今年是中國(guó)人民解放軍建軍94周年,多年來(lái),中國(guó)軍人一直是人們心中最可愛(ài)的人,是最美的逆行者,人民軍隊(duì)更是守衛(wèi)國(guó)門(mén)的鋼鐵長(zhǎng)城。在科技發(fā)展日新月異的今天,大量高科技成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用在軍事領(lǐng)域,其中就有被譽(yù)為“21世紀(jì)終極能源”的氫能,它在海陸空天潛等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用,大大推動(dòng)了我國(guó)軍力的提升。
一、氫燃料電池技術(shù)備受潛艇青睞
氫燃料電池的原理是氫氣與氧氣在催化劑的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng),氫氣被分解成氫離子和電子,并在多層膜的作用下分離,電子的運(yùn)動(dòng)形成了電流。氫燃料電池的產(chǎn)物只有水,同時(shí)生產(chǎn)所需的材料也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成大的壓力,因此被認(rèn)為是一種終極環(huán)保的技術(shù)。
氫燃料電池在軍事上應(yīng)用有三個(gè)優(yōu)點(diǎn),一是靜噪;二是可產(chǎn)生持續(xù)電流;三是能量轉(zhuǎn)換率高(超過(guò)80%,普通僅為30%左右)。這些優(yōu)勢(shì)正式潛艇實(shí)現(xiàn)“隱身”的重要條件。目前最成功的氫電池推進(jìn)武器是德國(guó)的212和214型潛艇。
傳統(tǒng)常規(guī)潛艇在水下采用電動(dòng)機(jī)推進(jìn),電力由蓄電池提供,但它的續(xù)航里程較短,一般在400海里左右,就需要上浮用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)給蓄電池充電,這樣就容易暴露,因此常規(guī)潛艇一個(gè)重要的發(fā)展方向就是研制不依賴(lài)空氣的推進(jìn)系統(tǒng)-AIP系統(tǒng)。
目前世界上前景使用的AIP技術(shù)主要有3種,分別是閉式循環(huán)柴油機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料電池。這3種技術(shù)中,閉式循環(huán)柴油機(jī)的工作效率較低,而且柴油機(jī)本身的噪音和空氣噪音較大。而斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性較低,工作效率也僅為35%,也有一定的噪音。而燃料電池則有最高的效率,最高可以達(dá)到60%,同時(shí)不產(chǎn)生廢氣和污染物,噪聲也是最小的。
我國(guó)的氫燃料電池技術(shù)也獲得了巨大突破,早在2019年中國(guó)船舶第712研究所就發(fā)布了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首款500千瓦級(jí),船用氫燃料電池系統(tǒng)。
整套系統(tǒng)不會(huì)有任何的污染和排放,而且有相當(dāng)高的制氫效率。攜帶的每一公升有機(jī)液體,可以制造50~80克的氫,此外還擁有非常良好的可靠性和補(bǔ)給便捷性。
與國(guó)外先進(jìn)的產(chǎn)品相比,該機(jī)型的功率提高了117%,領(lǐng)先世界。雖然這款氫燃料電池的設(shè)計(jì)初衷是為了民用,但是不可否認(rèn)的是,它具有相當(dāng)強(qiáng)的軍事應(yīng)用背景,一旦應(yīng)用,可以使中國(guó)潛艇事業(yè)再上一個(gè)臺(tái)階。
二、氫能無(wú)人駕駛飛行器再創(chuàng)飛行紀(jì)錄
由電池供電的無(wú)人駕駛飛行器,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,一般只能持續(xù)30分鐘就需要充電。氫燃料電池可以將無(wú)人機(jī)空氣時(shí)間增加到大約8小時(shí),并且在著陸后,可以在不到15分鐘內(nèi)加油。此外,它還有更少的維護(hù)和零潤(rùn)滑劑的優(yōu)勢(shì)。因此,氫電池比其它電池具有更高的軍事價(jià)值。
由新研創(chuàng)能聯(lián)合首航國(guó)翼開(kāi)發(fā)的六旋翼無(wú)人機(jī)的核心是一塊氫燃料電池,搭載了一個(gè)高壓儲(chǔ)氫瓶為氫燃料電池提供發(fā)電所需的氫氣。這款無(wú)人機(jī),實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)331分鐘的不間斷室外飛行,打破了270分鐘的世界紀(jì)錄。
三、氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于東風(fēng)導(dǎo)彈
氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)是指采用液氫、液氧作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī),它具有重量輕、推力大、五毒無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)是世界火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一,掌握氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家成為航天強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志之一。我國(guó)的長(zhǎng)征五號(hào)使用的便是氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。此外,相比于中短程固體燃料導(dǎo)彈,液態(tài)氫氧燃料發(fā)動(dòng)機(jī)更適合應(yīng)用在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈上。
我國(guó)的東風(fēng)-5A洲際導(dǎo)彈使用的便是液態(tài)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),它是中國(guó)射程最遠(yuǎn)的洲際彈道導(dǎo)彈,能夠達(dá)到13000公里,采用陸基發(fā)射井發(fā)射、陀螺儀慣性制導(dǎo)系統(tǒng)和可儲(chǔ)存式液氫燃料,能攻擊到全球任何目標(biāo),可攜帶6枚分導(dǎo)式多彈頭。
今年是中國(guó)共產(chǎn)黨建黨一百周年,奮斗百年路,啟航新征程,這個(gè)八月顯得格外紅火,人民軍隊(duì)為人民,有了更多高科技的武器,中國(guó)軍人的形象也變得更加高大偉岸,致敬中國(guó)軍人。