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美衛星照片顯示中國建世界第二條電磁彈射器
送交者: 一劍破天 2014年01月23日01:05:26 於 [軍事天地] 發送悄悄話

 
  近日,美國某網站公布的衛星照片顯示中國在某地建造了某型電磁型導軌式高速牽引裝置工程樣機測試設施,據悉,該設施是繼美國之後世界第二條電磁彈射器地面實驗設施。電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機起飛裝置,已由美國最新下水的“福特”號航母首先裝備。與傳統的蒸汽式彈射器相比,電磁彈射具有容積小、對艦上輔助系統要求低、效率高、重量輕、運行和維護費用低廉的好處,是未來航空母艦的核心技術之一。(圖片來源:鳴謝HSH論壇)

  自2002年開始,在海軍工程大學教授、中國工程院院士——馬偉明少將的帶領下,我國於2008年首次完成一個電磁彈射器原理樣機的科研攻關。在馬偉明的帶領下,我國開展了1:1電磁彈射器驗證設備的研製工作,為表彰海軍工程大學教授馬偉明在科技創新領域的突出貢獻,前任中央軍委主席胡錦濤曾簽署通令,為他記一等功。

  目前,世界上開展研製電磁彈射器的國家僅有中國、美國、英國和俄羅斯,建造1:1全尺寸大型電磁彈射器地面試驗設施的國家僅有中美兩國。從衛星照片推測,這個試驗裝置大約長120至150米,電磁軌道估計長80米左右,能夠建造如此大規模的實驗設施足以證明中國已經全面驗證和掌握了大型直線感應電機、先進強迫儲能裝置以及高性能脈衝發生器等電磁彈射器關鍵技術。另外,由於電磁彈射器涉及到電磁工程技術、先進電機技術和先進的發電機技術等諸多相關領域,該項技術的突破實際上標誌着我國在艦船電氣工程領域的全面進步。
 
  圖片為中央電視台報道馬偉明和海軍科研人員在某型實驗設備的工作現場。美軍研發的電磁彈射器由三大主要部件構成,分別是線性同步電動機、盤式交流發電機和大功率數字循環變頻器,線性同步電動機是電磁彈射器的主體,它是20世紀80年代末期研究的電磁線圈炮的放大版。中國自2002年以來陸續突破了上述技術難關,實現了高強度強迫儲能裝置的突破。

 
  圖片為中央電視台報道馬偉明和海軍科研人員在某型實驗設備的工作現場。

  某型艦船特種電力技術,目前只有個別發達國家掌握。馬偉明率課題組集智攻關,提出了具有當今世界先進水平的設計方案。然而,沒有人相信他們能搞出來,原因是我國在這方面技術積累不夠。對此,馬偉明橫下一條心:“哪怕少活十年,也要攻下特種電力技術難關!”

  經過5年的不懈衝刺,馬偉明帶領項目組完成了樣機研製和試驗的全過程,43項關鍵技術全部被攻克,申報國防專利32項。中國科學院、中國工程院7位院士在對這一重大成果評審時激動不已,認為這項重大關鍵技術的突破,其意義不亞於“兩彈一星”和載人航天。  

     馬偉明同志長期致力於艦船電氣工程領域研究,帶領科研創新團隊在艦船綜合電力技術和電磁發射兩大領域取得一系列具有自主知識產權的原創性成果,為國家科技進步與國防裝備建設做出了突出貢獻。一是在國際上率先提出“電力集成”的技術思想,為電氣工程領域拓展了新的研究方向。創建並發展了多相發電機整流供電系統的理論體系,攻克了一系列國內外長期未能解決的重大關鍵技術難題,先後研製出三代集成度不斷提高的新型發供電系統,達到國際領先水平,已分別裝備我國新型潛艇,為提高潛艇戰技性能作出了突出貢獻。
 
  二是提出了我國艦船動力平台新的發展方向—綜合電力系統,並逐步趕超歐美等發達國家水平。主持建設了國家級“艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室”,完成國防973項目“艦船綜合電力系統電網結構理論研究”,研製成功新型感應推進系統,達到國際先進水平。攻克了制約綜合電力系統上艦的瓶頸技術,為推進我國艦船動力平台變革作出了重大貢獻。三是組建了電磁兼容創新研究群體。建立的傳導干擾精確定量預測理論和自適應輻射干擾對消技術,已用於解決艦船中出現的電磁干擾問題,為保障艦船的安全運行發揮了重大作用。電磁兼容創新群體成為國內電氣工程領域唯一連續兩期受國家自然科學基金委創新研究群體科學基金資助的團隊。四是牽頭成立了“國家能源新能源接入設備研發(實驗)中心”。利用在艦船電氣工程領域的技術積累和工程實踐經驗,研製成功大容量風能、太陽能發電變流裝置、高功率密度集成式慣性儲能裝置等新能源接入設備,極大促進了我國新能源產業的發展。
 
    美國建造的“福特級”航母的電磁彈射器,請注意其槽型結構。
 
  美軍為何要採用電磁彈射器?這是因為這種彈射器有很多優點,首先是加速均勻且力量可控。C-13-1型蒸汽彈射器發射是最大過載可以達到6g,而整個行程的平均加速度僅有2g多一點,F/A-18戰鬥攻擊機飛行員常常調侃C-13-1彈射器在後段往往沒有飛機自身的發動機加速得快。隨着速度和氣缸容積的增加,過熱蒸汽的膨脹絕大多數能量用於蒸汽本身的加速和推動上了,而體積增加後氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關係增加。蒸汽彈射器長度和氣缸容積幾乎達到極限,到彈射衝程的末端,蒸汽基本上只能加速活塞,對飛機的幫助不大。
 
  電磁彈射器的推力啟動段沒有蒸汽那種突發爆炸性的衝擊,峰值過載從6g可以降低到3g,這不僅對飛機結構和壽命有着巨大的好處,對飛行員的身體承受能力也是一個不錯的改善。此外,由於電磁彈射的加速和彈射器的長度沒有關係,除了受到氣動阻力和摩擦阻力的影響外,彈射初段到末段的基本加速度不會出現太大的波動,這就比蒸汽彈射的逐步下降來得更有效率。根據計算,平均加速度一樣時,電磁彈射器可以比蒸汽彈射擊讓飛機多載重8%~15%。
 
圖片為美軍養護傳統的艦載機蒸汽彈射器,請注意其圓形柱狀的缸體結構。
 
圖片為美軍高官視察美軍電磁彈射器地面測試系統,請注意其遠處為一架F/A-18E戰鬥機。
 

20140123080940540.jpg (59.19 KB, 下載次數: 0)

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2014-1-23 10:14 上傳


 請注意美國建造的電磁彈射器地面試驗設施槽型結構。


【轉CD的一段評論】
作為馬教授的學生真的為馬教授的付出感到敬佩,2002年的時候沒有資金沒有條件,馬教授用自己的10萬元存款和我們幾個當年的學生一起攻關。在這過程中經歷了無數次失敗,很多人放棄了,怕沒有結果。就連當時的中科院教授們也不認為會成功,連蒸汽彈射都沒有掌握如何去做電磁彈射?10年的時間,也就是去年,當第一架重型樣機被成功彈射後,我們這些離開馬教授的學生由衷的感到敬佩,10年間只有200萬的研發經費,馬教授居然成功了,要是在西方國家代價可能要100倍,聽以前同學說胡主席獎勵的100萬,馬教授全部分給了一起實驗的學生。馬教授的電磁技術已經或者超越了福特號航母的技術,因為馬教授彈射的能量來自普通電壓,而福特號用核動力超高電壓。佩服!

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