非大気依存推進
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燃料電池の概念図。

非大気依存推進(ひたいきいぞんすいしん、: Air-Independent Propulsion, AIP)は、内燃機関ディーゼル機関)の作動に必要な大気中の酸素を取り込むために浮上もしくはシュノーケル航走をせずに潜水艦を潜航させることを可能にする技術の総称。ただし、通常は原子力潜水艦で利用される核動力を含まず、非核動力艦のディーゼル・エレクトリック機関を補助・補完する技術を指す。
概要

AIPは通常、補助動力として用いられる。多くのAIPシステムは、電動推進器を駆動したり、潜水艦の蓄電池を充電するための発電を行う。潜水艦の電気系はいわゆる「ホテル・サーヴィス」(hotel services、すなわち換気・空気浄化・照明・空調など艦内居住環境の維持)のためにも用いられるが、推進に用いられるものに比べればわずかな量である。

AIP機関は、既存の潜水艦であっても充分なサイズさえあれば、船殻に追加の区画を挿入することによって、能力向上策として導入することができる。AIPは通常、大気依存型推進を代替するほどの航続力や出力をもたない。しかし、在来型の潜水艦よりも長期にわたる連続潜航を可能にする。とはいえ、典型的な在来型の動力機関は、最大で3MWの出力を持ち、核動力であれば20MWを超えるものすらあるが、AIPではよくてもその10分の1程度、通常は数百kW程度の出力にとどまる。
歴史

古くは1867年にスペインのナルシス・ムントリオル亜鉛二酸化マンガン塩素酸カリウムの化合熱でレシプロ式蒸気機関を動かし、潜水艇イクティネオIIをテスト航行させることに成功している。また、帝政ロシアでは先進的なAIP式潜水艦の研究が行われていたが、第一次大戦と革命の混乱の中で研究は途絶してしまった。

第二次世界大戦中、ドイツヘルムート・ヴァルター博士の指導下で、潜航中の潜水艦の酸素源として過酸化水素を用いる研究を行っていた。ここから転じて、過酸化水素から得られる酸素によって内燃機関を作動させ、潜水艦の水中動力とするアイディアが案出された。これは後に開発者の名にちなんでヴァルター機関と呼ばれるようになる、AIPのはしりというべきものであった。ヴァルター機関は、過酸化水素を過マンガン酸カリウム触媒で分解して得られた酸素を含む水蒸気によってディーゼル燃料を燃焼させて加熱した蒸気を用いる閉サイクル蒸気タービン機関である。

ヴァルター機関を用いた潜水艦も数隻ながら建造された。その中の1隻、XVIIB型U1407は、戦後になってからサルベージされ、イギリス海軍HMS メテオライトとして再就役した。イギリス海軍は、潜水艦の水中での動力源として、核動力機関ではなくヴァルター機関の開発に注力し、1950年代後半に2隻のエクスプローラー級潜水艦を新規建造した。同じくXVIIB型を接収したアメリカ海軍も、ヴァルター機関を搭載した実験的な潜水艇X-1(英語版)を建造した[注 1]

イギリスと同様、旧ソ連海軍もAIPに関心を抱き、液体酸素による閉サイクル・ディーゼル方式を用いた沿岸哨戒用の小型潜水艦615型(Project 615、NATOコードネームケベック級)を就役させた。その後、ドイツから接収したXXVI計画の資料を元にヴァルター機関を搭載したS-99(617号計画)を建造、就役させたが酸化剤である過酸化水素に起因する事故を起こした。

しかしながら、いずれの海軍においても、この時期のAIP開発はそれ以上の発展や採用を見ることはなかった。ヴァルター機関の燃料である過酸化水素は腐食性があることに加え、爆発性の物質であるために、しばしば事故に悩まされた。また、液体酸素を採用したソ連海軍でもやはり爆発や火災などの事故にたびたび見舞われた。アメリカ海軍が潜水艦への搭載が可能な小型原子炉の実用化に成功すると、イギリス、ソ連いずれの海軍も同じ道を選択し、AIP機関の開発を断念した[注 2]

しかし、原子力潜水艦を実現するための諸々の障壁は低いものではなく、政治・軍事・地理等々の制約から原子力潜水艦が不適な国々が存在する[注 3]


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