《潜艇动力装置》PPT课件.ppt

舰艇动力装置潜艇,潜艇动力发展史,最早期曾经尝试过做为潜艇动力来源的有压缩空气、人力、蒸气、燃油和电力等等。,1897年 美国“霍兰”号潜艇,动力装置：45马力汽油发动机和以蓄电池为主的电动机。航速：水上 7节 水下 5节 续航能力：1000海里 现代潜艇的鼻祖,柴电常规潜艇,柴电潜艇是常规潜艇，柴电动力潜艇是指以柴油发电机和电动机为动力的潜艇，现在的常规潜艇基本是这种传动形式，也叫做电传动方式。而由柴油机直接带动螺旋桨的叫直接传动方式，六十年代以后的常规潜艇较少用。,柴电动力潜艇具体传动过程如下：,在水面时，柴油机带动发电机发电，然后发出的直流电供电动机转动，进而带动螺旋桨旋转。柴油机与螺旋桨没有直接的机械连接。同时柴油发电机又给蓄电池充电。在水下时，柴油机不能使用（因为要有空气才行），电动机的电源则由蓄电池供给。,德国U型潜艇,IIA型 1934-1935排水量 水面254吨/水下303吨/总计381吨长度 40.9米（134尺2寸）全长/27.8米（91尺2寸）压力壳宽度 4.1米（13尺5寸）全长/4米（13尺1寸）压力壳高度 8.6米（28尺3寸）吃水深度 3.8米（12尺6寸）动力 2 MWM RS127S 6缸柴油引擎，700 hp（522 kW）/2 SSW PGVV322/26 双动电力发动机，402 hp（300 kW）最大速度 水面13节、水下6.9节续航力 水面1600海里（2960km）/8节（15km/h）、水下35海里（65km）/4节（7km/h）最大下潜深度 150米（492尺）下潜时间 35秒（潜望镜深度-10米）武器 3 533mm鱼雷发射管（船首），5枚鱼雷潜艇人员 2224人,AIP系统,Air Independance PowerAIP是“不依赖空气推进装置”的英文缩写，如今它已为人们普遍接受，日渐风靡各国海军并大有引领常规潜艇发展之势。现有的常规动力潜艇,在水面航行时,用些油机作动力,同时给蓄电池充电；在水下航行时用蓄电池提供动力。潜艇因此要经常浮 出水面,不利于隐蔽。为了克服这一缺点,现已研制成无需从空气中获取氧气的潜艇常规动力装置,这就是所谓 不依赖空气的动力装置,简称AIP系统。,AIP技术,不依赖空气推进技术(AIP Link)是使常规潜艇潜航时间大幅提高的新技术，目前瑞典研制的斯特林发动机和德国研制的燃料电池这两种AIP动力装置已达到实用阶段。,斯特林发动机AIP（SEAIP）,斯特林发动机（SE）AIP以不依赖空气的斯特林机（Stirling Engine）为发电机原动机。斯特林发动机是一种外部加热的连续燃烧发动机，它通过外部燃烧的高温气体经加热管加热内部循环的工质（船用斯特林机通常用氦气作循环工质），内部循环工质受热膨胀推动活塞作功，使发动机输出轴功率。为了使发动机在无空气条件下连续运行，同样需要连续不断地供应氧气燃烧供应热量，因而SEAIP也装有较大容量的液氧罐。为了排除燃烧后废气，有两种方法可选择。一种是利用废气压力直接排到舷外海水，这需要较高的燃烧压力（30 bar左右），且未燃烧的O2会随废气直接排至舷外，导致未燃O2气和来不及溶解的CO2气冒至海面。另一种方法是象CCDAIP系统一样，装备排气冷却CO2海水吸收器及水管理系统，这样装置会比直接排出废气的办法复杂些，但可使燃烧压力降低，燃烧不随潜深影响，不会产生气泡航迹，隐蔽性较好。,燃料电池FC（FCAIP）,德国已装艇海试的燃料电池为氢氧燃料电池，其基本工作原理是靠氢和氧反应直接产生电能而工作的，它唯一的副产品为水，这个过程正好与通过电解分解水的过程相反。燃料电池必须源源不断地供应氢和氧，为此，AIP装置不仅要有较大容量的液氧罐，而且要有一个较大容量的液氢贮存罐，而液氢要比液氧贮存条件苛刻得多。,德国212型潜艇,212型潜艇属中型潜艇，长53.2米，宽6.9米，吃水5.8米；水上排水量 1320吨，水下排水量 1800吨；水上航速12节，水下航速20节。由于该艇安装了自动化程度很高的指挥和武器控制系统，故人员编制只有23人。212型潜艇的主要武器是艇首安装的6具533毫米鱼雷发射管，可发射新改进的DM2A4重型线导鱼雷。,U212级传统动力系统装备Piller GmbH公司MTU 16 V-396柴油发动机，带动发电机用于给蓄电池组充电。,212级潜艇推进系统由一个传统动力系统和一个“不依赖空气推进”（AIP）系统联合组成。传统动力系统由一个柴油发电机和一个铅酸续电池组成，用于高速航行；“不依赖空气推进”（API）系统，为静默慢速巡航使用；两种系统共同操作时，潜艇达到最高20节航速。212级潜艇的“不依赖空气推进”（AIP）系统使用一个装备氧和氢仓储的燃料电池系统，也被集成于潜艇的操作系统和自动控制系统。氢燃料不以气态或压缩形式，而以金属氢化物的形式储存，这种物质能够大量吸收、保存并分解氢气燃料，每个储存单元有几组金属氢化物组成，它所容纳的氢气燃料要比低温集装箱内的液体氢多许多，在封闭的燃烧室内使用是具有方便、容量大、生态安全性较高和非常利于环保的优点。全部系统由九组PEM（质子交换膜）燃料电池模块所组成，每组提供功率在30-50千瓦之间。单独使用燃料电池可以使潜艇的巡航速度达到8节。燃料电池输出的总功率大约是300千瓦。,核动力潜艇,核潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇。由于这种潜艇的生产与操作成本，加上相关设备的体积与重量，只有军用潜艇采用这种动力来源。核潜艇水下续航能力能达到20万海里，自持力达60-90天。,核动力装置,核动力装置是指利用核燃料(铀一235、钚等)裂变产生的能量为船舶提供动力的装置。基本工作原理是利用原子核裂变反应能量产生的高温来产生蒸汽，推动汽轮机组产生动力，用来推进船舶前进或发电。,核反应堆原理图,核潜艇结构图,鹦鹉螺号潜艇,1954年1月21日，世界第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号诞生，共花费5500万美元。新建成的“鹦鹉螺”号总重2800吨，比旧式潜艇大得多。艇长97.5米，宽8.4米，吃水6.7米，水上排水量3700吨，水下排水量则达4040吨；配备6具533毫米鱼雷发射管，可携带18枚鱼雷；下潜深度为200米，潜航时最高航速达20节；可在最大航速下连续航行50天、全程3万公里而不需要加任何燃料。该艇与当时的普通潜艇相比，航速大约快了一半。整个核动力装置占船身的一半左右,在1954年1月24日开始首次试航，到1957年4月止，“鹦鹉螺”号在没有补充燃料的情况下持续航行了11万余公里，其中大部分时间是在水下航行。1958年8月，“鹦鹉螺”号从冰层下穿越北冰洋冰冠，从太平洋驶进大西洋，完成了常规动力潜艇所无法想象的壮举。,核潜艇的相对于常规潜艇,优点：具有动力输出大动力续航高 速度快载弹量多,缺点：技术难度大稳定性差建造费用高噪音大维护要求高,谢谢欣赏！,