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2艘潜艇换装锂电池 性能更加优秀 日本潜艇拿下一个世界第一

时间:2023-11-12 14:51:01

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2艘潜艇换装锂电池 性能更加优秀 日本潜艇拿下一个世界第一

四面环海的日本一旦海上交通线被封锁,赖以为生的资源以及贸易进出便会遭到切断。有鉴于太平洋战争时期,海上资源运输线遭到美国潜艇的惨痛殴打的经历。战后成立的海上自卫队特别注重反潜与扫雷能力,避免海上交通线被封锁的情况重演。

而配备AIP装置的“苍龙级”潜艇是日本目前最新锐的潜艇,首舰的舷号不仅使用了海自成立后的第一艘潜艇的编号SS501,连艇名也一改“潮”字系的命名惯例,而是改用了祥瑞动物的名字。而“苍龙”还是旧日本海军时期一艘航母的名字。

一、雪茄型身板

日本在二战期间便拥有了比较扎实的潜艇建造技术,战后经历了一段空窗期,后又重启了自制潜艇之路。日本从早期重视潜艇水面航行性能的艇体结构,变成了70年代突出水下航速的水滴型艇体。

不过从90年代开始,“亲潮级”潜艇出现了雪茄型构造,水滴型的双壳式船壳变成了前后段双壳,中间单壳的设计。这样的结构也被“苍龙级”继承了。

之所以如此修改,主要是为了在潜艇中段两侧配置声呐阵列。这组声呐阵列会通过侦测音波抵达时间差的方式,计算出目标所在的方位。为了满足声呐阵列所需要的高精度,必须把它直接安装在耐压壳上,所以“亲潮级”与“苍龙级”的艇身中段才会采用单壳设计。

除此之外,原本水滴型潜艇会将声呐装在圆顶形的艇艏内部,鱼雷发射管必须以斜向两舷的方式配置与靠近艇身中段位置。

采用雪茄型身躯后,则将圆筒状的阵列声呐装载艇艏下半段,上半段则以平行的方式放置鱼雷发射管。不仅空间的利用效率非常好,也能提高发射速度。

“亲潮级”采用的ZQQ-6声呐系统,就是由艇艏下方的主被动阵列声呐、艇艏甲板上的被动侦测声呐、艇身两侧的大型低频被动阵列声纳,以及拖曳式阵列声呐构成。“亲潮级”也被外媒炒作为“听力最强的传统动力潜艇”。

“苍龙级”则使用了前者的改良款——ZQQ-7声呐系统。升级版的声呐进一步强化低频长距离操作能力,并改善浅水海域背景杂音复杂的处理能力。

二、首次装备AIP系统

由于传统动力潜艇在启动柴油机为电瓶充电时,必须浮上水面或伸出呼吸管取得外界空气,对潜艇的隐藏性造成弱点。因此AIP这个不需依赖外部空气的推进系统,便成为增强柴电潜艇水下耐航性的法宝。

日本早年曾数次尝试AIP系统的相关研究,包括封闭循环式蒸汽涡轮机、燃料电池等,但后来都因各种原因没有应用到潜艇上。后来日本看到了瑞典的成功案例,便从瑞典厂商购买了两台斯特林主机进行研究。

2000年,“春潮级”最后一艘下水的潜艇的尾部延长了9米,这个空间便是用来安装4台日本授权生产的斯特林主机,进行海上测试。

瑞典的斯特林主机运作原理是利用液态氧与煤油燃烧产生的热反应,通过热交换器加热气缸内的氦气使其膨胀,再由海水冷却使其收缩,借此循环推动活塞往复运动。虽然斯特林主机功率较小,但是运作时非常安静,相当适合需要隐秘行动的潜艇。

全长84米,排水量4200吨的“苍龙级”仍是目前世界上排水量最大的传统动力潜艇。与美国潜艇兵需要3人轮流睡两铺相比,“苍龙级”一人一铺可以说非常人性化了。不过如果有外来训练人员,则必须要和鱼雷睡在一起了。

三、外形特征

有别于传统的“十”字型尾舵,“苍龙级”采用了“X”型尾舵。“十”字型尾舵分别用纵舵、横舵控制航向和俯仰运动,因此只要有一组受损,运动能力就会受到限制。

而“X”型尾舵则通过电脑辅助操控的方式,由各舵协力完成各轴转向运动,增加了抗损伤性。同时“X”型尾舵改善了潜艇的运动性能,且可以让潜艇在充分掌握海床状态下埋伏。

除了非常好辨认的尾舵之外,“苍龙级”的潜望镜也很有特色。一般潜艇使用的潜望镜一共有两个,一个是功能比较单一的攻击用潜望镜,另一个是携带较多感测器的搜索用潜艇。

而“苍龙级”虽然也是两个潜望镜,但攻击用潜望镜综合了上述两支潜望镜的功能。通过携带白光CCD摄像机、低光度摄像机、红外线热成像仪与稳定器等设备,拍摄到的画面直接通过线缆传到控制台。

而另一个潜望镜虽然也是搜索用的,但可以短时间内伸出水面进行360度拍摄,然后迅速缩回,再由各控制台分析录下的画面,情报共享能力较强。

四、潜艇生活

由于海军生活比较枯燥,所以伙食通常都很丰盛以此来提高士气,其中又以潜艇兵的伙食最好。海上自卫队延续了旧日本海军的传统,会在每个星期五提供咖喱饭,以告诉大家又过了一个星期。

长久以来,每艘潜艇都发展出了具有独自秘方的咖喱风味。每年,横须贺和吴市等海军基地还会举办咖喱饭大赛,让民众票选哪艘潜艇的咖喱风味最好,这反倒成为了一项观光活动。

五、后续发展

虽然斯特林AIP系统是“苍龙级”潜艇的最大特色,但由于它功率有限,而且一旦存储槽携带的液态氧用尽,斯特林主机便无法工作。

日本研制出了蓄电量更大的固态锂离子电池,意图取代含有铅酸蓄电池的斯特林AIP系统。换上锂电池后,只要在出港前充饱电,便能一直使用电力航行。

它不仅放电时产生的氢气量比铅酸电池少、重量轻,蓄电量更是达到两倍以上。水下续航力与速度表现都超越了现在的斯特林主机。

由于预算的削减,“苍龙级”只有最后两艘得以换装了锂电池。下水的“凤龙号”,成为全世界第1艘使用固态锂离子电池的潜艇。

来源:冷兵器研究所

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