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潜水艇制造技术,潜水艇制造技术有哪些

发布时间:2024-08-15 08:54:08 制造技术 0次 作者:装备制造资讯网

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于潜水艇制造技术的问题,于是小编就整理了1个相关介绍潜水艇制造技术的解答,让我们一起看看吧。

潜水艇发动机是如何工作的?

介绍压水反应堆的原理,核反应堆系统中有两个回路:
一回路,从放射性的堆芯吸收热量,然后再把热量传递给

蒸汽发生器

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即锅炉,反应堆的尺寸和效率,在一定程度上与通过堆芯的冷却剂的流量有关。一回路中还设有稳压器,用以维持和稳定反应堆压力壳内的压力。
二回路,向汽轮机提供蒸汽,二回路中蒸汽的热效率与

热交换器

和冷却器之间温差有关(这一点跟蒸汽动力系统一样)。作为冷却剂的水是不能在反应堆内沸腾,否则,它的温度便会下降。一回路中的冷却剂所传递的热量取决于它与二回路中的蒸汽之间的温差。降低二回路中蒸汽的温度虽然对热效率有益,但是也将导致汽轮机尺寸的增加,对于潜艇来说应尽量不使用低温蒸汽技术。因此吹生出利用

液态金属

做反应堆的冷却剂,这样就可使通过反应堆冷却剂的温度得到大幅度提高。从而使

蒸汽发生器

的温度提高几百度。

常规动力潜艇一般有都被称作"柴电潜艇",顾名思义,它通过柴油机带动发电机来发电,然后把电力储存在蓄电池内,而驱动潜艇前进的就是电动机了。此类潜艇把蓄电池的电力耗尽之后是需要上浮到海面启动柴油机发电的,或接近于海面利用通气管排放柴油机的废气。传统的柴-电动力潜艇在水下潜航2~3天,就会耗尽电池能量,必须浮上水面给蓄电池充电。柴油机制造出来的废气会通过潜艇塔台顶部的排气管排除。

  核动力潜艇的动力是依靠反应堆产生的原子能去烧水来推动燃气轮机,以此来推动潜艇前进,所以说核潜艇只要带够艇员需要的水和食物,理论上的潜航时间是无限的,只需要定期回港更换核燃料。

除了以上两种潜艇外,现在又有一些不依赖空气动力装置(AIP)的混合型柴电潜艇。AIP潜艇指的是使用不依赖空气推进发动机作为动力的潜艇。特点是可以更长时间的潜伏水下,隐蔽性较普通常规潜艇更优秀。

柴电潜艇也对动力系统进行了大规模升级,出现了各种各样的AIP推进系统,就是各种类型的“不依赖空气”推进系统。其实就是延长常规潜艇水下活动时间。

主要有这两类。燃料电池,就是潜艇在水面活动时利用柴油机作动力,同时发电,将电力储存在新型的燃料电池里作为水下动力。这种新电池可以储存更多电力,是潜艇在水下活动时间倍增。

废气循环系统。就是通过改造柴油机的废气排除系统,在里面加入化学试剂等,使其排除的废气可以再回发动机中循环并使发动机继续工作。

潜艇动力截止现在有三种:第一种是柴电动力型,潜航时用浮在水面时柴油机发电冲在蓄电池里的电驱动电机行动,一般很慢。第二种是核动力潜艇就不细说了。第三种是AIP型,氧化剂自带,不需要浮出水面充电,二战德国绝大部分潜艇都是浮出水面被干掉的。

乍看题目问得有点儿大,潜艇在水下可以使用多种动力方式,不过你的问题描述显示,你的意思是问常规潜艇的柴油发动机是如何在水下工作的。只回答这个就简单得多。

其实在二战末期发明通气管技术之前,常规潜艇的柴油机在水下是不工作的,仅靠蓄电池驱动电动机带动螺旋桨。但蓄电池储能有限,严重限制了潜艇的水下航速和航程,在水下坚持不了多久就要上浮充电。要想接近运动中的攻击目标,必须在先水面航行到目标附近,然后再潜航到攻击阵位(对没有护航的目标就直接在水面发起攻击),这就大大增加了被护航舰艇发现并击沉的风险。在通过较宽的敌方反潜封锁区的时候,大部分航程也要水面航行,只有发现危险才紧急下潜。为了解决这个问题,二战后期德国人发明了潜艇通气管技术,说起来简单得很,就是一个硬管子而已,潜艇在水下,管口在水面,有进气口负责给柴油机供气(当然包括人的呼吸用气),排气口负责排出废气。这样一来露出水面的就不是一艘潜艇,而仅仅是一个管子,被敌人发现的概率大大降低了。其结构图如下

左图说明此通气管不需要时可以放倒收起来提高隐蔽性,右图显示了进排气路径(注意,排气口在水下)

虽然通气管技术解决了航程航速的难题,在实际运用中极大的提高了潜艇的生存力,但还难称完美。其一,通气管毕竟比潜望镜体积大得多,仍会被距离较近的反潜兵力发现。尤其是雷达发明之后。其二,通气管的长度限制了潜艇的下潜深度,导致通气管状态的潜艇就在水面之下浅层的潜航,既容易受海浪波动影响,又容易被磁探仪、红外装置(当然这都是二战后技术)发现,且容易被水面火力击伤。因此,科学家继续寻找完全不依赖空气的水下动力技术,其终极成果就是核动力,而常规潜艇则有闭式循环柴油机、燃料电池、斯特林发动机等各种AIP技术。其中闭式循环柴油机和您的问题有关系,其它方式不再赘述。

闭式循环柴油机使用自带的液氧为柴油机供氧,燃烧后的废气一部分作为工质继续参与工作循环,一部分混合溶入海水中排出艇外。其柴油机部分和原来的没什么不同,闭式循环工作原理如下(赶着去吃饭,以下为便捷直接取自百度):将废气中的二氧化碳经过冷却和吸收后排到艇外,部分二氧化碳作为工质参加循环工作;同时用

氩气

取代空气中的氮气,改善循环气体的燃烧质量。

其具体工作流程是:将氧气和氩气以及部分燃烧后排气按一定比例混合成相当于空气成分的气体输入到柴油机的气缸中,然后柴油与氧气发生燃烧反应,产生的热能推动活塞运动进而带动曲轴运转,产生机械能。燃烧后的废气从柴油机排出,温度大约在350-400℃ 之间,主要成分是二氧化碳、水蒸气、氩气和部分氧气。这些废气经过喷淋冷却器被冷却到100℃左右,其中的水蒸气被冷却成水,剩余废气进入一个吸收器。二氧化碳与吸收器喷淋的海水混合并被吸收,由海水管理系统排出艇外。这套系统与柴油机的工作深度、潜艇下潜深度均无关系。部分经过处理的废气补充氧气和氢气后,再进入柴油机参加循环工作,整个过程均使柴油机在闭式循环的工况下工作,可由一台中央计算机控制并管理。

这个技术优点是成熟可靠,既解决了深水不依赖空气潜航的问题,而且在几种方案里最为经济便宜。缺点是需要自带几十吨液氧合氩,另外柴油机运转的噪音较大,不利于潜艇的安静性隐蔽性。

到此,以上就是小编对于潜水艇制造技术的问题就介绍到这了,希望介绍关于潜水艇制造技术的1点解答对大家有用。