19, 6月 2022
国产斯特林发动机研发成功专用于AIP潜艇功率顶日本苍龙级4倍

据《中国船舶报》12月21日报道,中国又一款斯特林发动机研发成功,发动机样机在中国船舶集团第711研究所完成所有试验。

该款斯特林发动机是目前已知的最大功率斯特林发动机,代表了世界最高水平。试验样机能制造出来,说明无论是在材料上,还是制造技术上,我国在制造大缸径斯特林发动机领域已经独步全球。

斯特林发动机理论上属于外燃机。相对于大家更为熟知内燃机,外燃机的发明更为久远,但由于效率原因很快被抛弃。至于其原理顾名思义,也就是说该发动机燃烧做功的过程全部都在气缸外完成。

基于这一特点,外燃机对外部环境的要求更低。除了能烧油料和气体外,凡是能燃烧发出热量的,都能够驱动外燃机。但同时也就意味着外燃机的尺寸无法缩小。所以,虽然在各大电厂里都不缺少外燃机的身影,但在交通工具上却很少出现。

斯特林发动机应用的前景十分广泛,但目前最主要的使用场景还是在潜艇上,尤其是在AIP潜艇上。在AIP潜艇中,主要有三种动力:柴油机、电动机和斯特林发动机。三种动力装置的作用各不相同。

在AIP潜艇中,为了实现隐蔽航行,潜航时要使用噪音更小的电动机驱动螺旋桨。但电池的充电就成了一个大问题。所以柴油机用于水面状态下发电;电动机用于推进螺旋桨;斯特林发动机则用于水下潜航时的发电。

噪音最大的两种发动机都要用来给蓄电池蓄电。但由于原本的斯特林发动机功率过小,所以在水下航行时所发的电量,往往支撑不了太久。潜艇也就需要不时地浮出水面,用柴油机发电。

我国的这款斯特林发动机,在功率上已经达到了320千瓦。而日本海自的苍龙级AIP潜艇上所装备的斯特林发动机的功率,只有不到80千瓦。如果该发动机装备到我国的AIP潜艇上,功率将达到日本的4倍。

也就是说,斯特林发动机的功率越大,潜艇的上浮时间就越短,潜艇也就越安全。如果斯特林发动机的功率达到一定程度,那么AIP潜艇完全就可以实现水下充电,甚至是直接用斯特林发动机驱动潜艇。

三种动力合为一种,AIP潜艇的续航将不输核动力潜艇。做到真正的大洋黑洞。虽然功率达到300千瓦级别就已经做到世界第一了,但即使如此,该斯特林发动机只是过渡技术。最终,我国在该领域的目标是实现发动机达到兆瓦级别。

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