今天我們來探討壹個關於柴電混合動力潛艇的話題。潛艇在下潛前必須保持密封，因此處於下潛狀態的潛艇必須關閉柴油發動機，動力改由電推發動機驅動，如果下潛時不關閉柴油發動機，那麽運行中的柴油發動機將會在短時間內把密封環境下潛艇內的氧氣耗盡，全部艇員會在不知不覺中迅速窒息死亡，這不是理論推斷，而是曾經在我軍發生過的壹次慘痛教訓。16年前我海軍壹艘舷號為316的常規動力獵潛艇出海訓練，然而壹天過去後這艘載有70名官兵的潛艇失聯，4天後漁民向海軍報告：發現壹艘疑似我軍的潛艇已經漂浮在海面好幾天了。
當海軍救援人員趕到時被潛艇裏的壹幕驚呆了——70名官兵全部犧牲！仔細觀察發艇內現所有官兵都犧牲在崗位上，就像睡著壹樣面部沒有絲毫曾經經歷過痛苦的表情。經事後調查得出結論：官兵們是缺氧窒息死亡。發生這起事故的原因就是該艇在做好下潛準備後沒有及時關閉柴油發動機，導致艇內氧氣被柴油發動機迅速消耗，官兵們在短時間內（據推測為5分鐘）開始出現缺氧癥狀（嗜睡），氧氣耗盡後潛艇都沒來得及下潛70名官兵就全部在睡夢中安然離世，所以才出現該潛艇失聯並在海面漂浮數日的異常情況。下圖為與316艇同級別的033型潛艇，033型研發於上世紀60年代，各項性能指標非常落後，目前已全部退出現役。
常規潛艇的傳統動力系統常規動力潛艇的動力系統屬於油電混合，與油電混合汽車的驅動原理基本相同。由於柴油機工作需要大量的氧氣，因此只有在水面狀態、半潛狀態和通氣管狀態航行時才會使用柴油發動機來驅動潛艇，柴油發動機在驅動潛艇的同時也驅動發電機為蓄電池充電；當潛艇需要下潛到海裏潛航時就需要把柴油發動機關閉掉，同時啟動電動機來為潛艇提供動力，電動機的電能來源就是柴油發動機工作時為其充電的蓄電池。因此常規動力潛艇有兩套動力系統，即柴油發動機系統和電動機系統。由於經常需要浮出海面進行充電，傳統的柴電混合動力系統潛艇隱蔽性很低，即使只伸出通氣管運行柴油機也很容易被反潛機偵測到，為了解決這個問題，德國人率先發明常規潛艇API系統。下圖為在北冰洋破冰而出的兩艘美軍潛艇，在電能耗盡後潛艇必須上浮讓發動機運作充電。
常規潛艇的AIP動力系統AIP是“不依賴空氣推進裝置”的英文縮寫，AIP動力系統就是指潛艇無需從空氣中獲取氧氣的潛艇常規動力裝置，有閉式循環柴油機（CCD）AIP、斯特林發動機（SE）AIP、燃料電池（FC）AIP以及小型核動力(AMPS)AIP等四種方案。閉式循環柴油機AIP的工作原理是“洗滌廢氣”再利用，將柴油發動機排出的廢氣送進CO2海水吸收器中，讓海水充分溶解吸收CO2氣體，經這種“洗滌”後的廢氣進入混合室與氧氣、氬氣混合後再循環提供給發動機，而溶有大量CO2的海水經海水處理系統處理後排出艇外；
斯特林發動機AIP的原理是用液氧罐為循環介質燃燒提供氧氣，廢氣排放方式與閉式循環柴油機CCDAIP相同；燃料電池AIP的工作原理是靠氫和氧反應直接產生電能而工作，它唯壹的副產品為水，這個過程正好與通過電解分解水的過程相反，因此燃料電池必須源源不斷地供應氫和氧，為此，AIP裝置不僅要有較大容量的液氧罐和壹個較大容量的液氫罐，液氫儲藏非常危險，燃料電池AIP系統具有壹定的風險；小型核動力AIP的原理與大型核動力裝置相同，即核能加熱水產生高溫蒸汽驅動蒸汽輪機轉動來為潛艇提供動力。下圖為我國采用小型核動力AIP系統的041型潛艇內部，041型潛艇主要用於外貿，外貿型號稱為“S-20”先進常規動力潛艇。
AIP動力系統的應用AIP動力系統可以不依賴外部空氣來驅動潛艇的工作原理看似美好，但是仍然存在著許多有待解決的問題，目前尚在研發階段，只有少部分潛艇使用了AIP技術，比如德國212級潛艇采用了燃料電池AIP；我國041型潛艇采用小型核動力AIP（主要用於出口）；日本“蒼龍”級AIP潛艇采用斯特林發動機AIP，另外美、俄、法、加拿大等國家在AIP的研發上方向上傾向於小型核動力AIP（我國選擇核小堆和燃料電池兩個方向）。AIP動力系統的缺點是只能維持潛航潛艇的巡航速度能耗，如果發生戰事需要以最高速度航行，最終還是需要上浮以後讓柴油機來發電為蓄電池充電，所以目前AIP動力系統只能作為潛艇油電混合動力系統的輔助動力，真正能達到90天不上浮的只能是正兒八經的核動力潛艇。下圖為俄羅斯海軍裝備的“臺風”級核動力潛艇，潛航排水量達46000噸，比泰國的航空母艦還大，這類超大型潛艇是無法使用AIP系統驅動的。
不論是傳統動力系統還是AIP動力系統的常規潛艇都需要消耗空氣，區別在於空氣的來源。采用傳統動力系統的潛艇潛航時只能開啟電動機來啟動，如果蓄電池的電能耗盡就必須上浮或者伸出通氣管半潛航行，這時候潛艇就失去了隱蔽性優勢，只能被動挨打了。而AIP動力系統的常規潛艇雖然不依賴外界空氣，但是功率實在太小，不足以長時間為潛艇提供全馬力的動能，關鍵是不論哪壹種類型的AIP都存在壹定的系統危險性，與傳統動力系統相比優勢並十分明顯，因此潛艇完全核動力化才是王道。下圖為排水量為18750噸的美軍俄亥俄級戰略核潛艇，可裝載24枚彈道導彈或154枚巡航導彈。