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在目前主流的軍用艦艇中，其中最讓人聞風(fēng)喪膽的就是神龍見首不見尾的刺客——潛艇,，各國(guó)為了提高潛艇的性能可以說(shuō)是無(wú)所不用其極,。雖然各大軍事強(qiáng)國(guó)大多把重點(diǎn)都放在了核動(dòng)力潛艇身上，但是常規(guī)動(dòng)力潛艇也并沒有停止發(fā)展,，從80年代開始各國(guó)紛紛在不依賴空氣動(dòng)力裝置（AIP）上大下功夫,，誕生了包括閉式循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)或蒸汽輪機(jī)）、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī),、燃料電池等三種主流AIP潛艇,。

（日本蒼龍級(jí)AIP潛艇，采用斯特林閉循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),，是目前世界上排水量最大的常規(guī)潛艇

這些潛艇因?yàn)槭褂昧诵滦蛣?dòng)力裝置,，可以長(zhǎng)時(shí)間潛伏在水下長(zhǎng)達(dá)兩到三個(gè)星期，雖然與核潛艇的無(wú)限潛航仍然差距明顯,，但是比常規(guī)柴電潛艇兩到三天的水下潛伏期增加了將近十倍,，極大的提高了常規(guī)潛艇的作戰(zhàn)能力。那么我們不禁要問(wèn),，AIP潛艇在水下航行時(shí),，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生廢氣嗎？那這些廢氣在水下又是怎么處理并排放的呢,？

（常規(guī)潛艇內(nèi)部）

其實(shí)對(duì)于普通的柴電潛艇而言,，并不存在水下排放廢氣一說(shuō)，柴電潛艇的工作模式是這樣的：在水下利用蓄電池帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)潛行,，沒電了就必須上升至通氣管深度浮航,，浮航時(shí)利用柴油機(jī)進(jìn)行推進(jìn)，然后柴油機(jī)順便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給潛艇電池進(jìn)行充電,，充滿電了繼續(xù)潛航,，循環(huán)往復(fù)。而柴油機(jī)所需要的氧氣和排出的廢氣都使用通氣管進(jìn)行交換,，由于直接排氣目標(biāo)實(shí)在太明顯,，因此大部分柴電潛艇的柴油機(jī)尾氣是排進(jìn)海水里的。

（通氣管深度浮航的潛艇）

而AIP潛艇也不是所有的都需要排氣,，其中最先進(jìn)的燃料電池驅(qū)動(dòng)方式,，因?yàn)閮H僅需要使用燃料電池與氧氫發(fā)生電解化學(xué)反應(yīng)后直接產(chǎn)生直流電,，中間幾乎不產(chǎn)生額外氣體，因此也就不存在排放廢氣的問(wèn)題,。比如著名的德國(guó)212AIP潛艇,，它的動(dòng)力裝置就是由9組PEM燃料電池單元和兩個(gè)14噸的液態(tài)氧槽和氫氣罐組成，在電池反應(yīng)過(guò)程中僅僅產(chǎn)生極少量氫氣,，而這些氫氣又可以回收后二次利用,。

（燃料電池原理）

實(shí)際上的尾氣排放問(wèn)題其實(shí)只存在于使用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和閉式循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)類的AIP潛艇，這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理雖然都各不相同,，但是都有一個(gè)傳統(tǒng)燃料燃燒的過(guò)程,，因此不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳、一氧化碳,、氮?dú)庵惖膹U氣,，而這些廢氣的體積已經(jīng)多到不足以在潛艇內(nèi)部進(jìn)行自我消化和儲(chǔ)存，因此只能排泄至外部,，所以如何科學(xué)有效的處理這些廢氣成為了必須考慮的問(wèn)題,。

（閉式柴油機(jī)AIP系統(tǒng)）

那我們不禁要問(wèn)，廢氣能不能直接排進(jìn)水里呢,？這是絕對(duì)不行的,！那為什么傳統(tǒng)的柴電潛艇就可以直接排出去呢？浮航狀態(tài)的柴電潛艇本身就是個(gè)活靶子,，還有必要在乎這些嗎,？回歸主題，廢氣直接排進(jìn)水里有兩大隱患：第一,、根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì),，在200米的水下一艘排水量2000噸的閉式柴油機(jī)潛艇所排出的廢氣會(huì)在行駛過(guò)的海面形成一個(gè)大約300米的氣泡帶，很容易暴露目標(biāo),。

（一旦暴露目標(biāo)很容易被反潛機(jī)攻擊）

第二,、未經(jīng)處理的廢氣溫度都較高，直接排進(jìn)水里會(huì)引起水體明顯的溫度變化,，形成一個(gè)異常的高溫尾跡,，而現(xiàn)代反潛機(jī)所攜帶的高靈敏度紅外探測(cè)器能感知到0.01度的溫度變化，這么海量的高溫尾跡無(wú)異于自殺,！因此AIP潛艇的廢氣必須經(jīng)過(guò)降溫,、減量處理后才能被排放出去，這就是AIP潛艇特有的尾氣處理裝置,。

（潛艇熱流尾跡模擬）

AIP潛艇尾氣處理裝置主要由噴淋冷卻、旋轉(zhuǎn)吸收,、增壓排放,、水循環(huán)管理裝置這幾大部分組成,。高溫尾氣在產(chǎn)生后首先進(jìn)入噴淋冷卻系統(tǒng)由霧化后的低溫海水進(jìn)行噴淋冷卻，而后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)吸收裝置,，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn),，將尾氣中含量最高的二氧化碳通過(guò)海水和其他化學(xué)物質(zhì)吸收，剩余氣體中的氧氣和氮?dú)鈩t重新進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中用于二次燃燒,，而剩余的一氧化碳等雜質(zhì)則被高壓擠壓排放進(jìn)入海水,。經(jīng)過(guò)這樣一番處理后，潛艇尾氣數(shù)量明顯減少,，溫度也降低至與常溫,，混入海水之中所能引起的氣泡和溫度變化已經(jīng)可以忽略不計(jì)，極大的減少了AIP潛艇的暴露幾率,！

（AIP潛艇廢氣處理系統(tǒng)）