说一下4000吨的小型自然循环反应堆”虎鲸”AIP潜艇

前言

最近有人看到了一种排水量比较大的常规潜艇,吨位在4000吨以上,被认为是装了小堆AIP装置的潜艇,常规潜艇在水下航行只能依靠电池供电,续航能力有限,所以各国为了加强水下巡航力,二战之后就想很多办法,有使用闭式循环柴油机,燃料电池,斯特林系统等,但都是需要另外携带液态氧,非常麻烦,也非常危险,功率也不大,增程能力有限,一般就能做 4-5 节的低速航行,续航1700海里,但东大附近海域水下海流强,有时候这个速度就是在原地踏步走。

500

现在随着锂电池技术发展能够平替AIP系统,但是仍然还是不够,在未来高性能的固态电池出现,说不定有希望,所以现在锂电池更多是用在无人潜艇上。

因此在30年前就有人想到了把微小型反应堆装在常规潜艇上增加水下的想法,

最早的小堆AIP包括反应堆、蒸汽发生器、主泵等设备。核反应堆通过核裂变反应释放热能,加热冷却剂,冷却剂再通过蒸汽发生器产生蒸汽,推动涡轮机发电,就,后来又出现了斯特林转换方式系统,但经过30年并没有实际装艇实用的,原因挺简单,因为这些堆功率都是千瓦级,航速提升有限,但却又要像正规核动力系统伺候,也就是没有得到核动力好处,但带来不少麻烦,所以都在观望状态。

现在开发小堆AIP潜艇东大,因为面临第一,二岛链封闭海域作战,大型攻击核动力潜艇施展不开,而常规动力潜艇潜航能力不足,也就有了开发相应动力。

500

现在微小型堆有斯特林和新型热离子堆转换方式,但都存在功率小,效率低的问题,毕竟新的潜艇吨位已经在4000吨以上,而AIP潜艇有个补偿航速的概念,就是核动力AIP发电能量不但要推动潜艇水下巡航还要有相应电力,为电池充电,让潜艇具备几个小时的较高的战斗航速,而对于4000吨潜艇,为了达到10到12节巡航速度和能达到23~25节以上的战斗航速,那么反应堆功率至少要3000千瓦,如果用斯特林会存在单机功率不足,噪声大问题,等离子堆功率不足问题,所以又回到压水堆模式,但这个方式有循环泵,噪声也会比较大,似乎又回到原点。

但从矛盾论角度来说,有利不利情况随着外界条件会转换的,这个外界情况就是常规潜艇也是个头越来越大,为潜艇使用微小型自循环堆带来了良好条件,而且核动力AIP堆主要就是发电,并不是像大型核动力潜艇开循环泵加速,结构上就简化了很多,更加关键是噪音很低。

经过简单推算4000吨潜艇12节潜航航速需要1000千瓦推进功率,18航速需要3000千瓦,而到25节就需要9000千瓦。

500

法国“梭鱼”级攻击型核潜艇排水量5000吨,装备改进型的K-15一体化自循环压水堆(反应堆的堆芯、蒸汽发生器、稳压器及主循环泵等一回路系统都集成在反应堆的压力容器之内),采用汽轮机带动发电机发电,然后电机推进模式,电机功率推进功率10兆瓦(13600马力),而在凯旋核潜艇和戴高乐潜艇的输出功率在30兆瓦(40000马力),做了降功率处理,而4000吨的小堆AIP潜艇3000千瓦功率就足够,那么体积可以缩小50%,而二回路的汽轮机和发电机可以采用浮筏减振机座作为降噪处理。

核动力的AIP潜艇可以具备12节无限续航力,18节航速100小时,23~25节3个小时的战斗航速,进行接敌与撤离,基本满足战斗需要。实际上就是标准核潜艇,也不会长时间高速航行,更多低速隐蔽的”乌龟爬“,只有在海底区域开阔地带才会高速航行。

从采购与运行费用上来说,小堆AIP潜艇高于同吨位的常规潜艇,但会对常规潜艇形成性能上绝对优势。在静音航速上和最大航速上和弗吉尼亚潜艇相当,但价格低得多,在第一二岛链内作战数量也是非常重要因素,未来与标准核动力攻击潜艇联合作战,这样就形成了数量与质量双重优势。

扇歌 - 科幻平台 更多原创

站务

全部专栏