漫談潛艇動力

楊鐵勇教授是浙江省紹興諸暨人，那里山明水秀，人杰地靈，是元代大畫家王冕的故鄉。讓記者頗感意外的是楊教授卻有著北方大漢所特有豪爽痛快、無遮無掩的性格……

我是從潛艇兵當起直到現在的位置，是“土生土長”的潛艇老兵。1976年我當上海軍，在潛院學習輪機專業，畢業留校從事潛艇動力教學，現在仍從事潛艇動力科研教學工作。至今已38年了，是“元老”級的了。

記者（以下稱記）：楊教授您是否可以用一句簡要的話來描述一下潛艇動力的發展？

楊鐵勇（以下稱楊）好，我認為潛艇動力的發展等同于潛艇的發展，沒有動力的發展就沒有潛艇的今天。

我們知道現代潛艇是誕生于美國獨立戰爭時的“海龜”，它是一個由兩米多高的橡木桶做成的，可以潛入水下，由一個人搖動螺旋槳驅動。后來發展到用壓縮空氣、汽油機、蒸汽機，直到一戰時基本完善的柴——電動力，以及核動力和近年來方興未艾的AIP技術。

下面我想以我們國家的潛艇動力的發展來談一下，有關這方面的概況。

我國最早的潛艇是S艇，也叫斯大林艇，是蘇軍從我們旅順撤退后留給我們的兩條小潛艇。后來又從蘇聯買進了一批03艇，再后來由江南造船廠仿制成了33型潛艇。這型艇我們生產了不少，一度上海、武漢等地的船廠都在制造，成為一段時間我軍潛艇部隊的主戰裝備。在此基礎上我們加以改進，試制成功某型潛艇，后來又有了某型潛艇研制成功并裝備部隊。這些潛艇和同期出現的外國同類型潛艇都屬柴電動力的常規潛艇。1954年美國率先把核動力用于潛艇，其它先進國家也緊跟，于是潛艇動力有了一個質的飛躍。所以說動力的發展也帶動了潛艇的發展。

近年來我們國家的常規動力潛艇在自力更生的基礎上，也適當引進了一批俄制潛艇，如大家所熟知的“基洛”級潛艇，它的噪音比較小，所以被稱為“大洋中的黑洞”。

世界各國常規潛艇的主要動力就是柴油機和電動機。這種情況從兩次世界大戰以來，并沒有太大的改變。率先做到比較大改變的是上世紀六十年代的德國，它改變了柴電潛艇的動力傳遞方式。過去我們用的03型艇是柴油機帶動螺旋槳驅動前進（水上），通氣管狀態也是柴油機帶動螺旋槳。水下則是主電機帶動螺旋槳，這就是所謂的直接傳動。而德國人的改進則是間接傳動，也叫電力傳動。這樣的最大特點是將柴油機和螺旋槳（柴油機不再直接帶動螺旋槳）脫開了，柴油機只帶發電機，這種動力傳動方式的改變，直接導致潛艇外形的改變，例如現在的水滴形。

記：您是否可以講一下間接傳動比直接傳動的明顯優勢在什么地方？

楊：從外形上看除了艇形不同之外，直接傳動一般是雙軸的，而間接傳動則是單軸的。

間接傳動方式之所以取得飛速發展，被世界各國廣泛采用，是因為與直接傳動方式相比，間接傳動具有以下幾個特性：采用間接傳動，柴油機與推進電機不在同一軸系上，柴油機的噪聲不會通過螺旋槳傳到艇外，從而提高了潛艇的隱蔽性。便于采用單軸、高效率、低轉速、低噪音、大直徑螺旋槳推進。電機組可以向高轉速發展，從而為柴油機和發電機重量比能和體積比能水平的提高創造良好的條件。軸系短，中間離合器少，不易產生扭振，振動噪音小。推進電機不可逆運行，可按一種運行情況設計，從而使推進電機的效率大大提高。按負荷要求可采用數臺中等功率的柴油發電機組并聯供電，使電網使用更為靈活。同時，節約了能量，提高了系統的可靠性。間接傳動方式雖然采用了單軸推進，可獲得最佳水下航行特性，但水面航行特性稍差，特別是給離靠碼頭帶來不便。另外，推進系統的生命力較差，如果推進電機損壞，水面和水下航行均受影響。以上兩點，也正是直接傳動方式沒有完全被淘汰的原因。為了彌補以上不足，在潛艇動力系統中，增加了側推裝置或應急推進裝置。

記：如何能單憑外形怎么能判斷它是直接還是間接傳動呢？

楊：一般的來講，從艇尾可以看出多槳的是直接傳動，單槳的是間接傳動。但現在有的間接傳動潛艇為了應對某些特殊任務，也會采用多槳驅動。

記：柴電潛艇在水下用蓄電池的電能，用完后如何補充？

楊：柴電潛艇都要使潛艇上浮到水面或通氣管狀態，用柴油機帶發電機向電池組充電。間接傳動的潛艇本身就是柴油發電機組，充電和航行沒有問題。而直接傳動的潛艇是柴油機帶主電機（作發電機用）向電池組充電，此時潛艇航行要用另外的動力，如經紀航行電機。

記：柴電潛艇要經常充電，是不是AIP潛艇不用充電了？

楊：因為直流電是可以用蓄電池貯存的，所以不管什么樣的潛艇，都有蓄電池，所以都要向電池充電。

關于AIP潛艇我想作一個簡要的說明。早在20世紀30年代，世界各國的潛艇設計者們就開始探索無須潛艇浮出水面即可提供柴油機運行所需氧氣的途徑，目前的AIP技術正是這—探索的產物，是潛艇動力推進系統的新發展。

AIP就是不依賴空氣推進，但實際上把空氣中的氧氣提取出來，壓縮成液態氧，儲存起來，放到潛艇上的容器中，再把另一些可燃燒的東西混合在一起燃燒，產生熱能轉化為電能，柴油機是內燃機，而熱氣機是外燃機。日本的潛艇就是用熱氣機，俄羅斯的阿穆爾使用燃料電池。總之，各國正在試驗，使用的各種AIP技術很多，我就不一一細講了，近些年我軍潛艇在這方面也有了一些進展。

有AIP技術，常規潛艇可以在水下待機時間更長，再加上常規潛艇本身的隱噪效果也比較好，這樣常規潛艇的作戰能力會有更大提高。

AIP技術有許多優點，像美國，盡管它沒有常規動力潛艇，但它對AIP技術，也是很關注的。但是不管是AIP還是柴電動力，它都是要帶動螺旋槳驅動潛艇前進的。

記：如果一條潛艇只裝AIP，而不裝其它動力，那它可以在水下多長時間呢？

楊：這要根據潛艇本身攜帶的液氧量來定，比如國外有5天，7天，15天，還有20天記錄。但是潛艇的作戰是要隱蔽出擊的，只在水下呆著不動也是不行的。當然衡量AIP在艇上的作用時間是要根據攜氧量、作戰任務而變化的，你用的多，它就消耗得快。

記：我們的讀者常來信問，AIP技術是否可以取代其它動力獨擋一面呢？

楊：這就回到了我們剛才談論的問題。目前的技術發展還做不到這一點。一條艇不可能裝無限多的液氧和其它AIP技術所需要的物質，因為液氧的貯存是很不安全的，一旦出了事就是不可挽回的滅頂之災。所以現在的AIP技術只是輔助性的，不能獨挑大梁。

記：要在柴電潛艇上裝AIP技術很難嗎？

楊：這并不太困難，只要在潛艇加裝一個獨立的AIP艙段就行。當然也會帶來艇型及艙內外設備布局等方面的問題。

記：現在國際上講武器的效費比，使用AIP是否比使用單純的柴電動力省錢嗎？

楊：對于武器來講，它的作戰效能是第一位，經濟性是次要的。加了AIP技術的潛艇是要費錢的，因為AIP技術不是通用技術，它的價值很貴，還要有專門技術人員養護，但它的作戰結果是不一樣。加了AIP就可以使潛艇有了更長的水下待機時間，會在作戰中發揮更好的作用，這一點不是用金錢可以衡量的。

記：您說了這么多潛艇動力技術發展。關鍵一點還在發動機上，現在幾乎全國都在關注發動機，從您從事專業的角度上是否可以談一下我國潛艇發動機也就是柴油機的現狀呢？

楊：客觀地講，我國在潛艇用柴油機方面，曾經引進過國外的技術和設備，但目前國產化率已經很高了，應該有光明的前途。

記：螺旋槳是潛艇動力裝置的組成之一，潛艇不用螺旋槳推進可以嗎？

楊：可以的，但螺旋槳推進最大的缺點就是會產生空泡噪聲，而這種噪聲是潛艇噪聲中最大的一種，噪聲是影響潛艇隱蔽的最大敵人。那能不能不用螺旋槳推進的潛艇呢？那是采用噴水推進技術，以前英國人制造過試驗艇，它的原理和水母、烏賊這些水生動物的運動方式很相象。這種推進方式的不足在于目前功率較小。還需進一步提高才能投入實用，另外一種就是所謂的磁流體推進技術，目前這些推進方式只在試驗階段，工程應用還有很長的路要走。但一旦成功對潛艇推進技術帶來的革命化改變，因為它將徹底改變，由熱能—動能—電能帶動螺旋槳的傳統能量轉換方式。

潛艇動力發展推進著潛艇的發展，潛艇動力的發展沿著“不變—改變—不斷變—徹底變”的規律進行，當達到徹底變時，我們就能看到新的動力的出現。