俄罗斯制造潜水艇技术支持(俄：2023年造出AIP潜艇AIP是啥？赋予常规潜艇挑战核潜艇的勇气)
潜艇，深藏茫茫大海之下，来无影去无踪，堪称是海上的杀手、刺客。特别是二战时期，德国潜艇的"狼群"战术，至今依然是各国海军学院的必修课程。在冷战时期，号称红色狼群的苏联潜艇也曾经是北约海军最可怕的噩梦。
（俄罗斯海军677型常规潜艇）
根据俄罗斯卫星通讯社7月24日的报道，联合造船集团总裁阿列克谢?拉赫莫马诺夫对《国防》杂志的记者表示，联合造船集团将在2023年底前为俄罗斯海军潜艇制造出不依赖空气动力装置（AIP）。这被认为是俄罗斯潜艇AIP系统发展的最新消息，而在全球常规潜艇AIP装置已经广泛使用数十年后，俄罗斯作为一个世界顶级潜艇大国，却依然没有量产这种现代常规潜艇必备的装备，确实令人惊讶。
何谓"AIP"系统？
AIP是"不依赖空气推进装置"（AirIndependencePropulsion）的英文缩写。这种装置最早出现在二战末期，最初由德国研发，不过尚未得到广泛应用，德国就已经战败投降。而经过战后数十年的发展，AIP系统已经是现代常规潜艇重要的动力推进系统之一，装备了AIP系统的常规潜艇素有"亚核潜艇"的美称。
（二战潜艇的模型，当时的潜艇受技术限制，依然以水面航行为主，潜航只是为了躲避敌方的攻击）
潜艇其实早在19世纪就已经出现，但是一直到二战期间，潜艇的技术和战术才得到较大的发展和应用。二战时期的潜艇通常装备两组动力装置：柴油机和蓄电池。其中柴油机负责潜艇在水面状态下航行使用并保障给潜艇的蓄电池充电。而蓄电池则保障潜艇在水下活动时的动力供应
（U型潜艇）
由于潜艇使用柴油机作为动力并给蓄电池充电，而柴油机的工作需要消耗氧气。因此在二战期间，所有潜艇平均每天至少要上浮一次用于充电。而这成为了常规潜艇最大的"软肋"。因为潜艇必须要上浮充电，而且由于潜艇蓄电池容积很大，所以即使在柴油机全功率运行的情况下也需要3～5个小时才能将蓄电池完全充满。这就意味着常规潜艇每天必须有3～5个小时在水面上行驶，以便保障柴油机的运行，并给蓄电池充电。这就导致了二战时期的潜艇经常因为上浮充电而被盟军的反潜飞机或者护卫舰击沉。根据统计，在整个二战中约有半数德国潜艇是因为上浮充电而被击沉，可见"上浮充电"是制约潜艇作战的重要因素。
（大功率柴油机，至今依然是常规潜艇必不可少的动力心脏）
二战结束后，由于核能技术的发展，以核能为动力的潜艇开始出现，核动力潜艇使用的理论上具备"无限动力"的核反应堆，因此可以长时间在水下潜行，真正实现了"水下杀手"的战略目标。但是由于核潜艇价格昂贵、技术复杂，而且具备战略意义，目前全球只有中美英法俄五个联合国常任理事国研制并装备了核潜艇。印度虽然自称核潜艇服役，但是……有人看到吗？好像没有吧？印度海军目前现役的核潜艇依然是从俄罗斯租借的一艘971型"阿库拉"级核潜艇，所以印度实际上还不算世界核潜艇俱乐部成员。在无法获得核潜艇的情况下，各国海军的技术人员，依然只能在常规潜艇上想办法。
（二战末期的德国21型潜艇（U-XXI），虽然没有改变法西斯的命运，但却成为了战后各国潜艇的样本）
其实在二战快要结束时，德国的科学家们开发了两种装备，可以有效延长潜艇在水下航行的时间。第一种叫通气管。它像一根烟囱一样，直径在0.5～1米之间不等，长度通常在5～15米之间，并且可伸缩。有了通气管之后，潜艇绝大部分时间只需要把通气管伸出水面，就可以通过通气管吸取空气，并支持柴油机的正常运行。这样潜艇就不必整个浮出水面，但是依然可以确保正常的柴油机使用。不过这种情况下，受通气管直径限制，潜艇柴油机的功率无法发挥到最大，给蓄电池充电的时间也要延长。特别是，新式高灵敏度对海搜索雷达的出现，即使仅仅高出水面不到1米的通气管也会被精确发现和定位，因此通气管目前仅是常规潜艇在绝对安全海域使用的航行手段。
真正让常规潜艇具备"亚核潜艇"作战能力的，正是AIP型装置的成熟和应用。二战时期，德国科学家曾经尝试让潜艇携带过氧化氢，在水下让过氧化氢分解，从而得到氧气，再用这些氧气来驱动一套特殊的动力装置，这套装置就是最早的AIP系统。不过由于过氧化氢非常不稳定且容易爆炸，现在的AIP系统早已经不使用过氧化氢作为制氧原料。
（AIP系统的结构模型，其中最大的组件就是巨大的液氧储存罐）
当今的AIP系统主要分为三种：斯特林发动机、闭循环柴油机和燃料电池。另外还有一种所谓的小型核反应堆，由于涉核所以不列入常规动力AIP系统介绍。其实三种AIP系统的基本原理都是一样的，也就是在潜艇上额外安装一个装液氧的罐子，在潜艇下潜后，通过消耗储存的液氧来驱动专用的AIP系统，从而实现常规潜艇长期水下潜伏。在这其中中国、日本、瑞典等国家使用技术上相对比较简单的斯特林发动机；法国则主要使用被称为"水下能源模块"的闭循环柴油机系统；德国则追求高端，主要使用燃料电池技术。目前综合来看，斯特林发动机虽然各方面性能都不突出，但是综合性能却最为均衡，因此也是目前使用最多的一种AIP系统。
亚核潜艇确实名不虚传——AIP潜艇的优势所在
AIP系统最大的优势就在于可以让常规潜艇避免"每日一充"的尴尬，可以长期潜伏在水下，这在AIP系统成熟之前，是只有核潜艇才能做到的，因此对于不具备条件研制和列装核潜艇的国家而言，装备了AIP系统的常规潜艇显然有着极大的诱惑力。
（像烟囱一样的潜艇通气管，如今依然是各国常规潜艇的"标配"，航行时可以把它伸出水面，潜艇则继续潜伏）
尽管各国研发的AIP系统性能不一，但是大致上都可以让常规潜艇可以在水下连续潜伏16～22天，在2～3周的时间中，潜艇可以在水下航行1500～2100海里，特别是AIP系统还可以在水下为潜艇的蓄电池充电，从而让潜艇具备一定的战术机动性。可以说，AIP装置可以赋予常规潜艇挑战核潜艇的勇气，虽然差距仍然很大，但潜航能力的大幅提升，使常规潜艇作战时有了更足的底气。
（近日，印度宣称要制造自己的AIP潜艇）
由于常规潜艇本身的速度有限，在战时常规潜艇通常并不会和敌方强大的舰队正面冲突，更不可能追击敌方舰队。常规潜艇的作战方式通常是分区设防，每一艘潜艇负责一个区域，一旦发现有敌舰或者敌人商船通过时，则使用鱼雷或者导弹对其发动攻击。除了分区布防外，常规潜艇体积小、噪音小、机动灵活。所以也经常被用于执行侦察、蛙人渗透、电子监听、布雷等多种作战任务。而装备了AIP系统后，由于常规潜艇可以长期在水下潜伏，因此大大加强了常规潜艇突防的成功率。
（斯特林发动机的基本原理）
虽然AIP装置的功率普遍较低，正常情况下，常规潜艇在水下依靠AIP装置推进时，其航速只能维持在4～6节左右，大概和普通人正常骑自行车的速度差不多。不过低速前进也让潜艇的噪声可以降低到海洋背景噪声以下，这样潜艇就可以完全隐蔽在大洋之中，即使声纳也很难发现。实际上核潜艇在执行战备值班任务时，通常也是以4～6节的低速巡航，如果没有接到特殊任务，一般不会开得很快。这主要是因为潜艇在水下速度越快，艇体和水摩擦产生的流体噪音就会越大。流体噪音和潜艇内部的机械噪音不同，只要潜艇在水下航行，就会出现流体噪音。
（全球航行速度最快的苏联P级核潜艇，不过由于高速行驶时流体噪声过大，所以各国潜艇几乎不会高速航行）
实际上在冷战时期，西方讽刺苏联潜艇噪音大，是"敲着大鼓前进"，很大程度上和苏联潜艇的航速快有关。苏军当时装备的世界航速最快的P级潜艇，其最大航速可达44.7节，在水下跑起来其噪音确实非常大，根本遮盖不住。但是一旦苏联潜艇同样以4～6节的低速航行时，即使是先进的北约GIUK反潜声纳封锁线，也听不出个所以然。这正是冷战时期，苏联潜艇得以突破北约海上巡逻线，深入大西洋而不被发觉的根本原因。所以，装备了AIP系统的常规潜艇能够保持4～6节的航速虽然看起来缓慢，但是已经满足其"静音巡航"的基本需求。特别是AIP装置在驱动潜艇的同时，还能为潜艇的蓄电池持续充电，这样一旦有紧急事件，潜艇可以优先使用蓄电池中储存的电能，可高速航行400海里左右，这一点已经足以让潜艇逃避敌方搜捕，或者执行紧急作战任务。
潜艇大国的痛——长期缺失的俄罗斯AIP潜艇
俄罗斯的前身是冷战时期的超级大国苏联，而苏联曾经拥有足以傲视全球的潜艇部队。由于苏联的国土大多处于高纬度地区，其海岸线虽然漫长，但是滨海地区大多气候恶劣，常年冰封，因此苏联海军在建立之初，就把受海况影响小，且作战灵活的潜艇作为自己的主要发展方向。在冷战时期，苏联的潜艇部队强大无匹，当时整个北约的潜艇加起来大概也没有苏联的潜艇多。除了数量众多的核潜艇外，苏联还研制并装备了大量的常规潜艇，并且一直引领着潜艇技术的潮流。
（被西方称为"大洋黑洞"的俄罗斯基洛级常规潜艇）
目前俄罗斯在国际上叫得最响的正是苏联时代研制的最后一款常规潜艇——基洛级常规潜艇。该潜艇主要分为877和636两大类，其中636型也被称为基洛级大改型。由于性能突出，该潜艇被西方称之为"大洋黑洞"，作为一向看扁俄系武器的北约国家，这个评价足以显示基洛级潜艇的卓越性能。而且有趣的是，从苏联到俄罗斯，俄海军总共装备了24艘基洛级潜艇，而出口却达到了29艘！
（基洛级最新的636.3型）
不过，尽管基洛级潜艇武备完善、技术先进，但是却有一个致命弱点——没有安装AIP系统。尽管基洛级潜艇装备有通气管，但是由于没有AIP系统，导致该潜艇的作战受到很大的限制，特别是每天必须上浮充电的问题，即使在通气管航行状态，也极易暴露。那么为什么俄罗斯一直没有给自己的常规潜艇装备AIP系统呢？其实答案很直白，也很尴尬——俄罗斯没有成熟可靠的AIP系统。
（潜艇使用的AIP系统模块，现在只需要把这个舱段加装到常规潜艇上，就可以造出AIP型潜艇）
由于AIP系统的核心是一个大型的液氧储存罐，所以这个装置需要绝对的密封，同时在水下，要同时承受来自内部和外部的压力，还要能够适应潜艇内部的温度变化。特别是遭遇到意外情况要尽可能确保液氧不会外泄，即使液氧外泄也要确保不会引发火灾和爆炸……总而言之，这个难度可以说相当高。早在二战时期，纳粹德国研制的潜艇用过氧化氢发动机就发生过多次爆炸。如今带着这么一个大液氧罐，在潜艇上无疑是非常危险的。世界上其他国家针对这一装置的研究都持续了数十年才最终成熟，俄罗斯想要短期内有所突破显然是不现实的。
（曾经让整个西方夜不能寐的苏联核潜艇舰队）
其次，俄罗斯海军始终更加关注核潜艇部队，目前俄军885型攻击核潜艇和955型战略导弹核潜艇都在稳步建造服役中。相对核潜艇，常规潜艇尽管可以通过增加AIP系统提升性能，但是和核潜艇相比终究还是差距巨大，在俄罗斯经济状况不好、军费预算有限的情况下，优先确保核潜艇的发展自然是第一要务。所以AIP系统的研制也就被搁置了。而俄罗斯搁置AIP研制的1990年代，恰恰是全球AIP系统大发展的时期。
（刚刚服役不久的北风之神-A"弗拉基米尔大公"号核潜艇，有限的军费要优先保证战略大杀器的发展与建造）
实际上苏联早在1980年代就意识到了AIP系统对于常规潜艇的重要战术意义，并且早在1987年就提出了研制新式的677型AIP潜艇的计划。677型潜艇就是现在常说的"拉达"级常规潜艇。该潜艇原计划在90年代替换基洛级常规潜艇。但是由于苏联解体，俄罗斯经济崩溃，AIP装置的研制全面中断，而等俄罗斯经济恢复，并重新开始研制AIP装置时，世界其他国家的制造技术早已超过了俄罗斯。作为俄罗斯第一代AIP潜艇，尽管677型潜艇早在2004年就已经下水，但是一直到2010年才勉强交付俄罗斯海军服役。而一直到今天，这艘被命名为"圣彼得堡"号的潜艇依然没有安装AIP系统。
（建成十年，却依然没有加装AIP系统的677型潜艇）
根据目前俄罗斯国内的消息看，俄罗斯的AIP系统大概只能延迟到2023年才能基本成熟，而未来第一艘装备AIP系统的潜艇，大概率会是677型首艇"圣彼得堡"号。当然，目前这一切都还是"计划"，是否真的可以如期实现，只能让我们拭目以待了。