第五十九章闭式循环
在海伦娜眼中，船舶建设工程局建造的这艘水下排水量只有*********面的潜艇发展史册的。除了摒弃了落后半壳体结构，转而采用新颖的单壳体结构外，该潜艇还在世界范围内首次装备了“不依赖空气”的动力装置——闭循环柴油机。
“不依赖空气”动力装置，简称AIP，是能够在不与外间空气进行气体交换的情况下，长时间为潜艇提供驱动力的动力装置的统称。在没有，潜艇水面航行依靠柴油机提供动力，水下航行则依靠蓄电池的电力驱动电动机提供动力，由于蓄电池容量有限，普通的常规潜艇的水下自持能力最多不过几天时间，而且就这还得在低速状态下才能达到。如果想要在水下高速航行，只需要几个小时，蓄电池中的电力就会枯竭。这时候潜艇就不得不冒着危险上浮充电，之后才能重新获得水下行动能力。为了解决这一尴尬，提高潜艇的隐蔽性，人类发明了各种各样的能够支持潜艇长时间水下航行的动力装置，这就是，而闭循环柴油机也是。
装有闭循环柴油机，其柴油发动机工作时有两种循环方式：开式循环和闭式循环。潜艇在水面航行时发动机采用开式循环，即和普通柴油机一样，先从大气中吸气，燃烧做功后再把废气排入大气之中。潜艇在水下航行时发动机循环方式切换为闭式循环，这种循环模式也是这种在，其具体工作原理如下：
第一步，潜艇通过液氧储罐携带的氧气会先进入一个氧混合室，在混合室内，氧气和已经去除水蒸气和二氧化碳的贫氧废气混合，形成氧含量接近空气的混合气。
第二步，含氧混合气被吸入柴油机，这样柴油机就能像在水面上一样正常工作了。柴油机工作的同时排出富含水蒸气和二氧化碳的废气。
第三步，废气进入一个冷凝器，通过冷凝法使废气中的水蒸气冷凝，达到去除废气中水蒸气的目的。
第四步，废气进入二氧化碳吸收器，用海水吸收其中的二氧化碳，这就形成去除了水蒸气和二氧化碳的贫氧废气，接下来，这种经过处理的贫氧废气被送到氧混合室，然后重复第一个步骤。
海伦娜之所以要重点发展闭循环柴油机，主要还是看重了它的几个突出优点：
第一个优点是在各种，闭循环柴油机技术门槛是最低的，除了二氧化碳吸收器的吸收效率可以算个技术难点之外，不存在现今的德国难以攻克的技术关卡，而且这个技术难点也可以通过对氧混合室渗入微量氩气的方法来弥补。
第二个优点是闭循环柴油机不需要配备另一套发动机和另一种燃料，闭循环柴油机系统的发动机就是很普通的潜艇用柴油机（所不同的只是循环方式），燃料也是很普通的潜艇用的柴油，这就极大方便了后勤保障工作。
第三个优点是闭循环柴油机的功率可以做得比较大，可以赋予潜艇较高的水下航速。理论上说，只要液氧供应跟得上，闭循环柴油机的功率可以和在水面上时一样大。
第四个优点是热效率较高，在闭循环模式下，柴油机的热效率要远远高于斯特林发动机和汽轮机，燃油消耗一般低于250克/马力时。
说道这里可能有人会问了：既然闭循环柴油机这么好，那二战后为什么用的不多呢？
确实，每当谈到百花齐放的族，人们首先想到的可能是后世德国人在*********，或者瑞典人在哥特兰级潜艇上使用的斯特林发动机，而闭循环柴油机在战后大约是比较没有存在感的那一个，事实上战后也就苏联在*********的Q级潜艇。这又是怎么一回事呢？
主要原因还在于闭循环柴油机的一个固有缺点：噪声。我们来看看其他几种AIP系统：燃料电池本身几乎不产生噪声，其噪声基本都来源于电动机运转，而电动机的噪声是很小的。斯特林和闭循环蒸汽轮机虽然有机械运动噪声，但它们的燃烧过程都是温和且连续的。闭循环柴油机可不一样，柴油机的工作方式比较粗暴，而且柴油机的燃烧不是连续的，而是爆发式的，所以闭循环柴油机的噪声要明显大于其他几种AIP形式。60年代以后，随着声呐技术的进步，潜艇对安静性的要求也越来越高，于是噪声相对较大的闭循环柴油机纵然有千般好处，也再难获得各国潜艇设计师们的青眼了。
虽然闭循环柴油机有噪声大这个致命缺陷，但海伦娜还是义无反顾地选择了重点发展闭循环柴油机。海伦娜这样选择的原因是别无选择，除了闭循环柴油机，其他的能在十年内达到成熟可用的水平。
燃料电池？这个需要在二战中想都别想。
斯特林发动机？这玩意虽然发明很早，但最大功率一直停留在几千瓦的水平。上个位面直到21世纪，斯特林发动机的最大单机功率也就一两百千瓦的水平。而二战中的潜艇使用的武器主要是直航鱼雷，这可是需要潜艇频繁机动占领攻击位的。况且斯特林发动机的加热器一直处于高温状态，想要让斯特林发动机长时间可靠工作，对耐热合金的研制要求也是非常高的。
至于更加不靠谱的玩意：比如过氧化氢做氧化剂的沃尔特汽轮机，你还是去做鱼雷动力这份很有前途的工作去吧。
上个位面的1940年，德国斯图加特大学首先成功研制成功闭式循环柴油机，在世界大战后期，德国人曾经将一台*********了潜艇，并获得了16节的水下航速。虽然闭循环柴油机在潜艇上的实验获得了成功，但这一成功显然来得太晚，因为装有沃尔特涡轮机的先登了。在一次试验中，赫尔穆特·沃尔特博士的涡轮机驱动出了28节的惊人航速，于是德国人从此就将点放到了看起来更加“高大上”的沃尔特涡轮机上，而闭循环柴油机的发展自然被打进了冷宫。
本位面的海伦娜可不会再犯同样的错误。闭循环柴油机虽然有噪声大的毛病，但如果德国一部分潜艇能获得长时间水下高速航行的能力，依然会是一个极大的战术优势。下一步海伦娜还准备让船舶建设工程局积极试验潜艇通气管、氧气再生板、氧烛、活性炭空气净化器等装备，这些小东西看虽然起来不起眼，但是组合依然是潜艇战斗力不可或缺的助力器。
装有闭循环柴油机的小型试验潜艇经过几次试航，大体验证了闭循环柴油机技术上的可行性，就在海伦娜以为这一趟日本之的目的已经差不多要完成时，却突然听到了一个让她颇感惊讶的消息。
海伦娜：“什么？我们的船舶建设工程局正在和日本的兵库县播磨造船所争夺中国方面的战舰订单？这是什么时候的事？把你们的竞标方案拿来让我看看。”
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“不依赖空气”动力装置，简称AIP，是能够在不与外间空气进行气体交换的情况下，长时间为潜艇提供驱动力的动力装置的统称。在没有，潜艇水面航行依靠柴油机提供动力，水下航行则依靠蓄电池的电力驱动电动机提供动力，由于蓄电池容量有限，普通的常规潜艇的水下自持能力最多不过几天时间，而且就这还得在低速状态下才能达到。如果想要在水下高速航行，只需要几个小时，蓄电池中的电力就会枯竭。这时候潜艇就不得不冒着危险上浮充电，之后才能重新获得水下行动能力。为了解决这一尴尬，提高潜艇的隐蔽性，人类发明了各种各样的能够支持潜艇长时间水下航行的动力装置，这就是，而闭循环柴油机也是。
装有闭循环柴油机，其柴油发动机工作时有两种循环方式：开式循环和闭式循环。潜艇在水面航行时发动机采用开式循环，即和普通柴油机一样，先从大气中吸气，燃烧做功后再把废气排入大气之中。潜艇在水下航行时发动机循环方式切换为闭式循环，这种循环模式也是这种在，其具体工作原理如下：
第一步，潜艇通过液氧储罐携带的氧气会先进入一个氧混合室，在混合室内，氧气和已经去除水蒸气和二氧化碳的贫氧废气混合，形成氧含量接近空气的混合气。
第二步，含氧混合气被吸入柴油机，这样柴油机就能像在水面上一样正常工作了。柴油机工作的同时排出富含水蒸气和二氧化碳的废气。
第三步，废气进入一个冷凝器，通过冷凝法使废气中的水蒸气冷凝，达到去除废气中水蒸气的目的。
第四步，废气进入二氧化碳吸收器，用海水吸收其中的二氧化碳，这就形成去除了水蒸气和二氧化碳的贫氧废气，接下来，这种经过处理的贫氧废气被送到氧混合室，然后重复第一个步骤。
海伦娜之所以要重点发展闭循环柴油机，主要还是看重了它的几个突出优点：
第一个优点是在各种，闭循环柴油机技术门槛是最低的，除了二氧化碳吸收器的吸收效率可以算个技术难点之外，不存在现今的德国难以攻克的技术关卡，而且这个技术难点也可以通过对氧混合室渗入微量氩气的方法来弥补。
第二个优点是闭循环柴油机不需要配备另一套发动机和另一种燃料，闭循环柴油机系统的发动机就是很普通的潜艇用柴油机（所不同的只是循环方式），燃料也是很普通的潜艇用的柴油，这就极大方便了后勤保障工作。
第三个优点是闭循环柴油机的功率可以做得比较大，可以赋予潜艇较高的水下航速。理论上说，只要液氧供应跟得上，闭循环柴油机的功率可以和在水面上时一样大。
第四个优点是热效率较高，在闭循环模式下，柴油机的热效率要远远高于斯特林发动机和汽轮机，燃油消耗一般低于250克/马力时。
说道这里可能有人会问了：既然闭循环柴油机这么好，那二战后为什么用的不多呢？
确实，每当谈到百花齐放的族，人们首先想到的可能是后世德国人在*********，或者瑞典人在哥特兰级潜艇上使用的斯特林发动机，而闭循环柴油机在战后大约是比较没有存在感的那一个，事实上战后也就苏联在*********的Q级潜艇。这又是怎么一回事呢？
主要原因还在于闭循环柴油机的一个固有缺点：噪声。我们来看看其他几种AIP系统：燃料电池本身几乎不产生噪声，其噪声基本都来源于电动机运转，而电动机的噪声是很小的。斯特林和闭循环蒸汽轮机虽然有机械运动噪声，但它们的燃烧过程都是温和且连续的。闭循环柴油机可不一样，柴油机的工作方式比较粗暴，而且柴油机的燃烧不是连续的，而是爆发式的，所以闭循环柴油机的噪声要明显大于其他几种AIP形式。60年代以后，随着声呐技术的进步，潜艇对安静性的要求也越来越高，于是噪声相对较大的闭循环柴油机纵然有千般好处，也再难获得各国潜艇设计师们的青眼了。
虽然闭循环柴油机有噪声大这个致命缺陷，但海伦娜还是义无反顾地选择了重点发展闭循环柴油机。海伦娜这样选择的原因是别无选择，除了闭循环柴油机，其他的能在十年内达到成熟可用的水平。
燃料电池？这个需要在二战中想都别想。
斯特林发动机？这玩意虽然发明很早，但最大功率一直停留在几千瓦的水平。上个位面直到21世纪，斯特林发动机的最大单机功率也就一两百千瓦的水平。而二战中的潜艇使用的武器主要是直航鱼雷，这可是需要潜艇频繁机动占领攻击位的。况且斯特林发动机的加热器一直处于高温状态，想要让斯特林发动机长时间可靠工作，对耐热合金的研制要求也是非常高的。
至于更加不靠谱的玩意：比如过氧化氢做氧化剂的沃尔特汽轮机，你还是去做鱼雷动力这份很有前途的工作去吧。
上个位面的1940年，德国斯图加特大学首先成功研制成功闭式循环柴油机，在世界大战后期，德国人曾经将一台*********了潜艇，并获得了16节的水下航速。虽然闭循环柴油机在潜艇上的实验获得了成功，但这一成功显然来得太晚，因为装有沃尔特涡轮机的先登了。在一次试验中，赫尔穆特·沃尔特博士的涡轮机驱动出了28节的惊人航速，于是德国人从此就将点放到了看起来更加“高大上”的沃尔特涡轮机上，而闭循环柴油机的发展自然被打进了冷宫。
本位面的海伦娜可不会再犯同样的错误。闭循环柴油机虽然有噪声大的毛病，但如果德国一部分潜艇能获得长时间水下高速航行的能力，依然会是一个极大的战术优势。下一步海伦娜还准备让船舶建设工程局积极试验潜艇通气管、氧气再生板、氧烛、活性炭空气净化器等装备，这些小东西看虽然起来不起眼，但是组合依然是潜艇战斗力不可或缺的助力器。
装有闭循环柴油机的小型试验潜艇经过几次试航，大体验证了闭循环柴油机技术上的可行性，就在海伦娜以为这一趟日本之的目的已经差不多要完成时，却突然听到了一个让她颇感惊讶的消息。
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