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传统的柴电潜艇航行在水面的时候,开启柴油机,柴油机带动发电机发电,而发电机在这整个过程中既产生了驱动螺旋桨旋转所需的电,也。蓄电池充了电,而当潜艇到了水下,此时柴油机就被关闭,潜艇就得依靠充好电的电池来驱动螺旋桨。等潜艇电池里面的电被耗尽,潜艇就得浮到水面充电,然后再下潜,再上浮,如此循环往复,这就是柴电潜艇。而这种潜艇其实在水下的时间非常短,长则三五天,短则就十来小时。所以这种潜艇已不适合现代化战争,这也是慢慢被各国海军淘汰的根本原因。正是意识到常规潜艇的诸多缺点,人们就想,能不能发明一种不需要内燃机依然能驱动螺旋桨的动力装置呢?所以又一个新名词诞生了,不依赖空气推进器。
于是英国人首先行动,第一个研制出了相关装置。但是作为现代文明起源地的日不落帝国却不是真正实现这种装置实用化的第一人,这一点瑞典人真正做到了,这就诞生了大名鼎鼎的斯特林发动机,其实斯特林发动机原本也是无名小辈,直到年的某一天,北约多国海军军。正在大洋里举行一次演习,就在这次演习里,瑞典一艘名叫哥特兰号的常规潜艇竟然戏耍了美国的一艘核攻击潜艇,随后一举突破层层防御,堂而皇之的来到里根号航母附近。从此以后,瑞典潜艇搭载的斯特林八动机就名声大噪。也就从那时候开始,各国围绕斯特林发动机的研究就此开始。斯特林发动机它的工作原理其实就是通过热胀冷缩的原理来实现的,它就是一种把热能转化为机械能的装置。
斯特零发动机有两个内置一个活塞的气缸,这两个气缸一冷一热,鼻子间用曲轴连杆相连,六的气缸中的气体受热膨胀,会推动这个活塞做功,此时连感就会发生连带效应,带动另外一个气缸中的活塞做相反方向运动,这时候热的气缸中的气体就进入另外一个冷的气缸中。因为热胀冷缩的原因,冷气缸中的火塞又得往回运动,而热气缸中的活塞也做相反方向运动,如此循环往复,就将热能转化为机械能。这就是斯特林发动机。我们总结起来,斯特林发动机有三个主要优点,第一,不依赖空气。斯特林发动机不需要像内燃机那样需要依赖空气才能工作,它只需要把一个气缸持续进行加热,就可以持续产生动力。第二,比较安静。这也很好理解,你不是内燃机就不会产生强烈的震动,你是靠气体的热胀冷缩来产生动力的,自然就会比较安静了。第三,长续航能力。
瑞典的哥特兰潜艇,他一口气可以在水下以六节的速度航行长达两个星期之久,这比常规的柴电潜艇高上不少。我们看斯特林发动机性能确实非常不错,那为何日本人如今却弃用斯特林发动机呢?这就牵扯出斯特林发动机的两个主要缺点。第一个缺点,单机功率小。斯特林发动机尽管不依赖空气,但是单台功率太小,例如上面提到的瑞典哥特兰号潜艇搭载的斯特林发动机,单台功率大概只有多马力。这不就是一台家用。车吗?这也就解释了为何众多采用斯特零八动机的潜艇在水下基本上都是龟速潜行的原因所在。第二大缺点,单机体积大。斯特林八动机虽说不是内燃机,那它的热能是从哪里来的呢?其实斯特林八动机也是通过燃烧燃料来产生热能的,本质上它是一种外燃机,一般都是靠消耗柴油和液氧来实现的。
我们上面提到的冷热气缸外面就是套了一个燃烧装置,这也是外燃机一般体积较大的原因。这个燃烧装置燃烧产生火焰,通过给热气缸加热来实现动力输出,整个过程必须依赖大量的柴油和氧气,在这方面本质上和普通柴电潜艇并无太大区别,所以斯特林八动机在水下的自持力只有两到三周的时间,正因为看到了斯特林发动机的两个缺点,日本决定在苍龙级潜艇的后两艘大型级上面放弃使用斯特林发动机,改用柴油机加锂电池的动力包。我们知道,锂电池在相同的体积的条件下,电。容量是铅蓄电池的两到三倍,充满电时间也更短,在有效提升潜航速度、潜航时间的同时,一定于潜艇隐蔽,而以前携带液氧所占的空间还可提升潜艇兵的生存条件。锂电池虽好,但也存在致命隐患,那就是容易着火。不过从目前来看,日本人在这方面貌似也做得不错。好了,本期视频就到这里,如果您喜欢我的视频,请
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