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中國軍艦綜合電力系統取得突破 領先西方交流電技術
送交者: 三把刀 2024年08月05日17:20:57 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  近日,據香港知名國際媒體《南華早報》消息稱,中國工程師在戰艦上實現了托馬斯·愛迪生直流(DC)電力系統的夢想,中國海軍在艦船綜合電力系統(IPS)領域取得了領先,特別是使用直流技術,這被認為比西方國家使用的交流(AC)技術至少領先一代

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  觀察人士指出,據報道,中國海軍的工程師在戰艦電力系統方面取得了突破,他們的直流集成電力系統(IPS)技術至少領先一代,這一技術的快速響應能力可以在幾毫秒內完成電網重構,遠超過西方國家的戰艦

  雖然相應的技術突破聽起來很出色的,但是筆者詳細查閱了港媒這篇文章提到的《中國電機工程學報》當期論文目錄,不過目前並沒找到確切的論文,所以下文討論內容主要以港媒原文信息為主,如有缺漏,還請讀者朋友不吝指出。

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  中國艦艇電力系統技術革命

  在現代戰艦的電力系統中,如果發生嚴重故障,如短路或設備損壞,通常需要重建整個電力系統以隔離故障並恢復其他部分的供電。

  這一過程通常需要微調發電機的運轉速度,即便是最先進的西方戰艦也需要幾分鐘才能完成這些調整。而中國最新的戰艦則能在幾毫秒內完成這一操作。

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  中國海軍高級科學家馬偉明少將表示,中國在艦船綜合電力系統(IPS)領域處於領先地位,採用直流電(DC)技術至少領先競爭對手“一代”。

  他在《中國電機工程學報》上發表的論文中指出,西方海軍已經意識到在最新戰艦上使用交流電(AC)的錯誤,但即使一切順利,他們也要到2027年才能完成向DC技術的過渡。

  IPS將艦船的所有主要能源轉化為電能,並通過電力網絡用於推進、通信、導航、探測、武器系統、操作設施和個人電子設備。

  馬偉明團隊表示,這將提高艦船的機動性、操作靈活性和聲學隱身性能,優化機艙布局並延長艦船壽命。

  DC技術不僅解決了AC電路在電流方向周期性變化所帶來的高協調要求問題,還能在相同重量下提供20%的額外電力,電能質量更高。AC電路中,如果多台電機的轉速不一致,會影響電網的穩定性,而DC系統則沒有這個問題。

  AC系統存在電磁干擾問題,而DC系統則沒有這個問題,使其能夠在更高電壓下更穩定地運行,並且電網故障後重建也更加容易。

  馬偉明團隊指出,這一技術為未來高能武器(如軌道炮和激光炮)的應用提供了可能,將顯著提高艦船的戰鬥效能,徹底改變海戰遊戲規則。

  由於戰艦可靠性高,中國的快速擴張艦隊現在可以從印度洋到阿拉斯加自由航行。中國最新的航空母艦“福建號”能夠支持電磁彈射系統,這種系統目前只有美國核動力航母才能使用。這被視為馬偉明團隊DC IPS技術巨大成功的標誌之一。

  去年,馬偉明團隊提出了建造核動力“超級戰艦”的計劃。這艘前所未有的戰艦將配備強大的電子戰系統、電磁導彈發射器、軌道炮和激光武器,戰鬥能力堪比傳統航母艦隊。

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  馬偉明團隊在最新論文中表示,中國正在持續開發中壓DC IPS及其核心設備,目標是更高電壓等級、更大容量和更高功率密度。

  根據實際應用需求,中國正在推進IPS技術在新能源船舶、電動和混合動力飛機、軌道交通和海上能源等民用領域的應用。

  中國在直流電技術上的突破不僅僅是軍事上的勝利,也為民用領域的能源應用開闢了新的前景。我們有理由相信,隨着這一技術的不斷發展,中國在全球電力革命中將繼續發揮重要作用。

  從電力革命看中國科技實力

  中國在直流電(DC)技術上的突破不僅代表了軍事科技的進步,更反映出中國在全球科技競爭中的戰略眼光。

  自20年前開始,中國和西方選擇了不同的技術路徑。美國和英國選擇了基於交流電(AC)的綜合電力系統(IPS),而中國則堅持發展直流電技術。從如今的成果來看,中國的選擇無疑是正確的。

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  在19世紀末的“電流戰爭”中,直流電的倡導者愛迪生最終敗給了特斯拉的交流電。這主要是因為當時的直流電技術在高電壓斷開和電壓轉換上存在巨大挑戰。然而,隨着科技的進步,特別是中國科學家的不斷努力,這些問題得到了有效解決。

  如今,中國的直流電技術不僅在戰艦上大放異彩,還開始向其他領域擴展。這表明,中國在技術路徑的選擇和堅持上具有前瞻性和獨立性,並不盲從西方的技術潮流,而是結合自身的實際需求進行創新。

  除了軍事應用,中國的直流電技術正在向民用領域擴展。例如,在新能源船舶方面,直流電技術能夠提高船舶的能效和穩定性;在電動和混合動力飛機領域,能夠提供更高的功率密度和安全性;在軌道交通和海上能源方面,則能夠優化能源傳輸和使用效率。

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  這些應用不僅提升了相關產業的技術水平,也為中國在全球新能源技術領域的領導地位奠定了基礎。隨着全球對綠色能源需求的增加,中國的這些技術優勢將會帶來巨大的經濟和社會效益。

  中國在直流電技術上的突破,離不開強有力的制度保障。從國家政策的支持到科研資金的投入,再到科研團隊的建設和管理,中國在技術創新上形成了一套完整的體系。

  這不僅確保了技術研發的持續推進,也為成果的快速轉化和應用提供了保障。

  以馬偉明團隊為例,他們不僅在科研上取得了突出成績,還在團隊建設和管理上積累了豐富經驗。這種“團隊+項目”的模式,極大提高了科研效率和成果轉化率,為其他領域的技術創新提供了借鑑。

  稍作小結

  展望未來,中國在直流電技術上的優勢將會進一步擴大。隨着技術的不斷成熟和應用領域的拓展,直流電技術將在更多領域發揮作用。特別是在新能源和高能武器方面,中國將繼續引領全球技術潮流。

  在全球科技競爭日益激烈的背景下,中國必須繼續堅持自主創新,進一步加強國際合作和交流,不斷提升自身的科技實力和國際影響力。只有這樣,才能在未來的科技競爭中立於不敗之地。

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  中國在直流電技術上的突破,不僅標誌着一場電力系統的革命,也體現了中國在全球科技競爭中的戰略眼光和技術實力。未來,中國將繼續在這一領域發力,不斷推動技術創新和應用,為全球科技進步和人類福祉做出更大貢獻。

  港媒的這篇文章展示了中國在電力技術領域的領先地位和未來發展的廣闊前景,也希望更多的讀者能夠了解和關注這一重要的科技進步。讓我們共同期待,中國的科技實力將為世界帶來更多的驚喜和福祉。

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