柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

常规动力潜艇下潜后柴油机必须关闭，水面航行时，柴油机一边给螺旋桨提供动力，一边给蓄电池充电，有点像现在的混动轿车动力。

潜艇下潜后，潜艇的动力就由蓄电池带动电机提供动力，潜艇毕竟主要是携带鱼雷的，蓄电池容量有限，开足马力据说跑不了两个小时电池就没电了，以较低速度潜行也就使用十来个小时。

建设在陆地上的核电站蓄电池组设计时都没有给大功率泵提供动力，尽为重要阀门和仪控设备供电。

这时就需要使用到通气管，通气管是1933年一位荷兰军官发明的，当潜艇在上部水域航行时，只要通气管伸到海面上就可以启动柴油机为潜艇蓄电池充电和提供动力了，不需要整个潜艇浮出海面，减少了被对方发现的概率。

这一改进效果相当显著，诺曼底登陆战时德军没装通气管的40艘潜艇全部葬身大海，安装通气管的9艘潜艇有6艘突破了盟军反潜防线。

不过加装通气管也有弊端，航母速度受到了限制，快速航行时通气管容易受损，通气管划起的水浪也容易暴露自身位置，算不上严格意义的全潜。

核潜艇的出现解决了这个问题，不仅提高了潜艇的隐蔽性，还增加了航母的行程。是三位一体核打击的力量之一，极大的发挥了潜艇的优势！

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柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

没有柴油潜艇，正确的叫法应该是柴电潜艇，嗯，顾名思义，“柴电”的意思就是柴油和电力，即潜艇在水面航行的时候，使用柴油机作为动力来源（顺带换气以及给蓄电池充电），因为此时可以使用通气管给柴油机提供所需的空气；而当潜艇在水下潜航时，则是使用靠蓄电池驱动的电动机作为主要动力（速度比较慢，只有几节），此时的柴油机是不工作的，不然，哪来那么多氧气去烧柴油？

所以，回到问题，柴电潜艇在水下航行的时候，发动机是不需要空气的，因为此时使用的是电动机作为潜艇的动力来源，并没有使用烧柴油的柴油机，这些内燃机对氧气的消耗太大了，对于在水下的潜艇来说，不管是储存还是利用技术手段循环再生的氧气，留给艇上的士兵们呼吸用都已经非常的勉强了，哪还有多余的氧气供给柴油机这样的“吸氧大户”，哪怕潜艇在水下时柴油机是不工作的，但受制于蓄电池的电力储存能力，柴电潜艇一般在水下潜航四五天左右就要上浮充电以及换气了！

这就是为什么常规动力潜艇潜航时间段的原因，仅仅依靠蓄电池储存电量时的电力消耗太快了，除非蓄电池技术能有大突破吧，不过，为了解决普通柴电潜艇的水下续航能力感人的问题，出现了一种使用“不依赖空气的发动机推进装置”的潜艇，也就是我们平时听到的AIP潜艇（Air Independent Propulsion），目前主要有三种方案，分别是：闭式循环AIP柴油机（CCD）、AIP燃料电池（FC）以及斯特林AIP发动机（SE），其实这玩意仍然是柴电潜艇，只不过多了个能充分回收利用空气的能力！

举个例子，闭式循环AIP柴油机，此系统中的闭式循环柴油机产生的废气中的CO2气体会先被吸收部分，然后给剩余废气中加入适量的氧气，造成一种“人造空气”。，而为了保证这种人造空气的比热值不会低于正常空气，使柴油机能在闭式循环状态下正常工作，会在这些人造空气中再加入适量的单原子气体氩，这样一来，柴油机就可以在水下潜航时的闭式循环状态下正常工作，也可以在水面航行时直接使用空气工作，至于在水下时氧气怎么来，当然是事先用氧气罐储存啊，不过这种闭式循环AIP柴油机噪音太大了，没有后面两种方案好！

柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

常规的柴油潜艇，都是由柴油机、蓄电池和主电机组成的混合动力系统。水上行驶的时候，用柴油机提供动力，并给蓄电池充电。海下作业时，柴油机一般情况就不工作了，由蓄电池提供动力，每隔一段时间就上浮换气和蓄电。潜艇作为海下隐秘性较强的武器，必要时柴油机还是可以在海下工作的。那么问题来了，水底的空气是有限的，像柴油机这样高耗氧的动力装置，恐怕潜艇内的空气是完全不够用的，还是需要其他途径和方法来供氧。

通气管源源不断输送空气。为了隐蔽的需要，有的时候潜艇蓄电不便暴露，就需要一种特殊的装置——通气管。潜艇可以上浮到一定高度，将通气管升出海面，柴油发电机所需的空气就可源源不断供应。这种方法，既可以减少暴露的风险，又可以提供足量的空气。如此一根好用的通气管，是1933年一位荷兰军官在多次实验中发明的，为后来的潜艇提供了保命的利器，防止敌人发现自己。

电解法水下制氧，合理利用周围一切资源。如果在深海，不可能再用通气管了，我们就需要在海底自己造空气。海底最多的就是水，有水我们就可以用化学上的电解法来电解水造氧。但这种方法有一个致命的缺陷，成本高，不到万不得已是不采用这样的方法的。这样的制氧装置，只能用于应急，大多数情况还是采用通气管，毕竟成本低。

净化装置净化空气。柴油机的发动，虽然空气是保障，但空气质量也是必要的。如果发动柴油机的空气氧浓度太低，柴油发动机也是启动不了的。这就要求，潜艇内还要装备个净化装置，排除潜艇内过多的二氧化碳、一氧化碳和氢气等有毒有害气体，提高潜艇内空气质量，保障柴油发动机正常工作。

氧气瓶时刻准备着。为了防止电解装置出故障无法制氧，潜艇内一般还会备用够一两小时用的氧气瓶。这是潜艇撤出海底世界的最后一点空气，若是两小时还没出海，潜艇将面临着灭顶之灾，永远沉入海底，或像361号潜艇一样一片死寂地浮在海面上。柴油机是高耗氧的动力装置，潜艇上的氧气瓶杯水车薪，往往无济于事，只能是潜艇的最后一根“救命稻草”。

柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

柴油潜艇又称作柴电潜艇，指的是潜艇的动力系统由柴油机和蓄电池共同组成，柴电潜艇在水下潜航的时候并不需要空气，只有蓄电池的电量用完了才需要空气运转柴油机给蓄电池充电。

顾名思义，柴电潜艇肯定会装备一部柴油机，潜艇在水面航行状态下可以利用柴油机带动潜艇螺旋桨转动从而带来动力，不过在水下潜航时却无法使用柴油机，因为柴油机工作也就是柴油燃烧必须使用空气，水底下的潜艇自然没有那么多空气供柴油机运转，怎么办呢？蓄电池登场了。

蓄电池的作用当然就是储存电力，柴电潜艇上都会安装大量蓄电池，柴油机本身无法为蓄电池充电，所以潜艇柴油机会连接一部发电机，柴油运转带动发电机做功发电，从而为潜艇的蓄电池充电，当冲满电量后潜艇就会下潜，潜航时潜艇的动力系统完全依赖由蓄电池提供的电力，所以潜航状态的潜艇并不需要空气。

潜艇给蓄电池充电的原理和汽车给车载蓄电池充电的原理是一样的，非常简单。不过柴电潜艇水下潜航时以蓄电池提供动力，有一个绕不过去的问题就是续航时间太短，潜艇水下航行需要巨大的电量，因此普通柴电潜艇的水下续航时间最多只有一周左右的时间，蓄电池电量用尽前必须上浮充电，而上浮状态对潜艇来说是最危险的，这个时候很容易被反潜系统探测到。

核潜艇的出现就很好的解决了这一问题，核燃料在核潜艇的反应堆内进行链式反应产生大量热能， 核潜艇水循环泵带动水流通过管道流经反应堆，循环水会形成高温高压水蒸气，这些水蒸气进入核潜艇汽轮机后做功，汽轮机主轴连接螺旋桨，从而为核潜艇带来动力。同时汽轮机还会连接一部发电机，为核潜艇的声呐、通信、艇载电子系统带来电量。

核潜艇的整个运作流程并不需要大量空气，因此核潜艇的水下潜航时间远超柴电潜艇，连续在水下潜伏一两个月也没问题，不过这么长时间核潜艇上的人自然需要氧气，因此核潜艇和常规潜艇一样也会有制氧机，不同的是常规潜艇的制氧机是由蓄电池提供电力工作，核潜艇的制氧机是由汽轮机带动发电机再带动制氧机工作，因此核潜艇的潜航时间和续航时间都有巨大优势。

核潜艇虽好，但能够研发核潜艇的国家寥寥无几，没有核潜艇的国家为了提高常规潜艇的续航时间，研发出了AIP动力潜艇。AIP动力系统又称为不依赖空气推进系统，目前的AIP潜艇分为两类:一是利用闭循环系统直接将柴油机产生的废气重新转化为氧含量接近空气的气体，另一种就是让燃料与液态氧产生反应燃烧，AIP潜艇的水下潜航时间虽然低于核潜艇，但相比普通常规潜艇提高了不少，一般AIP潜艇的水下潜航时间可达半个月甚至更久。

日本海上自卫队没有核动力潜艇，因此海自对常规潜艇的研发非常重视，比如海自的苍龙级潜艇和大鲸级潜艇都是目前最先进的常规潜艇之一，但海自的常规潜艇研发思路却非常奇特，并没有在AIP系统上下力气，而是对潜艇的电池做起了文章。大鲸级潜艇的首艇大鲸号就是一艘锂电池潜艇，但这并不是日本的第一艘锂电池潜艇，苍龙级潜艇凤凰号才是日本第一艘安装锂电池的潜艇。

锂电池的优势就是比普通铅酸电池的储电量大，海自称大鲸号潜艇的锂电池组储电量是铅酸电池的两倍以上，并且体积更小，因此为常规潜艇装上锂电池，也能达到AIP潜艇的潜航时长，不过锂电池潜艇的缺点也很明显:锂电池充电过程中会产生过热现象，容易产生火灾或爆炸，因此目前采用锂电池潜艇的并不多，大多数还是在研发AIP潜艇。

我国是锂电池生产大国，目前的锂电池产量占全球的六成以上，如果锂电池潜艇比AIP潜艇有优势，我们的潜艇早就上锂电池了。实际上AIP潜艇才是未来常规潜艇的发展方向，目前的AIP潜艇只是第一代，未来随着技术改进，AIP潜艇的潜航时间有望达到核潜艇的水平。

柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

在现代海战中，潜艇是一种必不可少的武器；有很多人好奇，一些常规动力的潜艇在水下航行，发动机需要的空气从哪儿来？水下周围都是海水，如果需要一直上浮换气，岂不是大大降低潜艇的作战效能？为了解决这个问题，这一技术很关键，他就是AIP系统的斯特林发动机。

熟悉潜艇的同学肯定知道，现代潜艇分为两种动力，一种是核动力，另一种是常规动力；核动力不需要空气，但是常规动力引擎都是需要吸气的，在水下航行该怎么解决这个问题呢？这就要提到潜艇技术非常重要的一环：AIP系统；AIP系统翻译成中文就是不依靠空气的动力系统，细分的话大致可以分为三种，每种方法都各有各的优点和短板。

第一种是直接采用封闭式的循环供气；就是指在潜艇内部，建立一个封闭的内循环系统，在发动机排出的废气中，加入新鲜的氧气，模拟真实的大气环境；但是这种方法迟早会把氧气耗光，所以需要潜艇一直上浮换气，而且需要腾出很多空间来容纳压缩空气气缸；这种方法是最基础的，也是相对来说效能最弱的，但是这种方法制造工艺比较简单，价格也相对便宜，适合一些海军实力不强的国家。

第二种是使用蓄电池来辅助；这种方式需要潜艇装备两套动力系统，一套是常规的柴油发动机，另一套是电动驱动系统；在潜艇浮在水面上时，使用柴油发电机驱动，并且同时为蓄电池发电；而潜到水下之后，再使用蓄电池来电驱动推进。这种方法虽然使得潜艇水下潜航时间更长，但是蓄电池的保养和维护非常复杂，两套发动机系统也大大的挤占了潜艇宝贵的内部空间。

第三种是使用一种特殊的发动机：斯特拉发动机；这种发动机在十九世纪初，由英国人发明，在在许多特点上和传统的内燃机很像，但是区别在于，斯特拉发动机更适合潜艇使用；一是因为它有着更加出色的静音性能，二是因为斯特拉发动机的特殊工作原理使得它的气压的要求不高，不需要和内燃机一样维持较高的气压。

综合来看，AIP系统已经成为了现代潜艇技术必不可少的技术，想要拥有强大的常规潜艇，AIP技术非常关键。

柴油潜艇下潜时，发动机所需的空气从哪里来？

柴油潜艇一般通过柴油发动机和电动马达配合工作实现作战任务。其中柴油发动机负责潜艇在水面上航行和电瓶充电的动力来源。潜艇下水后则使用预先储备在电瓶中的电力航行。二战前荷兰则发明了呼吸管，德国改进后应用在他们的潜艇中。呼吸管可以伸长通气管将外界的空气引入柴油发动机，并排出发动机产生的废气，还能防止海水进入管线。这时柴油潜艇可以使用潜望镜深度下使用发动机。

早期的柴电潜艇动力系统包括柴油机、电动机、发动机和蓄电池。其中螺旋桨和采油机及电动力并联，在水面上工作时，使用柴油发动机，此时柴油发动机还为蓄电池供电。在水面下航行时，由于氧气有限，这时只使用蓄电池为电动马达供电，仅用电力推动螺旋桨工作。

在柴油潜艇引入呼吸管之前，潜艇进行换气和充电作业时必须浮出水面，而潜艇为了保证安全通常只能在夜间进行作业。潜艇引入呼吸管后，其只需将呼吸管伸出海面便能进行充电，它不仅降低了潜艇被发现的几率，还大大延长了潜艇的充电时机。然而呼吸管的缺点同样明显，柴油发动机在工作时会排出大量废气，天气晴朗的前提下3海里外都能目视看到。而且伸出的潜望镜发出的浪花也会被雷达所捕获。

目前还有不依赖空气推进潜艇（绝氧推进系统），动力系统采用闭式循环柴油机、斯特林发动机和燃料电池。其中闭式循环柴油机能让柴油发动机像在水面运作一样，这时候使用的是制氧剂或压缩液态氧气。由于金属会在纯氧环境中燃烧，所以闭式循环柴油机中的氧气会加入杂质气体。