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未來海戰利器:揭秘德國212A型潛艇的黑科技

作者:金牌小小醬
未來海戰利器:揭秘德國212A型潛艇的黑科技

潛艇是海上戰争中最隐蔽、最緻命的武器之一,各國都在不斷地研發和改進潛艇的技術,以提高潛艇的性能和戰鬥力。在這方面,德國無疑是一個領先者,它擁有悠久的潛艇造艦曆史和優良的潛艇血統,曾經在二戰時期以狼群戰術給盟軍造成了巨大的損失。而在21世紀,德國又推出了一種新型潛艇,它是全世界第一種采用燃料電池的aip潛艇,也是當今世界上現役的唯一一種配備固定式火炮的潛艇,它便是德國212A型潛艇。

未來海戰利器:揭秘德國212A型潛艇的黑科技

德國212A型潛艇是德國海軍在1991年開始研制的一種正常潛艇,目的是為了替換老舊的206型潛艇,作為德國在21世紀的主力潛艇。該型潛艇的外形相當美觀,在德國造艦工業精心設計下,它擁有最佳的長寬比,艦體線條比德國先前設計的所有潛艇更加流線,其長度接近56米,寬七米,水下排水量1830噸,水下航速20節,續航力約420海裡,最大潛深200米,自持力49天,人員編制27人,既可以反艦反潛,還能執行布雷任務。

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不過該型潛艇最大的特色莫過于它的動力系統,前面我們也提到了,212A型是全世界第一種采用燃料電池柴電動力系統的潛艇,該型潛艇的首艦U31号的燃料電池使用的是西門子的第一代實用化氫燃料電池。由九組氫燃料電池單元、四個14噸的液态氧儲存槽以及氫儲存容器組成,每組氫燃料電池單元可輸出三十四千瓦,九組加起來的總功率可以達到三百零六千瓦,使潛艇能夠以五節以下的低速在水下連續航行二到三周。金屬氫化物氫氣儲存槽能在十小時内完成80%的裝填,25小時内完成100%的裝填,燃料儲存在用低磁鋼制造的存儲罐内。所謂氫燃料電池是一種利用氫氣與氧氣來制造電能,并将獲得的電能儲存起來的裝置。這種裝置幾乎不産生污染和有害物質,運作時沒有噪聲,并且具有很高的能量轉換率,是以曾經受到許多國家的追捧。

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燃料電池的優點是顯而易見的,它可以使潛艇在水下長時間航行,不需要頻繁地浮出水面充電,進而提高了潛艇的隐蔽性和持久性。而且燃料電池的運作過程中,隻會産生水和熱量,不會排放有害的尾氣,進而降低了潛艇的紅外和聲學信号,增加了潛艇的難以被發現的能力。燃料電池的另一個優點是,它可以使潛艇在水下保持靜止或者緩慢移動,不需要開啟柴油機或者電動機,進而減少了潛艇的噪音和振動,提高了潛艇的隐蔽性和靈活性。

但是燃料電池也有着不可忽視的缺點,首先是成本高昂,燃料電池的制造和維護都需要大量的資金和技術,而且燃料電池的壽命也不長,需要定期更換,這對于潛艇的營運成本是一個很大的負擔。其次是可靠性難以保障,燃料電池的工作原理是利用氫氣和氧氣的化學反應來産生電能,而氫氣和氧氣都是高度易燃易爆的氣體,一旦發生洩漏或者短路,就可能引發嚴重的火災或者爆炸,對于潛艇的安全性是一個很大的威脅。而且燃料電池的系統功率也不大,隻能滿足潛艇的低速航行,如果需要高速航行或者急速潛浮,還是需要依靠柴油機或者電動機,這就降低了潛艇的動力效率和戰鬥力。

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是以,燃料電池并不是一種完美的潛艇動力方案,它有着自己的優勢和劣勢,需要根據不同的情況和需求來選擇和使用。目前除了德國外,其他建造aip潛艇的國家都沒有采用氫燃料電池,而是選擇了其他的技術路線,如斯特林式柴油機、閉式循環柴油機、空氣獨立推進系統等,這些這些技術路線各有優缺點,沒有絕對的高下之分,隻能說是适合不同的潛艇類型和作戰任務。而德國212A型潛艇的燃料電池技術,雖然在理論上有着很高的潛力,但是在實際應用中還存在着很多的問題和風險,需要經過長期的測試和改進,才能真正成為一種可靠的潛艇動力方案。

除了動力系統以外,該潛艇的艦艇設計和外形也都是黑科技,采用了低磁鋼、葉輪型船型、X型尾翼等先進技術,使得潛艇具有了更好的隐蔽性、靈活性和穩定性。該潛艇的艦體以高強度低磁鋼、不鏽鋼制造,全艦分割為四個艙區,由于優異的焊接技術、結構設計以及材料技術,使本級艦的艦艇擁有極佳的抗壓能力以及耐沖擊力,能增加潛航深度以及抵抗反潛武器的爆震。船型采用的是葉輪型船型,艦體構造融合了單殼與雙殼的設計,前部船體采用單殼結構,後端則為了容納燃料電池儲氫容器而使用雙殼結構。

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除此之外,耐壓殼上部還有一層非水密的上部構造,由艦艏一路延伸至艦尾。相較于一般純單殼設計,複合型艦體以管狀的單一耐壓殼為主體,在其外附加部分外殼與内部耐壓殼之間形成非水密的自由流水空間,能将一些不需要特别保護,能直接與海水接觸的裝置設定在這些地方,而不用去占耐壓殼内部的寶貴空間,這一點可以說是設計的非常用心了。該型潛艇采用了十分光滑的水滴形設計,艦艇尾部是圓錐形尖尾,采用七葉大斜式單螺旋槳推進。尾翼方面,212A型采用了比較罕見的X型尾翼,無論是水準或者垂直方向的航向改變,X尾翼的四個舵面都會參與,而傳統十字尾翼在垂直或者水準控制時都隻有兩個舵面參與,是以X尾翼的等效舵面積較高,能在面積比較小的情況下獲得與十字尾翼相同的舵面積,是以長度可以不超過潛艇輪廓的橫斷面,更加适合在淺海執行任務。無論在航行還是座底或者靠岸的情況下,都比較不容易讓尾翼與其他物體碰撞而造成不必要的損傷。

該型潛艇的戰鬥系統發展自MSI90U基本武器指揮控制系統,此系統采用全分散架構,與各作戰裝備高度整合,利用高性能資料總線将艦上的武器系統、聲納以及導航等連接配接在一起運作。艦艏下方有六具533毫米魚雷管,除了魚雷管内預先裝填的六發魚雷之外,艦上還儲存有12枚備射魚雷,并可以在作戰時快速進行裝填。

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這些魚雷管配備具低音設計的水壓彈射系統,不僅能使用魚雷,也可以發射水雷與飛彈。212A型使用新型DM2A4海軍四型重型線導魚雷,此外也能在艦身外加裝水雷布放箱。本型潛艇還是當今世界上現役唯一一種配備固定式火炮的潛艇,其裝備的Mar瑞納自動火炮系統在潛艇與水面執行某些特殊任務或面臨突發狀況時,可以讓潛航的潛艇有一定程度的近距離壓制火力。本型潛艇配備STNDBQS、四零主被動聲納系統,整合有艦首環形中頻被動陣列聲呐、AS3側面中低頻被動陣列聲呐、t as3低頻拖曳陣列聲納、被動測距聲呐、環形聲納、訊号接收警告器等,功能完備且涵蓋面大。為了反制來襲的魚雷,212A型配備TAU2000魚雷對抗系統,由艦上的戰鬥系統自動控制。TAU2000包括4G投射系統,每具最多能安裝十個發射管,使用的彈藥包括反魚雷誘餌、噪音幹擾器等等,能發射多個誘餌來反制使用反複攻擊模式的魚雷。

綜合了新時代傳統動力潛艇最新科技于一身的212A型成為德國優良潛艇血統的傳承者,以優良造艦工藝和尖端科技結晶為基礎,成為了正常潛艇行業的标杆。但是作為燃料電池aip的先驅者,212A型潛艇也同時承擔若幹隐患與風險。尤其是燃料電池aip有着很大的危險性,而且系統功率較小,在2014年就曾出現過故障,差點導緻212A夭折,是以真正的實用性仍需要時間的檢驗。對于軍事裝備來說,技術上的領先固然重要,但性能的穩定更是戰鬥力的保障,更何況不同的技術路線本來就沒有高下之分。

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然而事實上,目前除了德國外,其他建造aip潛艇的國家都沒有采用氫燃料電池,即便是同為正常潛艇和燃料電池技術強國的日本,在建造蒼龍級潛艇時也老老實實的選擇了斯特林式柴油機,看來一貫以嚴謹著稱的德國人也有自己的冒險精神和創新追求。德國212A型潛艇的燃料電池技術,雖然在世界上獨樹一幟,但也展現了德國在潛艇領域的領先地位和技術實力。該型潛艇不僅擁有全球唯一的艇載火炮,還具備高速、隐蔽、持久和強大的作戰能力,是一款全方位的水下戰鬥平台。無論是在淺海還是深海,無論是執行反艦還是反潛任務,該型潛艇都能發揮出出色的性能,為德國海軍提供強有力的支援。

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