排出艇外，部 分剩余的废气补充氧气和少量氩气后再进入柴油机燃烧，实 现闭式循环工作。该系统具有柴油机技术成熟、单机功率 大、性能可靠、寿命长，可随时进行开式或闭式循环工作，使 用灵活的特点，但缺点是柴油机噪声大、废气处理系统复杂 而庞大、系统效率低、氧耗量大，还需消耗部分氩气。德国的 蒂森公司（ TNSW） 、英国的 CDSS 公司和荷兰鹿特丹船厂曾 合作开发了 CCD / AIP 系统，1986 年进行了性能试验。1993 年，德国在退役潜艇 205 级 EX—U1 上完成了海试，但尚未 在实艇上应用。
2 AIP 技术的应用对常规潜艇作战使用的 影响
2． 1 对常规潜艇隐蔽性的影响
众所周知，常规潜艇具有技术成熟、造价低廉、体积小、
噪音水平低等优势，但其在水下连续航行时间较短，需定期 上浮到水面进行充电，大大增大了其暴露概率，极其不利于 常规潜艇的隐蔽性。而加装了 AIP 技术的常规潜艇可大幅 增强其水下连续航行能力。如瑞典的“哥特兰”级 AIP 潜艇 可连续水下航行 2 周左右而不用浮起充电，明显减少了常规 潜艇在海面上或通气管状态下被对方探测的概率，大大降低 了暴露率，使 AIP 潜艇的隐蔽性与普通常规潜艇相比有了质 的提高。
2． 2 对常规潜艇突击威力的影响
随着反潜技术的不断发展和提高，现役普通常规潜艇将 很难胜任各种水下突击任务，目前世界上多数现役常规动力 潜艇在水下使用电动机以最大航速行驶时，只能航行 15 ～ 30 n mile； 即使采用电动机以低速航行，在水下也只有 400 ～ 500 n mile 左右。而加装 AIP 系统的常规潜艇水下航行距离与 时间则大为增加，目前世界上多数 AIP 潜艇水下经航续航能 力都可达到 1 000 n mile 以上，如德国的 212 型 AIP 潜艇续 航力可达 1683 n mile，新型 214 型潜艇则更长，在水下潜航 时间至少可以达 15 ～ 20 d 以上，这就使指挥员在潜艇兵力运 用上更加灵活，可以更好发挥潜艇的突击威力。比如对目前 一般设置为 50 至 300 n mile 的反潜封锁区而言，AIP 潜艇大 的水下连续航行能力可以往返突破敌大纵深反潜封锁区，而 不用浮起充电，极大增强了潜艇水下突破能力，同时 AIP 潜 艇也可对敌实施全程隐蔽的远程布雷封锁任务，这是普通常 规潜艇难以做到的。
2． 3 对常规潜艇兵力配置的影响
在作战使用中，由于普通潜艇存在水下续航力有限、突 破纵深浅、定期浮起充电易暴露等问题，战斗力参差不齐，这 为在联合战役或合同战斗中潜艇兵力配置、优化组合、提高 综合作战能力带来了许多制约条件。但是，随着 AIP 技术在 常规潜艇上的使用，极大增强了潜艇水下连续潜航能力，提 高了常规潜艇综合作战效能，使指挥员在潜艇排兵布阵上将 会更加灵活，可以更好地发挥潜艇突击威力大的优势。如 AIP 潜艇可以长期在水下隐蔽搜索攻击机动，在担负巡逻搜 索时，可采用 AIP 系统提供动力，而在战斗时可改用蓄电池 提供动力，这对短期必须浮起充电的普通常规潜艇而言，将 具有明显对抗优势，更有利于实现潜艇反潜的战术要求，使 其在执行水下作战任务时优势明显，更具有“先敌发现、先敌 打击、先敌规避”的优势，使指挥员在常规潜艇兵力配置使用 上有了更多的选择。
3 结束语
纵观常规潜艇的发展可以看到，提高潜艇水下续航力，
降低暴露概率是常规潜艇适应现代海战的关键所在，而发展 AIP 潜艇则是必然趋势。AIP 技术的成功应用大大提高了常 规潜艇的综合作战性能，加上常规潜艇本身排水量小，与核 潜艇相比具有造价低、技术成熟、更适合浅水作战等优势，可 以预料，在未来战争中常规潜艇将会以崭新的面貌在近海作 战中发挥巨大作用。
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3． 3 隐蔽性好，射程远
在反恐、打击海盗等行动中，面对复杂多变的使用环境，
非致命动能武器在发射时，要尽可能地减小声、光、烟的产 生，避免被打击目标发现，要具有较好的隐蔽性。同时要能 满足远距离打击目标的需要，使非致命动能武器具有较高的 有效射程，从而避免与打击对象进行面对面的作战，有效保 护作战人员的自身安全。
4 结束语
随着社会政治文明的发展，非致命武器在各国非战争军 事行动中的作用将日趋重要。各种新技术、新原理、新材料 在非致命动能武器研究中的应用，也将推动非致命动能武器 的快速发展。从当前各国非致命动能武器的研制来看，结合 非致命动能武器的发展趋势，非致命电磁枪将是一个具有非 常广阔应用前景的动能武器。但是，在非致命动能武器的研 究中，还有需要亟待解决的问题。例如由于打击对象个体的 差异，相同的弹丸动能会产生不同的效果，如何评价非致命 动能武器的杀伤机理、进行后效评估是未来需要进一步深入 研究的课题。
参考文献：
［1］ 要雪峰，黄亮，张晓明． 浅谈非致命武器发展现状与趋 势走向［C］/ /轻武器学术年会论文集． 北京： 轻兵器制 作部，2009： 527 － 531．
［2］ 周义勇，霍少伟． 恐怖活动局部战争化对轻武器装备的 要求［C］/ /反恐怖作战对轻武器的需求论文集． ［S．
l］： ［s． n． ］，2003： 353 － 356．
［3］ 张玉玉，周宏亮，张烨龙． 反恐轻武器发展［C］/ /轻武 器学 术 年 会 论 文 集． 北 京： 轻 兵 器 制 作 部，2009： 536
－ 538．
［4］ 冯柯，谷静，王小龙，等． 反恐维稳行动工程装备保障训 练［J］． 四川兵工学报，2010，31（ 6） ： 106 － 108．
［5］ 王守信，张军生，关振华，等． 反恐轻武器发展［C］/ /轻 武器学术年会论文集． 北京： 轻兵器制作部，2009： 520
－ 526．
［6］ 李 贤 华． 全 球 非 致 命 枪 械 一 瞥［J］． 人 民 公 安，2010
（ 1） ： 54 － 55．
［7］ 觅 海 （ 译） ． 美 国 海 军 陆 战 队 向 金 属 风 暴 公 司 订 购 MPM-NLWS 非致命武器［J］． 轻兵器，2010（ 6） ： 21．
［8］ 德国多用途低致命弹药发射器，兵器知识［J］． 2011
（ 1） ： 15．
［9］ 卞荣宣，孙守涛．“一专多能”的 FN303 武器系统［J］．
轻兵器，2004（ 11） ： 26 － 28．
［10］ 孙宏英，王正和． 警察与特种部队用轻武器荟萃［J］．
轻摒弃，2003（ 4） ： 4 － 7．
［11］ 支彬安． 磁阻电磁发射机理研究［D］． 石家庄： 军械工 程学院，2011．
［12］ 田华，张存信． 我国兵器新材料技术的发展方向与重点
［J］． 四川兵工学报，2010，31（ 7） ： 147 － 150．
［13］ 李 成，张 恒 军． 非 致 命 武 器 设 计 的 人 机 工 程 学 要 求
［J］． 兵工自动化，2010，29（ 6） ： 25 － 26．
（ 责任编辑 周江川
檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶
）
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参考文献：
［1］ 王晓武． 国外常规潜艇 AIP 技术现状及发展趋势分析
［J］． 舰船科学技术，2009，31（ 1） ： 172 － 175．
［2］ 杜毅，孟范栋，李建辉． 信息化条件下潜艇作战的关键 技术与作战原则［J］． 四川兵工学报，2009，30（ 2） ： 118
－ 119．
［3］ 王屈平，叶烽，刘爱玉． 当代海军 AIP 技术发展动态
［J］． 船电技术，2010，30（ 7） ： 16 － 22．
［4］ 吕修顺． 最先进非核动力潜艇 西班牙 S － 80A 型 AIP 潜艇［J］． 舰载武器，2009（ 9） ： 34 － 36．
［5］ 华阳． 常规潜艇 AIP 技术［J］． 现代舰船，2009（ 11） ： 20
－ 22．
（ 责任编辑 刘 舸）
