电力推进使这款法国潜艇概念更加隐蔽

对于那些希望能够部署强大的潜艇但又买不起核动力潜艇、缺乏建造核动力潜艇的技术或存在其他限制的国家来说，法国海军集团有一个答案：SMX31E，理论上它可以像核动力潜艇一样长时间潜水而无需浮出水面。

这艘重达 3,530 吨（水下重量）、长 262 英尺的潜艇目前仍只是一个概念——一艘只存在于纸面上的潜艇。但建造它所需的技术部件“已经成熟、正在开发中，或预计将在未来几年内成熟”，项目经理 Stephan Meunier 告诉《大众科学》 。

海军集团于 2018 年在欧洲海军展上展示了第一款 SMX31，欧洲海军展是全球最大的海军和海事贸易展，每两年在巴黎举办一次。这款产品引起了潜在客户甚至竞争对手的兴趣，因此他们一直在追求和完善这个想法。

今年，欧洲海军展仅在 10 月份以线上活动的形式举行，但这艘更名为 SMX31E 的潜艇又回到了工作项目，该潜艇将于 2040 年至 2045 年间投入使用。这是一个合理的时间框架，因为设计一艘新潜艇需要十年时间，建造它还需要十年时间。

穆尼尔表示，自 2018 年以来，“一些关键技术取得了巨大进步，例如涂层、无人潜水艇 [USV] 和电池。” 因此，这些创新已被融入新版本，迎合了军事战略家对 2040 年海战的看法。“[那时] 我们预计海洋表面将完全处于监视之下，鉴于出其不意是战争的艺术，我们将越来越多地处于水下，”穆尼尔解释道。

SMX31E 看起来并不像我们熟悉的潜艇。它看起来像一条没有尾巴的鲸鱼，事实上，建筑师仔细研究了这些巨型海洋哺乳动物，以模仿它们非凡的流体动力学。它没有传统意义上的后螺旋桨，也不需要船帆（一种位于每艘潜艇顶部的矩形烟囱状结构），因为直视潜望镜已被配备摄像头的光电桅杆取代。

SMX31E 进一步推进了仿生学，其外壳覆盖着鱼鳞状的瓷砖。“这些外壳材料在降低潜艇在水中滑行时发出的噪音方面发挥了重要作用，即使是在高速行驶时，”Meunier 说道。

为了达到这些速度，SMX31E 配备了两台轮缘驱动推进 (RDP) 电动机。使用 RDP，螺旋桨位于管道内，管道本身包含为螺旋桨叶片提供动力的电动机。它看起来像飞机发动机，但没有轮毂——螺旋桨叶片连接到外缘。这项技术消除了发电机和螺旋桨本身之间机械连接或轴的需要。

因此，RDP 系统可以降低船舶的声学噪声特征，这是潜艇保持隐身性的重要因素，而且根据英国皇家海军建筑学会的说法，它还可以提高 7% 的流体动力效率，使船舶达到更高的速度。

RDP 由电力驱动。在当今的潜艇中，电力要么由核能、不依赖空气的动力 (AIP) 产生，要么由为铅酸电池充电的柴油发动机产生。后两者的问题是，它们都必须浮出水面，使用柴油发电机为电池充电。需要将新鲜氧气带上船，并且必须将累积的一氧化碳以及柴油发电机运行产生的废气排出。

潜艇浮出水面时最容易受到攻击。它必须减速，浮出水面，这样通气管、排气管和船体才有可能被发现。

因此，为了完全避免浮潜，SMX31E 将不使用任何这些技术。它将完全由电池驱动。“SMX31E 将配备一个巨大的锂离子电池组，”Meunier 说，他解释说，过去几年锂离子电池技术取得了巨大进步，这意味着这些电池可以让船只在 5 节（5.7 英里/小时）的速度下保持水下 60 天，或以 8 节（9.2 英里/小时）的速度下保持水下 30 天。它需要插入电源才能充电。

这与核潜艇不相上下：这些潜艇可以潜水的时间大约是 60 天，因为它们无法携带超过两个月的食物供应！

“在储存能源方面取得了巨大进步。看看如今电动汽车的自主性比几年前提高了多少，”Meunier 评论道。日本海上自卫队已经对它们有足够的信心，其最后两艘 4,200 吨（水下）、276 英尺长的苍龙级潜艇（比 SMX31E 稍大）由锂离子电池供电，2020 年 10 月 14 日下水的新型潜艇中的第一艘Taigei也是如此。（锂离子电池仍然必须使用柴油发电机充电，但不需要像旧的铅酸电池那样经常充电，这意味着潜艇可以下潜更长时间。）

SMX31E 仅需 15 名船员，但可容纳 12 至 20 名突击队员，船上配有专用设施。此外，该潜艇可充当母舰，发射多达六艘无人水下航行器 (UUV) 和两艘超大型 UUV，后者从潜艇中心两侧的大舱室部署。

其 24 枚重型武器，包括海军巡航导弹、F21 鱼雷和反舰导弹，将从船侧和船尾的两个鱼雷发射管发射。该后部鱼雷发射管还可用于发射和回收 UUV。

SMX31E 不太可能按照现在的样式建造。但正如 Meunier 所说，船舶工程师将继续推进设计，使其适应海军的作战需求，并进一步开发这艘船所展示的新概念和技术组件。