马伟明少将:中国电磁弹射器的发明人

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导读:马伟明,1996年清华大学电机系毕业,中国工程院院士、海军少将。他领导研制成功的项目使我国常规潜艇、核潜艇成功做到全电推进,现主持航母舰载机电磁弹射器项目,日前中央军委为他特别记一等功。 为表彰海军工程大学教授马伟明在科技创新领域的突出贡献,日前中央军委主席胡锦涛签署通令,为他记一等功。 马伟明是中国工程院院士、舰船动力与电气工程专家,海军专业技术少将军衔。他在世界上最早提出电力集成理论,先后攻克制约国家、军队装备发展的重大技术难关近千个,有20多项成果为世界首创、国际领先。他主持完成的一种

马伟明,1996年清华大学电机系毕业,中国工程院院士、海军少将。他领导研制成功的项目使我国常规潜艇、核潜艇成功做到全电推进,现主持航母舰载机电磁弹射器项目,日前中央军委为他特别记一等功。

为表彰海军工程大学教授马伟明在科技创新领域的突出贡献,日前中央军委主席胡锦涛签署通令,为他记一等功。

马伟明是中国工程院院士、舰船动力与电气工程专家,海军专业技术少将军衔。他在世界上最早提出电力集成理论,先后攻克制约国家、军队装备发展的重大技术难关近千个,有20多项成果为世界首创、国际领先。他主持完成的一种具有完全自主知识产权,能够同时为新型潜艇提供高品质交流和直流电源的交直流集成式双绕组发电机系统,荣获2010年度国家科技进步一等奖。

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。5年前,他瞄准一项国际科技领域的尖端技术,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对口的研究机构。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,研制成功了小型样机

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。

是的,震撼!刘德志激情难抑,两行热泪夺眶而出:这是我在鉴定会现场听到最多的两个字。

可以说是一石激起千重浪啊!刘德志重新坐下来,情绪归复平静: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?

科技创新与制度创新一个 也不能少。体制,30年改革仍未彻底打破的计划经济时代形成的高度固化与条块分割的落后的科研体制,依然扼杀科技的进步,阻遏创新的成长。

马伟明的伟大创造离祝捷的凯旋门还很遥远,下一步的工作是1:1样机单元部件的研制。仅此一项至少还需要5000万元以上的经费投入。钱从哪儿来?如果国家仍然不投资,马伟明犟着劲撂下狠话:哪怕借贷举债,我一年内也要把它干出来!

投了几亿元给蒸汽弹射,结果不如预想的那么好,反倒是自筹资金搞的电磁弹射技术,已经看到了曙光。如果马说一年内能搞出全尺寸样机,那2010应该年就搞出来了。今年得奖也是水到渠成的。而且看来电弹压倒蒸汽成为下一代首选了。

电磁飞机弹射系统-关键技术

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,电磁弹射器也决不是仅靠直线电机工作的,它总共有强迫储能装置、大功率电力控制设备、中央微机工控控制及直线感应电机。

强迫储能装置

强迫储能装置是电磁弹射器的一个瓶颈,在国防方面一直是高度机密的。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。当然,航母上耗电的又岂止是四部电磁弹射器,另外还有电磁轨道炮、升降机、激光(目前激光的功率都不算大)等其它用电加起来的话必须要航母总功率达60兆瓦以上,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,象储存弹射舰载机这样的能量更是难上加难。通用原子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

脉冲发生器

以上过程实际上是脉冲发生器完成的。蒸汽弹射器为使发动机与弹射器同步运行(缩短起飞距离),用一根钢棍先挡住飞机运行,由于飞机发动机推力无法推断钢棍,但与弹射器合力却可推断钢棍,从而使飞机在弹射器与发动机合力下起飞。但电磁弹射器却无需钢棍挡住,在飞机起飞时电磁弹射器同步通电,但电流是逐渐增加起来,而且在起飞末段将电流截止。

某型舰船特种电力技术,目前只有个别发达国家掌握。马伟明率课题组集智攻关,提出了具有当今世界先进水平的设计方案。然而,没有人相信他们能搞出来,原因是我国在这方面技术积累不够。对此,马伟明横下一条心:“哪怕少活十年,也要攻下特种电力技术难关!”

经过5年的不懈冲刺,马伟明带领项目组完成了样机研制和试验的全过程,43项关键技术全部被攻克,申报国防专利32项。中国科学院、中国工程院7位院士在对这一重大成果评审时激动不已,认为这项重大关键技术的突破,其意义不亚于“两弹一星”和载人航天。

中华脊梁,向马伟明将军致敬!

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