馬偉明院士發明了什麼技術可以讓航母不用核動力就可以用電磁彈射?

特種兵1949


作為航母新一代艦載機起降的核心技術,電磁彈射技術相較於上一代的蒸汽彈射,在整體性能和工作效率上都有大幅度的提高 。以美國新一代核動力航母福特級上的電磁彈射技術和現役尼米茲級核動力航母上的蒸汽彈射技術相比較為例:相較於蒸汽彈射5%的工作效率,電磁彈射的工作效率可達到68%,不存在蒸汽彈射器需要產生高壓蒸汽所帶來的一系列問題,日常可維護性大幅提高。每天可彈射飛機架次也由前者的120架次提升至160架次,高峰出動量也由原先的每天240架次提升至270架次。而且彈射功率可調節,可靈活進行對不同重量的飛機的彈射工作。




然而,電磁彈射技術上航母有三大技術門檻:艦艇綜合電力系統、大功率強迫儲能裝置、電磁彈射器的可靠性問題。而這其中艦艇綜合電力系統尤為關鍵。以往彈射器的供能直接與航母本身的動力系統直接關聯,以美國小鷹級常規動力航母蒸汽彈射器為例:在進行連續性的彈射起飛作業後,需要航母通過降低航速的方式來減少對動力系統的需求,騰出能源為下次彈射起飛作業做準備。常規動力航母上蒸汽彈射尚且如此,更何況電磁彈射!電磁彈射器工作時對電能供應要求極高,而航母本身又要保持有較為充沛的動力才能有較高的機動性。因此,電磁彈射技術自誕生之日起便與核動力航母掛鉤:大眾普遍認為只有大功率、高效能、運行壽命長的航母核反應堆才能解決電磁彈射器的日常工作供能和航母保持充沛動力之間魚與熊掌不可兼得的問題。然而,善於創造奇蹟的中國科研人員又一次讓世界見證了什麼是中國奇蹟:以我國馬偉明院士為首的科研團隊開發的中壓直流綜合電力系統可讓常規動力航母也能上電磁彈射。

電磁彈射與蒸汽彈射在工作原理上有所不同,故而兩者對航母本身的供能也有不同的需求,而且電磁彈射在供能方面的要求更高。蒸汽彈射是利用核反應堆或常規動力系統將淡水加熱沸騰產生高壓蒸汽推動彈射器滑梭;而電磁彈射是利用洛倫茲力原理:載流導線在磁場中受力,利用磁通量瞬間的巨大變化產生電磁感應斥力,推動彈射器滑梭。然而電磁彈射器工作時要求必須有充沛的電能為其供應,工作時對航母本身的電力系統是極大的考驗。因此,解決電磁彈射供能的任務便落在新一代的艦艇綜合電力系統上。
目前世界新一代艦艇綜合電力系統主要代表有兩種:一種是以美國為代表歐美科技發達國家的中壓交流綜合電力系統、另一種則是以我國馬偉明院士為首的優秀科技團隊開發的中壓直流綜合電力系統。美國等歐美海軍強國在本世紀初在船舶動力方面相繼實現了中壓交流綜合電力系統的工程應用。面對我國在該技術領域的落後局面,馬偉明決定放棄歐美式發展思路,一步到位直接研發更為先進的中壓直流綜合動力系統。相較於美國等歐美國家的中壓交流綜合電力系統,我國馬偉明院士及其團隊開發的中壓直流綜合電力系統在整體性能和工作效率上要領先於前者一代,美國目前才開始發展中壓直流電系統,在此技術領域和我們的發展差距至少在十年左右。可以說,我們在這項技術領域是處於世界領先位置的。

我國馬偉明院士發明的中壓直流綜合電力系統供電技術,其技術工作原理是將機械船舶推進系統和電力系統原本兩個相對獨立的系統整合為一體,實現高效率發電,然後再通過電腦網絡準確評估計算各艦艇工作單元所需電能後,再精確分配電能。大大提高電能的利用效率,極大改善優化以往艦艇上存在著或多或少的電能浪費情況,節省下大量電能可供應其他系統應用。目前,通過改造遼寧艦和建造002型航母,我們已經基本把前蘇聯航母技術吃透,掌握了建造航母的關鍵技術。接下來就是摒棄蘇式風格的滑躍式甲板,發展平直甲板加彈射起飛的003型常規動力航母。而且值得期待的是003型航母很有可能會裝載馬偉明院士發明的中壓直流綜合電力系統,整體運轉效率較於遼寧艦和002型航母將會有大的躍升,航母本身的發電能力大為增強,電能的日常調配使用將會趨於合理,日常電力滿足使用盈餘度高,有望在常規動力系統的情況下裝備使用電磁彈射器。

自15世紀大航海時代開始以來,船舶動力經歷了數次變革:從新航路開闢以來的風帆時代到第一次工業革命的蒸汽動力,再從常規動力發展到核動力,而今又掀起了綜合電力系統艦艇全電推進模式的熱潮。馬偉明院士及其團隊開發的中壓直流綜合電力系統,代表了當前世界該技術的最高發展水平,實現了我國在船舶動力領域從追趕歐美先進國家到世界領先的巨大飛躍,在世界科學巔峰上樹立了中國的技術標杆。


無語勝似有語


我就想問一句,為什麼有人覺得只有核動力航母才能使用彈射器?要知道,核動力歸根究底,他也是使用蒸汽輪機的,無非就是他用的是,核裂變巨大的熱量來燒熱水。


常規動力是用重油的燒熱水。只要你產生的蒸汽量夠大,你就劈柴燒鍋爐都能驅動航母,至於電磁彈射器?

電磁彈射器可是要比蒸汽彈射器的效率高太多了,而且,蒸汽彈射器的高壓蒸汽的時間長了就冷了。電磁彈射器的話只要你的儲能技術夠先進你就是來個拖拉機發電攢夠了都能帶動電磁彈射器。


所以說。只有核動力才能使用,電磁彈射器 固定翼預警機無法在滑躍航母上起飛 都是典型的謠言


尋找丟失的方向盤


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馬偉明院士發明了什麼技術可以讓航母不用核動力就可以用電磁彈射?


首先,馬偉明:中國的綜合電力,我們全電推進系統是處於世界領先的位置。我們技術是中壓直流,一步到位。美國目前是中壓交流,還處於第一代水平,差我們一代。他們目前才開始做預研中壓直流,要趕上我們是十幾年以後的事情。一項技術領先不領先,先進不先進不是自己說的,需要世界同行評價,標準是客觀存在的。

技術的原理?


其次,船舶綜合電力系統將傳統船舶相互獨立的機械推進系統和電力系統以電能的形式合二為一,通過電力網絡為船舶推進、通信導航、特種作業和日用設備等提供電能,實現了全船能源的綜合利用。因此,船舶動力採用綜合電力系統已成主流。馬偉明,34歲晉升教授。41歲成為中國工程院最年輕的院士。長期致力於艦艇能源與動力和軍民通用接入技術研究。

難點在哪?


最後,綜合電力系統是艦艇動力從人力、風力到蒸汽動力再到核動力之後的第三次革命,歐美海軍強國在本世紀初實現了中壓交流綜合電力系統的工程應用。面對落後局面,馬偉明決定摒棄西方的思路,在國際上率先提出並研究出中壓直流綜合電力系統,技術水平領先國外十年以上。一步實現我國艦艇動力從落後到引領的跨越!

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星辰大海6502


是飛輪儲能技術。整個電磁彈射系統都是馬偉明院士的團隊研發出來的,他還帶領團隊開發了軍艦的綜合電力管理和電力推進系統,為我國的艦船電力設備發展進步作出了重大貢獻。

蒸汽彈射器行程增加和帶來的效率提高已經不成比例,發展到了終點。


電磁彈射器是未來航空母艦必須要裝備的換代產品,對比蒸汽彈射器看,他的功率更高,而且功率可控,不會造成功率浪費,也很少出現功率不足,它不需要在反覆彈射後像蒸汽彈射器那樣補氣壓,所以可以密集起飛大量作戰飛機,電磁彈射器的彈射力量更強,在整個軌道上都處於加速段,相比於蒸汽彈射器而言,飛行員也會承受更大的機動過載,對於提高航母戰鬥力有著很大的價值。

我國展示的電磁彈射器和殲15戰鬥機模型。


但是電磁彈射器有一點不好,那就是蓄電能力問題。早先,人們認為只有核動力航母才能實用電磁彈射器,因為電磁彈射器依靠電力去驅動滑軌帶動飛機起飛,需要消耗巨大的能耗,尤其是在反覆放飛飛機的高密度出擊的時候,對於電力供應的需求就更為緊迫,核動力可以幾乎無限的提供能源,因此核動力被認為是電磁彈射器的必備,畢竟核反應堆的能量要比化學燃料多太多。

美國福特號航母彈射F35戰鬥機設想圖。


可是怎麼在常規動力航母上實用電磁彈射器呢?有人提出了超級電容,也有提出增加和改進蓄電池組,但是都不能從根本上解決,而馬偉明團隊開發出來的飛輪儲能解決了電磁彈射器的能源供應問題,使得常規航母也可以正常的實用電磁彈射器,這一點是他作出的巨大貢獻。


海事先鋒


全電中壓直流綜合推進系統!可以讓航母不用核動力就可以用電磁彈射!全電中壓直流推進系統,領先美國中壓交留整整十年!

傳統的諸如美國的航母推進系統和電力系統相對獨立,電力分配相對固定,大部分電力分配給航母的前行,還要分留一部分給電器設備及生頭活使用。如今,電磁設備巨大的消耗,無法滿足飛機彈射時損耗巨大的電能,有源相陣控雷達,電磁炮,軌道炮,激光炮等高能武器全部是以電來生存。如果沒有電的合理統籌規劃,協調應用,電磁彈射飛機普通的電力供應永遠不行…

馬偉明,中國工程院院士,中壓直流全電系統的帶頭人!讓國產航母上彈射器有了可能!

中壓直流全電推進系統,在幾十秒內就可以聚集艦載機所需的電能,省電高效,自動分配,智能調度,智慧運行!下一艘也許是常規動力,但一定是電磁彈射,以後會是核動力,電磁彈射…

電磁彈射的成功,不僅僅是彈射飛機,彈射導彈,彈射大炮也會應運而生,激光炮,電磁炮,電磁攔阻…越式精尖越是用電狂魔,這決定了核動力航母依就是發展的終極方向…

馬偉明院士,我們的榜樣,我們要相信自己,相信未來,只要我們努力去想,去做,去思考,我們同樣創造出我們的輝煌…引領世界潮流。不在是夢想!


力通科技論壇


馬偉明院士團隊近兩年來發明瞭多項世界級的科研成果,如潛艇無軸全電推進系統、電磁軌道炮、電磁彈射艦等。首先我們介紹電磁彈射技術,馬偉明院士研究的電磁彈射技術可以在常規動力航母進行,美國的電磁彈射技術只能在核動力情況下才能進行,美國沒有這項先進技術。馬院士採用的直流電力綜合系統,它的優點是直流電力綜合系統尤如一個儲電櫃,儲存大量電能,艦載機反覆使用電磁彈射不影響航母的速度。中國在電力設計研發等方面世界先進,馬院士發揮其長運用到常規動力航母上,直流電力綜合系統將航母所有電能利於儲存技術儲存起來,在需要時讓它發揮最大化,這就是馬偉明灣道超車高明之處。美國核動力航母採用交流電力系統,它有弊病就是必須有源源不斷的強大電流作後盾,一般在常規動力航母無法完成,交流電力系統它沒有儲存技術,不能把電能有效儲存。所以說直流電力綜合系統比交流電力系統既先進,又安全可靠節省資源的好成果。


張書明8023


問這個問題感覺有點小白了。10年美國福特級航母開始設計宣傳時就有國內軍迷把電磁彈射與核動力硬掛鉤。

核動力與常規動力區別在於續航里程不同,前者不需要添加燃料就可以無限制航行,也可理解為在核燃料期限內無限制航行。而常規動力在數千公里之後,自身攜帶燃油(重油)就得補充。

不存在同樣大小排量的航母核動力能推動而常規動力不行。同樣道理,電磁彈射不是核動力的專享,核動力能做到的常規動力亦然。

航母動力和電磁彈射所需要的動力和電流都是一致的。難不成核動力提供的是電流,而常規動力提供的是水流?

至於電磁彈射需要大量耗電所帶來的問題對於核動力和常規動力一樣是難題。把航母看作工廠生產線的話,除了動力系統區別之外,後續流程是一致的。

過去不管是核動力還是常規動力,都採取發熱蒸汽鍋爐或者汽輪機來作為動力,然後驅動減速機,最終驅動螺旋槳。

新設計要求電力推動、也就是所謂全電推進系統。同時使用電磁彈射,這就要對動力轉換成全電力做重新設計。不但要滿足推動螺旋槳的電機負荷用電,還要滿足彈射器用電負荷。

不管是綜合電力管理系統還是飛輪儲能都是針對該項革命性改變而設計應用而誕生。與使用哪個動力沒有直接關係。


核子獵潛艇


我國作為二十一世紀發展速度最快的國家,在短短的幾十年之內,通過我國科學家的辛勤勞動,已經慢慢彌補上很多的空白。在二十年前我國還是被外國人稱為,只會製造的國家,二十年之後,已經打臉了這些人,我國成為創新型國家。

在二十一世紀初,遼寧艦的服役就可以彌補我國航母編隊的空白,不僅僅我國的驕傲,還是屹立於世界之巔的通行證。雖然我國已經在航母的有無上已經有了很大的突破,但是在航母上其他的核心技術上面一直還處於研製階段。

我國在上世紀末就開始立項研製航母的彈射裝置,最終到現在為止這方面已經有了很大的突破,特別是電磁彈射領域,我國有希望成為繼美國之後,第二個可以完全自主研發電磁彈射的國家。但是回頭想一想,電磁彈射必須在核動力前提下才能使用,為什麼我國在沒有核動力航母的情況下就準備使用這一成果?

我國的003航母就已經對外宣稱,要在常規動力下使用電磁彈射裝置,此消息一經發出就引起了全世界的關注。說明我國已經做好準備冒這個險,按道理只有核動力可以提供電磁彈射所需要的能量,這無疑是我國的黑科技,要是真的可以實現的話,就將處於世界領先地位。


霹靂火軍事


核動力與電磁彈射之間沒有必然的聯繫!!!請原諒我的激動。讓我們從頭說起,首先必須搞清楚,核動力不能直接產生出趨動力,至少現在還不行。然後就是它該如何轉化成航母的動力?也不是很難,首先它必須加熱一個鍋爐。然後、利用鍋爐的水蒸汽推動一個渦輪,並讓渦輪轉動。然後再通過變速箱,將動能傳遞到螺旋槳。現在明白了吧,……怎麼、還不明白?那也不是我的錯,自己百度去。那麼電磁彈射的原理呢?也不難解釋,首先得先有電。那麼電從核處來?從渦輪機來。好了問題來了,渦輪機的動力從何處來?可能有人會說:從核動力而來。沒毛病!但問題是隻有核動力才可以嗎?回答不是,還有常規動力的燃氣輪機可以提供相應的動力。也就是說:在沒有核動力的前提下,使用常規動力,也能達到同樣的效果。好了、我解釋完了……什麼?……還沒懂?那就不是我的錯了,依本人的耐心和表達能力,也只能解釋這麼多了。總之、核動力和電磁彈射之間,沒有必然的聯繫!!!……請原諒我的激動。


大熊貓68508222


電,需要發電機發出,發電機需要核反應堆燒出蒸汽帶動同軸的汽輪機拖動發電。電需要保持供需平衡。彈射需要短時時的大功率而不是持續的大功率,對系統衝擊大,所以儲能裝置是個選擇。另外彈射的電動機選型是關鍵。至於電力分配,這和一般的電力系統的原理一直,但有些特殊性,僅此而已。


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