
今年是中國人民解放軍建軍94周年,多年來,中國軍人一直是人們心中最可愛的人,是最美的逆行者,人民軍隊更是守衛國門的鋼鐵長城。在科技發展日新月異的今天,大量高科技成果已經廣泛應用在軍事領域,其中就有被譽為“21世紀終極能源”的氫能,它在海陸空天潛等諸多領域的應用,大大推動了我國軍力的提升。
一、氫燃料電池技術備受潛艇青睞
氫燃料電池的原理是氫氣與氧氣在催化劑的作用下發生氧化還原反應,氫氣被分解成氫離子和電子,并在多層膜的作用下分離,電子的運動形成了電流。氫燃料電池的產物只有水,同時生產所需的材料也不會對環境造成大的壓力,因此被認為是一種終極環保的技術。
氫燃料電池在軍事上應用有三個優點,一是靜噪;二是可產生持續電流;三是能量轉換率高(超過80%,普通僅為30%左右)。這些優勢正式潛艇實現“隱身”的重要條件。目前最成功的氫電池推進武器是德國的212和214型潛艇。
傳統常規潛艇在水下采用電動機推進,電力由蓄電池提供,但它的續航里程較短,一般在400海里左右,就需要上浮用柴油發動機給蓄電池充電,這樣就容易暴露,因此常規潛艇一個重要的發展方向就是研制不依賴空氣的推進系統-AIP系統。
目前世界上前景使用的AIP技術主要有3種,分別是閉式循環柴油機、斯特林發動機和燃料電池。這3種技術中,閉式循環柴油機的工作效率較低,而且柴油機本身的噪音和空氣噪音較大。而斯特林發動機的可靠性較低,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,最高可以達到60%,同時不產生廢氣和污染物,噪聲也是最小的。
我國的氫燃料電池技術也獲得了巨大突破,早在2019年中國船舶第712研究所就發布了擁有自主知識產權的首款500千瓦級,船用氫燃料電池系統。
整套系統不會有任何的污染和排放,而且有相當高的制氫效率。攜帶的每一公升有機液體,可以制造50~80克的氫,此外還擁有非常良好的可靠性和補給便捷性。
與國外先進的產品相比,該機型的功率提高了117%,領先世界。雖然這款氫燃料電池的設計初衷是為了民用,但是不可否認的是,它具有相當強的軍事應用背景,一旦應用,可以使中國潛艇事業再上一個臺階。
二、氫能無人駕駛飛行器再創飛行紀錄
由電池供電的無人駕駛飛行器,已經廣泛應用于軍事領域,一般只能持續30分鐘就需要充電。氫燃料電池可以將無人機空氣時間增加到大約8小時,并且在著陸后,可以在不到15分鐘內加油。此外,它還有更少的維護和零潤滑劑的優勢。因此,氫電池比其它電池具有更高的軍事價值。
由新研創能聯合首航國翼開發的六旋翼無人機的核心是一塊氫燃料電池,搭載了一個高壓儲氫瓶為氫燃料電池提供發電所需的氫氣。這款無人機,實現了長達331分鐘的不間斷室外飛行,打破了270分鐘的世界紀錄。
三、氫氧發動機應用于東風導彈
氫氧發動機是指采用液氫、液氧作為燃料的發動機,它具有重量輕、推力大、五毒無污染等優勢。氫氧發動機是世界火箭發動機技術發展的趨勢之一,掌握氫氧發動機技術是一個國家成為航天強國的標志之一。我國的長征五號使用的便是氫氧發動機技術。此外,相比于中短程固體燃料導彈,液態氫氧燃料發動機更適合應用在遠程導彈上。
我國的東風-5A洲際導彈使用的便是液態氫氧發動機技術,它是中國射程最遠的洲際彈道導彈,能夠達到13000公里,采用陸基發射井發射、陀螺儀慣性制導系統和可儲存式液氫燃料,能攻擊到全球任何目標,可攜帶6枚分導式多彈頭。
今年是中國共產黨建黨一百周年,奮斗百年路,啟航新征程,這個八月顯得格外紅火,人民軍隊為人民,有了更多高科技的武器,中國軍人的形象也變得更加高大偉岸,致敬中國軍人。