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如果有人问你电磁弹射器哪家强？美国吗？错，是中国！ 如果有人问你全电推进系统哪家强？美国吗？还是错，是中国！ 如果有人问你电磁炮哪家强？美国吗？又错了，还是中国！ 这三样神器全部是难度系数超高的装备，普通人别说搞出一项，就是解决其中一件装备研发过程中的一个难点都很难。然而就偏偏有人不走寻常路，仅凭一人之力在短时间内将这三件神器全部搞出来了！他就是马伟明！天佑中华，幸亏有这位堪称“开挂”的国宝专家，我国海军才能在短时间内脱胎换骨！如今，用他研发出来的技术，我们可以组装成一个“全电舰队”：使用全电推进系统推进、装备电磁炮的055驱逐舰；使用全电推进系统的095核潜艇；使用全电推进系统、装备电磁弹射系统的常规动力航母甚至核动力航母。 1960年4月6日，马伟明出生于江苏省镇江市扬中市。1996年毕业于清华大学并获博士学位。海军专业技术少将军衔，专业技术一级，动力与电气工程专家，中国工程院院士，海军工程大学教授、博士生导师。 马伟明长期致力于独立系统集成化发供电、电力电子、电力系统电磁兼容、舰船综合电力系统技术等领域的研究，承担国家和国防重大装备重点课题40多项，获得具有自主知识产权的发明专利40多项，20多项关键技术成果居世界先进水平；所有创新成果全部应用到我国自行研制的作战舰艇。他领导研制成功国产十二相整流发电机，填补国家空白，装备多艘潜艇，这一成果获国家科技进步一等奖。马伟明院士在电磁发射、综合电力推进、新能源接入技术等领域取得了一批具有完全自主知识产权的原创性成果，完成了电磁弹射样机研制和试验的全过程，攻克43项关键技术，申报国防专利32项，获国家科技进步一等奖2项，国家技术发明三等奖2项。
 国宝专家：马伟明
自古忠孝难两全，堪称“开挂”的马伟明也不是神，也并不是随随便便就能搞出这么多科研成果的。 有人问过马伟明，你最缺的是什么?他说是时间。与世界发达国家相比，当时我国有很多技术特别是关键技术存在着一代甚至几代的差距。因此，只有与发达国家赛跑，与时间赛跑，外国十几年搞出来的东西，我们才能在更短的时间内，发挥后发优势搞出来。为了尽快搞出成果，中间有几次马伟明带病上阵。有人算过一笔账，一年365天，马伟明团队没有双休日，没有寒暑假，基本上是“五加二”、“白加黑”，天天在搞科研，1年顶别人3年。 2007年，马伟明父亲患胃癌到武汉做手术，当时马伟明特别忙，天天在实验室，把已经联系好住院的事忘说了。老爷子见几天没动静，气呼呼地闯进实验室，对马伟明吼了起来：“马伟明，你上不管老下不管小，家里事不闻不问，你究竟着了什么魔?”马伟明一听懵了，这才想起来，赶紧安排送老爷子去医院。事后马伟明也内疚，感到这些年来对家人确实亏欠太多。 篇幅（一）：电磁弹射器先来说说电磁弹射器。弹射器是航空母舰战斗力倍增器，是顶级航空母舰必不可少的装备。重要性不言而喻，然而就算是蒸汽弹射器研制难度也很大，更不用说研制难度更大的电磁弹射器。  电磁弹射器试验装置
电磁弹射相比蒸汽弹射的好处有很多主要表现在两方面：1、体积小、重量轻、节省空间、结构简单、维护方便、成本低。2、弹射能量大、应力均匀、有助于延长飞机寿命、精度高、可用于不同种类和重量的飞机、能量利用率高、无故障周期长、可靠耐用、弹射速度更快。 在电磁弹射器研制出来之前，我国连蒸汽弹射都还没研制出来。当时西方发达国家都在看中国的笑话，认为蒸汽弹射器太难了，中国无法在短时间内研制出来。然而，今时不同往日，天赐英才，我国有了一位堪称“开挂”的国宝专家——马伟明！  马伟明接受采访
在科研前沿高地上，只要是马伟明看准了的课题，即使无人投一分钱，他也会自掏腰包硬着头皮往前闯。 2003年，他瞄准一项国际科技领域的尖端技术（电磁弹射器），申请到100万元论证经费。但论证报告完成后，再也没人给他投钱了。原因很简单：国家数亿元的专项科研经费已经拨付给了研制蒸汽弹射器的研究机构。马伟明犟劲十足：“砸锅卖铁也得干！”他从自己的科研积累中拿出2000万元，率领实验室一帮青年专家埋头苦干两年，终于在2008年就带领团队完成了国产电磁弹射原理样机的科研攻关！” 2008年岁末，包括7位院士在内的80多位知名专家学者齐集海军工程大学，参加马伟明院士的科技成果鉴定会。面对马伟明院士和他的创举，所有的人都称惊道奇，所有的人都为之震撼。 评审专家刘德志激情难抑，两行热泪夺眶而出。经过很长时间在场专家才情绪归复平静，并开始犯难：一方是专门研究机构，历时数年耗资数亿元半途下马，一方是自投资金两年就拿出了成果。高层决策者也为难了：后续投资是向马伟明的国际领先技术倾斜，还是仍然亦步亦趋沿袭洋人几十年前走过的老路？ 时任中央军委主席的胡锦涛作出批示：继续对马院士的科研工作予以支持。后来经再三考虑，高层决策者认为，虽然电磁弹射器是未来的发展趋势，但毕竟连美国也都还没研制成功，而蒸汽弹射器已经诞生几十年了，技术早已很成熟了。为稳妥起见决定，决定“两条腿走路”！ 马伟明再次惊艳世人，仅用两年又研制出电池弹射器全尺寸样机！也就是说2010年成功研制出电磁弹射器全尺寸样机，并因此荣获2010年度国家科技进步一等！ 电池弹射器难度不是一般的大： 电磁弹射器的心脏就是100多米长的直线感应电动机，它推动与飞机相连接的电枢。而目前电枢基本上是一个U形铝块，装在定子的3个侧面。直线电机的原理并不复杂。设想一下：把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。然而，电磁弹射器并不是仅靠直线电机工作的，全套系统包括强迫储能装置、大功率电力控制设备、中央微机工控控制、直线感应电机、导轨组成。  电磁弹射试验装置
强迫储能装置： 强迫储能装置是电磁弹射器的一个瓶颈，作用就是能平时储能，然后把大功率能量在短时间内释放出来。电磁弹射器工作时间不长，但是在做功时段是个加速度做功的过程，因此不能把它当成恒功率设备来考虑。 电磁弹射系统的强迫储能系统要求在45秒内充满所需要的能量。最大的舰载机起飞一般需要消耗的能量不会超过120兆焦,而这强迫储能系统最大能储存140兆焦的能量,此时充电功率为3.1兆瓦,算上损失,4兆瓦左右(实际上达不到的)，四部电磁弹射系统同时充电,充电总功率可达16兆瓦(1兆瓦=1000KW)，可见没有强大的电源是无法满足电磁弹射需求的，否则电磁弹射器充电时也会影响其它系统用电的。 电磁弹射器难就难在电能不象蒸汽，根本不适合大容量储存，像储存弹射舰载机这样的能量更是难上加难。通用原子能公司在实验电磁弹射器时对强迫储能装置只字不提，可见其技术的高度机密性非同一般，想突破也非易事。 大功率电力控制设备、中央微机工控控制装置、直线感应电机： 磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。关于直线感应电机实际上原理简单，在实际生活中也可遇到不少。目前美国的电梯轿厢门就是采用直线电机驱动，而中国在还大部分停在车床上等不太多的场合。用于电磁弹射器的直线电机与它们相比可谓超功率的，而且其工艺方面也比普通的高。电磁弹射器的直线电机动子是采用铝筒（大部分材料为铝），为U型状，其中3面与直线电机的定子相对，其中往复道与航母存在摩擦外，其余均不会产生摩擦，而且铝筒质量轻，远远小于蒸汽弹射器的活塞，因此返回非常容易，减速道也可短的多。实际上，其中动子部分一部分专家认为还可以进一步减轻，那么电磁弹射器效率是明显的。 导轨： 电磁弹射器的导轨与电磁轨道炮的差异很大，也比其复杂的多。电磁弹射器的导轨共有4个，分别为上部2个，下部2个。但每根导轨都非常长（200米以上），安装在起飞甲板的下面。并且每根导轨内部均有超导体与其熔接，中间是高压冷却油，其冷却油在进入导轨前的温度低于-40℃，而从导轨出口的温度低于-30℃。不仅如此，导轨与飞机牵引杆的接触面至导轨中心还有很多特细的小孔，所以其冷却油不仅仅是为超导体降温，还有润滑的作用，而且会使飞机牵引杆在运行时降温。 飞机牵引杆是在飞机前轮下与飞机前轮连为一体的装置，可收缩并放置在飞机的腹腔内。其中间也为超导体，但无油冷却通道，而且与导轨连接处面积较大，均为软接触。在起飞前，飞机牵引杆伸出至上下导轨之间，飞机发动机起动并开如运行，但约一秒钟时弹射器通电，强大的电流从导轨经飞机牵引杆后再流回另一对导轨并形成回路，牵引杆在强大的电磁力下被推动运行到高速（未到起飞速度，但只差一点）后电流被强制截止，牵引杆将不再受力，但在飞机发动机的推力下达到起飞速度。为什么未达到起飞速度就断电呢？是因为由于飞机牵引杆与飞机连为一体，如果这时继续通电的话，飞机起飞时将把飞机牵引杆拉出，断电时会产生强大的电弧灼伤飞机牵引杆。
 电磁弹射器模型
在马伟明的领导下，研制团队快速攻克这些技术难题，并解决了稳定性问题，相比美国真正实现了“弯道超车”。而如今美国的弹射器研发“起了个大早，赶了个晚集”，至今都无法实用化！ 来看一则新闻：2019年5月28日报道称，美国总统特朗普访日期间向驻日美军讲话时表示，福特级航母上的电磁弹射器太费钱了，他将颁布命令把其改为蒸汽弹射器。特朗普甚至开玩笑称电磁弹射装置只有爱因斯坦才能理解怎么操作，支持电磁弹射的人可能是敌方派来卧底的。
连美国总统自己都公开这么说，可见美国的电磁弹射器研发项目是遇到大难题，且一直无法解决。  兴城蒸汽、电磁两种弹射器比拼
为了进行蒸汽弹射和电磁弹射的性能对比工作，据说中国军方高层特意拍板推迟了“3号舰”的开工，专门在我国兴城基地建设了一条蒸汽弹射装置和一条电磁弹射装置。 经过试验对比，马伟明领导研制的弹射器则大获成功。根据专家提供的公开信息，歼15B战机已经在兴城陆地电磁弹射基地完成了超过500次的电磁弹射成功起飞，无任何故障！这个成功率绝对秒杀福特级。可以说，我国的弹射器已经技术成熟了。因此，未来我国的第三艘航母基本可以确定采用电磁弹射了。 未完待续——接下来是篇幅（二）：全电推进系统
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发表于 13-6-2020 08:58 AM
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