10月4日,日本海上自卫队最新一艘“苍龙”级常规潜艇——SS-511“凰龙”号在三菱重工的神户造船厂下水,这也是日本海自的第11艘“苍龙”级潜艇。与前面10艘前辈不同的是,“凰龙”号取消了被称为“常规潜艇战斗力倍增器”的不依赖空气推进系统,也就是AIP,改用日本汤浅技术公司最新研发的锂离子聚合物电池作为水下潜航的动力和电力。
“凰龙”号于2015年11月开始建造,预计2020年3月正式服役,造价约660亿日元。“凰龙”号这种与众不同的锂电池组是汤浅公司在今年3月刚刚投入量产的新产品,据悉将被安装在“凰龙”号的艇底部,充满电后,这些电池组将能以20节的速度支持潜艇以最大速度持续航行。
电池这种如今到处可见的储电设备在军用舰船上使用也有上百年的历史了,而对于要长时间在水下作战的潜艇来说,对电池的依赖更甚于水面舰艇。锂电池技术成熟前,各国海军舰艇使用的一直都是技术更简单的铅酸电池,并且因为技术成熟 、性能可靠、廉价等特点,一直被潜艇使用到现在。但铅酸电池的缺点同样明显:体积和重量太大,储电比率又低,不仅效率低下,充电也费时间,尤其是里面还有硫酸等危险化学品,在潜艇这种密闭空间维护起来也很不安全。
在不使用核动力的前提下,要增加潜艇水下潜航的时间和隐蔽性,就只能在电池在储电能力和效率上下功夫。百年以来除了不断改进铅酸电池,各国技术人员也在尝试其他电池技术,如美国在冷战时用“大青花鱼”号潜艇试验过银锌电池,效果确实不错,但银锌电池大量消耗银这种贵金属,成本太高,差点连向国库借的银都没还上,自然也就没了下文。
后来随着AIP技术的出现,通过携带液氧和废气循环的方式来使柴油机实现不依赖空气运行,这就使潜艇降低了对高性能电池的需求,经过改进的铅酸电池也就基本够用了,但这并不意味着潜艇不需要更好的电池。
锂电池技术出现以及不断成熟,让潜艇们有了另一种选择。锂电池体积小、充电快、效率和功率密度高等优点简直是为潜艇量身打造,比起原来“傻大笨粗”的铅酸电池可谓全方位碾压。同等体积的锂电池在高高功率情况下,电容量是铅酸电池的2倍以上,充电时间也比铅酸电池少得多,如德国216级潜艇充电2小时,可潜航98小时,如果再搭配AIP系统,将进一步降低潜艇的暴露概率。
正是因为锂电池巨大的技术优势,世界上几个常规潜艇强国都开始在自己的最新型号上尝试锂电池组供电,除了德国的216级,俄罗斯的“拉达”级也在试验锂电池,而一向以电子技术闻名的日本,则不像德国人那样把锂电池和AIP技术结合使用,干脆直接以锂电池全面替换AIP系统。
这一招可算得上险招,因为锂电池目前还有一些难以解决的可靠性问题,如不耐撞击和容易发热着火,此前曾有多起托运的手机锂电池在机舱内起火,航班不得不提前降落的事故,波音787也因为锂电池着火而被迫放慢进度。有意思的是,波音787使用的锂电池就是汤浅技术公司生产的,看来“凰龙”能否遨游沧海,还要看锂电池够不够给力。
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