當(dāng)前位置：來源：新華網(wǎng) 時(shí)間：2014-06-06 07:31
近日，美國某網(wǎng)站公布的衛(wèi)星照片顯示中國在某地建造了某型電磁型導(dǎo)軌式高速牽引裝置工程樣機(jī)測試設(shè)施，據(jù)悉，該設(shè)施是繼美國之后世界第二條電磁彈射器地面實(shí)驗(yàn)設(shè)施。電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機(jī)起飛裝置，已由美國最新下水的“福特”號(hào)航母首先裝備。與傳統(tǒng)的蒸汽式彈射器相比，電磁彈射具有容積小、對(duì)艦上輔助系統(tǒng)要求低、效率高、重量輕、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低廉的好處，是未來航空母艦的核心技術(shù)之一。
據(jù)外國媒體報(bào)道，自2002年開始，在海軍工程大學(xué)教授、中國工程院院士——馬偉明少將的帶領(lǐng)下，我國于2008年首次完成電磁彈射器原理樣機(jī)的科研攻關(guān)。此后，我國又開展了1:1電磁彈射器驗(yàn)證設(shè)備的研制工作，為表彰海軍工程大學(xué)教授馬偉明在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，前任中央軍委主席胡錦濤曾簽署通令，為他記一等功。
目前，世界上開展研制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(yàn)設(shè)施的國家僅有中美兩國。從衛(wèi)星照片推測，這個(gè)試驗(yàn)裝置大約長120至150米，電磁軌道估計(jì)長80米左右，能夠建造如此大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)設(shè)施足以證明中國已經(jīng)全面驗(yàn)證和掌握了大型直線感應(yīng)電機(jī)、先進(jìn)強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置以及高性能脈沖發(fā)生器等電磁彈射器關(guān)鍵技術(shù)。另外，由于電磁彈射器涉及到電磁工程技術(shù)、先進(jìn)電機(jī)技術(shù)和先進(jìn)的發(fā)電機(jī)技術(shù)等諸多相關(guān)領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)的突破實(shí)際上標(biāo)志著我國在艦船電氣工程領(lǐng)域的全面進(jìn)步。
圖片為中央電視臺(tái)報(bào)道馬偉明和海軍科研人員在某型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作現(xiàn)場。美軍研發(fā)的電磁彈射器由三大主要部件構(gòu)成，分別是線性同步電動(dòng)機(jī)、盤式交流發(fā)電機(jī)和大功率數(shù)字循環(huán)變頻器，線性同步電動(dòng)機(jī)是電磁彈射器的主體，它是20世紀(jì)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(xù)突破了上述技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置的突破。
某型艦船特種電力技術(shù)，目前只有個(gè)別發(fā)達(dá)國家掌握。馬偉明率課題組集智攻關(guān)，提出了具有當(dāng)今世界先進(jìn)水平的設(shè)計(jì)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(shù)積累不夠。對(duì)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(shù)難關(guān)!”
經(jīng)過5年的不懈沖刺，馬偉明帶領(lǐng)項(xiàng)目組完成了樣機(jī)研制和試驗(yàn)的全過程，43項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)全部被攻克，申報(bào)國防專利32項(xiàng)。中國科學(xué)院、中國工程院7位院士在對(duì)這一重大成果評(píng)審時(shí)激動(dòng)不已，認(rèn)為這項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)的突破，其意義不亞于“兩彈一星”和載人航天。
馬偉明同志長期致力于艦船電氣工程領(lǐng)域研究，帶領(lǐng)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在艦船綜合電力技術(shù)和電磁發(fā)射兩大領(lǐng)域取得一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性成果，為國家科技進(jìn)步與國防裝備建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。一是在國際上率先提出“電力集成”的技術(shù)思想，為電氣工程領(lǐng)域拓展了新的研究方向。創(chuàng)建并發(fā)展了多相發(fā)電機(jī)整流供電系統(tǒng)的理論體系，攻克了一系列國內(nèi)外長期未能解決的重大關(guān)鍵技術(shù)難題，先后研制出三代集成度不斷提高的新型發(fā)供電系統(tǒng)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，已分別裝備我國新型潛艇，為提高潛艇戰(zhàn)技性能作出了突出貢獻(xiàn)。
二是提出了我國艦船動(dòng)力平臺(tái)新的發(fā)展方向—綜合電力系統(tǒng)，并逐步趕超歐美等發(fā)達(dá)國家水平。主持建設(shè)了國家級(jí)“艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，完成國防973項(xiàng)目“艦船綜合電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)理論研究”，研制成功新型感應(yīng)推進(jìn)系統(tǒng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。攻克了制約綜合電力系統(tǒng)上艦的瓶頸技術(shù)，為推進(jìn)我國艦船動(dòng)力平臺(tái)變革作出了重大貢獻(xiàn)。三是組建了電磁兼容創(chuàng)新研究群體。建立的傳導(dǎo)干擾精確定量預(yù)測理論和自適應(yīng)輻射干擾對(duì)消技術(shù)，已用于解決艦船中出現(xiàn)的電磁干擾問題，為保障艦船的安全運(yùn)行發(fā)揮了重大作用。電磁兼容創(chuàng)新群體成為國內(nèi)電氣工程領(lǐng)域唯一連續(xù)兩期受國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金資助的團(tuán)隊(duì)。四是牽頭成立了“國家能源新能源接入設(shè)備研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心”。利用在艦船電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)積累和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研制成功大容量風(fēng)能、太陽能發(fā)電變流裝置、高功率密度集成式慣性儲(chǔ)能裝置等新能源接入設(shè)備，極大促進(jìn)了我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
美軍為何要采用電磁彈射器？這是因?yàn)檫@種彈射器有很多優(yōu)點(diǎn)，首先是加速均勻且力量可控。C-13-1型蒸汽彈射器發(fā)射是最大過載可以達(dá)到6g，而整個(gè)行程的平均加速度僅有2g多一點(diǎn)，F(xiàn)/A-18戰(zhàn)斗攻擊機(jī)飛行員常常調(diào)侃C-13-1彈射器在后段往往沒有飛機(jī)自身的發(fā)動(dòng)機(jī)加速得快。隨著速度和氣缸容積的增加，過熱蒸汽的膨脹絕大多數(shù)能量用于蒸汽本身的加速和推動(dòng)上了，而體積增加后氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關(guān)系增加。蒸汽彈射器長度和氣缸容積幾乎達(dá)到極限，到彈射沖程的末端，蒸汽基本上只能加速活塞，對(duì)飛機(jī)的幫助不大。
電磁彈射器的推力啟動(dòng)段沒有蒸汽那種突發(fā)爆炸性的沖擊，峰值過載從6g可以降低到3g，這不僅對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)和壽命有著巨大的好處，對(duì)飛行員的身體承受能力也是一個(gè)不錯(cuò)的改善。此外，由于電磁彈射的加速和彈射器的長度沒有關(guān)系，除了受到氣動(dòng)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(huì)出現(xiàn)太大的波動(dòng)，這就比蒸汽彈射的逐步下降來得更有效率。根據(jù)計(jì)算，平均加速度一樣時(shí)，電磁彈射器可以比蒸汽彈射擊讓飛機(jī)多載重8%~15%。
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