❶ 電磁彈射器的中國方面
中國在電磁彈射技術領域里一直處於理論研究和同步試驗研究驗證的小規模發展階段。線圈炮方面,1996年中國曾發布了一個口徑90毫米的4磁體級的樣炮原型機,可以達到電能轉換50%以上,瞬間能源有成熟的20兆焦和100兆焦輸出級別的器件。我國是稀土永磁體生產大國,高磁強度稀土永磁體研究水平較好,但工程實際開發工作較少。在電磁彈射器方面,我國採用跟蹤研究體制,中國已經在2012年9月25日交付第一艘航母。中國作為製造業大國,電磁彈射器當然不是問題。中國電磁彈射器發明人--馬偉明。
自2002年開始,海軍工程大學教授、中國工程院院士馬偉明少將率課題組集智攻關,提出了具有當今世界先進水平的設計方案,於2008年首次完成一個電磁彈射器原理樣機的科研攻關,並開展了1:1電磁彈射器驗證設備的研製工作。
香港近日根據最新的衛星圖片報道稱,中國軍方已經在遼寧省的葫蘆島附近建設安裝了電磁彈射試驗裝置的最新軍用的機場跑道。最新的衛星圖片顯示,在中國軍方建設的兩條跑道當中建有彈射線,彈射的滑槽也是隱約可見,電磁彈射的試驗裝置長120到150米,電磁軌道估計長80米左右。目前世界上開展航母電磁彈射研究的只有美國、中國、英國、俄羅斯,而建造了全航母尺寸的實驗設施的只有中美兩國,美國最新下水「福特」號航空母艦已經首先裝備了電磁彈射器。 強迫儲能裝置是電磁彈射器的一個瓶頸,在國防方面一直是高度機密的。作用就是能平時儲能,然後把大功率能量在短時間內釋放出來。電磁彈射器工作時間不長,但是在做功時段是個加速度做功的過程,因此不能把它當成恆功率設備來考慮。
電磁彈射器難就難在電能不象蒸汽,根本不適合大容量儲存,象儲存彈射艦載機這樣的能量更是難上加難。通用原子公司在實驗電磁彈射器時對強迫儲能裝置隻字不提,可見其技術的高度機密性非同一般,想突破也非易事
某型艦船特種電力技術,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年的不懈沖刺,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。
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沖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志著中國在艦船電氣工程領域的全面進步。
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,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。
❷ 製造電磁炮和003航母的電磁彈射器的公司是誰啊
湘電股份是我國艦艇全電推動系統和航母電磁彈射系統的獨家生產商和供應商。
❸ 發現電磁彈射器主要工作原理相關現象的科學家是誰
安培(安德烈·瑪麗·安培)。電磁彈射器主要工作原理是安培力,即通電導線在磁場中受到的作用力。由法國物理學家安首先通過實驗確定。
❹ 電磁彈射器屬於什麼學科專業,說細一些
這個設計很多專業 任何一個科研產品都會設計很多專業的不是單一學科可以完成主要包括:電磁場與微波 熱動力 機械設計 機械工程類 材料學 力學 感測器等等
❺ 電磁彈射器的組成部分
分別介紹如下: 電磁彈射器用的是直流電源,而且在電磁彈射器工作時是負荷沖擊性非常大。雖然有了儲能裝置,但由於要求彈射器在很短時間內起飛更多架次的飛機,所以對電磁彈射器的電源容量要求也比較大,一般容量在5~8KVA左右(但輸出電壓卻不高)。這么大的功率的交流發電機當然不是問題,但如果是直流發電機則必須是無刷穩流直流發電機,否則滑環的強大電流會灼傷換向器。
直線電機的原理並不復雜.設想把一台旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開,並且展平,這就成了一台直線感應電動機。在直線電機中,相當於旋轉電機定子的,叫初級;相當於旋轉電機轉子的,叫次級。初級中通以交流,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動.這時初級要做得很長,延伸到運動所需要達到的位置,而次級則不需要那麼長。實際上,直線電機既可以把初級做得很長,也可以把次級做得很長;既可以初級固定、次級移動,也可以次級固定、初級移動。然而,電磁彈射器也決不是僅靠直線電機工作的,它總共有強迫儲能裝置、大功率電力控制設備、中央微機工控控制及直線感應電機 強迫儲能裝置是電磁彈射器的核心部件,它不僅緩解了發電機的壓力,同時在彈射器不工作時吸收發電機的能量,使發電機幾乎不受沖擊性負荷的影響。強迫儲能裝置原理不復雜,但實施起來很麻煩。早期美國使用的強迫儲能裝置是這樣的:用一個交流發電機給一個交流電動機供電,這其實很容易辦到,但這個電動機的轉子同時拖動直流發電機和一個慣性特別大的自由轉子(約上百噸)一起旋轉。我們知道,這么重的自由轉子起動起來有一定的難度,然而這么重的自由轉子運行到高速時具有非常大的動能。而在彈射器工作時,在發電機看來是接近短路的電流會產生強大的制動力阻止發電機繼續運行,電動機將無能力拖動,但此時由自由轉子強大的儲能強制拖動直流發電機運行,從而完成沖擊性負荷過程。自由轉子會因此速度降低,但起動結束後電動機會在發電機沒有負荷下把自由轉子拖動到一定的速度,從而完成儲能。但需要說明的一點是,這里的電動機既不是鼠籠式電機,也不是繞線式電機,還是轉子有一家電感及線圈的電機。
電磁彈射系統的強迫儲能系統要求在45秒內充滿所需要的能量。最大的艦載機起飛一般需要消耗的能量不會超過120兆焦,而這強迫儲能系統最大能儲存140兆焦的能量,此時充電功率為3.1兆瓦,算上損失,4兆瓦左右(實際上達不到的),四部電磁彈射系統同時充電,充電總功率可達16兆瓦(1兆瓦=1000KW),可見沒有強大的電源是無法滿足電磁彈射需求的。當然,航母上耗電的又豈止是四部電磁彈射器,另外還有電磁軌道炮、升降機、激光(激光的功率都不算大)等其它用電加起來的話必須要航母總功率達60兆瓦以上,否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統用電的。
磁懸浮列車就是用直線電機來驅動的。關於直線感應電機實際上原理簡單,在實際生活中也可遇到不少。美國的電梯轎廂門就是採用直線電機驅動,而中國在還大部分停在車床上等不太多的場合。用於電磁彈射器的直線電機與它們相比可謂超功率的,而且其工藝方面也比普通的高。電磁彈射器的直線電機動子是採用鋁筒(大部分材料為鋁),為U型狀,其中3面與直線電機的定子相對,其中往復道與航母存在摩擦外,其餘均不會產生摩擦,而且鋁筒質量輕,遠遠小於蒸汽彈射器的活塞,因此返回非常容易,減速道也可短的多。實際上,其中動子部分一部分專家認為還可以進一步減輕,那麼電磁彈射器效率是明顯的. 電磁彈射器的導軌與電磁軌道炮的差異很大,也比其復雜的多。
電磁彈射器的導軌共有4個,分別為上部2個,下部2個。但每跟導軌都非常長(200米以上),安裝在起飛甲板的下面。並且每跟導軌內部均有超導體與其熔接,中間是高壓冷卻油,其冷卻油在進入導軌前的溫度低於-40℃,而從導軌出口的溫度低於-30℃。不僅如此,導軌與飛機牽引桿的接觸面至導軌中心還有很多特細的小孔,所以其冷卻油不僅僅是為超導體降溫,還有潤滑的作用,而且會使飛機牽引桿在運行時降溫。
飛機牽引桿是在飛機前輪下與飛機前輪連為一體的裝置,可收縮並放置在飛機的腹腔內。其中間也為超導體,但無油冷卻通道,而且與導軌連接處面積較大,均為軟接觸。在起飛前,飛機牽引桿伸出至上下導軌之間,飛機發動機起動並開如運行,但約一秒鍾時彈射器通電,強大的電流從導軌經飛機牽引桿後再流回另一對導軌並形成迴路,牽引桿在強大的電磁力下被推動運行到高速(未到起飛速度,但只差一點)後電流被強制截止,牽引桿將不再受力,但在飛機發動機的推力下達到起飛速度。為什麼未達到起飛速度就斷電呢?是因為由於飛機牽引桿與飛機連為一體,如果這時繼續通電的話,飛機起飛時將把飛機牽引桿拉出,斷電時會產生強大的電弧灼傷飛機牽引桿。 以上過程實際上是脈沖發生器完成的。蒸汽彈射器為使發動機與彈射器同步運行(縮短起飛距離),用一根鋼棍先擋住飛機運行,由於飛機發動機推力無法推斷鋼棍,但與彈射器合力卻可推斷鋼棍,從而使飛機在彈射器與發動機合力下起飛。但電磁彈射器卻無需鋼棍擋住,在飛機起飛時電磁彈射器同步通電,但電流是逐漸增加起來,而且在起飛末段將電流截止。
❻ 電磁彈射原理結構圖
通電導體在磁場中會受到磁場力的作用,電磁彈射就是用強電流通過電磁鐵內產生強磁場作用於連接飛機的牽容引器上,牽引器位於磁場中的部分通強電流,就會受到磁場力作用產生加速度,使之帶動飛機作加速運動,達到起飛速度後飛機脫離飛行甲板起飛。這就是所謂的電磁彈射的基本原理。
這是最明了的示意圖了。原理非常簡單,有個旋轉電刷,相當於一個開關,它依次接通A/B/C……上的電磁鐵,然後這些電磁鐵依次拉動這個彈射滑撬往前走,電刷轉得越快,彈射速度越高,電磁鐵強度越大,彈射重量越大。
(zhuan)
❼ 航母電磁彈射器的強迫儲能裝置的原理是什麼
強迫儲能裝置就是相當於蒸汽彈射器的儲汽罐,鍋爐里的蒸汽將近1分鍾時間才能把儲汽罐里的蒸汽儲存到可以彈射戰機的能量,相同的是,電磁彈射器的強迫儲能裝置也需要將1分鍾的時間才能儲存到可以彈射戰機。儲存的能量可以達到140兆焦以上,充電功率可達4兆瓦(1兆瓦等於1000千瓦)以上。是靠的飛輪來儲能。只有了解飛輪電池的人可能更容易理解電磁彈射器的儲能裝置的原理,事實上,無論哪種蓄電池,儲存能量都很有限,電動汽車能跑200公里以上的都是奇跡啦,更何況在彈射飛機是大電流更會對蓄電池造成很大的損壞,而且蓄電池壽命也不理想,航母上經常換電池可不是開玩笑的。電容器當然可以大電流充放,壽命也很長,但是短路會爆炸,儲存的電量更是少得可憐。而飛輪電池可以讓汽車行駛600公里以上,跟加汽油的差不多。而且飛輪完全不用考慮大電流充放影響,由於潤滑系統具有可更換性,壽命根本無需擔心,只要將飛輪加到一定速度,儲能就完成了。因此也稱慣性飛輪強迫儲能裝置。
飛輪強迫儲能裝置是什麼組成的其實很簡單,跟飛輪電池在結構上也差不多,主要由飛輪、電機及其他附件組成。東西雖簡單,但是性能和製造出來卻並不簡單。首先,飛輪就不同,航母上飛輪其實並不重,但是由於其極高的轉速,使其儲存了巨大的能量,如此巨大的轉速會產生強大的離心力,普通材料是無法承受的,而且其加工精度達到了鍾表級別,為什麼需要這么高的精度呢?因為飛輪從低速加速到高速時,如果在軸向或者徑向存在哪怕是一點的誤差,就會產生破壞性的震盪,從而使軸承溫度驟增,甚至發生破壞的危險,當然,日常的設備幾乎沒有這么高速的,也無需這么高的精度。另外,飛機彈射時間不過2秒鍾,但是卻使其速度下降達到70%,強大的扭矩力對飛輪等也是很大的破壞力。飛輪和電機是通過連軸器聯接起來的,因此電機也和飛輪同速旋轉,雖然電機的轉子直徑遠小於飛輪的直徑,從是由於其具有與飛輪同樣的轉速,產生的離心力仍不可小視,而且轉子自重也不輕,而且轉子中還有線圈。與軸相接觸的還有測速裝置,當然它不是象電機一樣與飛輪一樣轉速,它只是一個磁感應裝置,軸上的永磁體在旋轉時,與它接觸(實際上不接觸)的線圈即感應產生電壓,並以此測定速度。由於飛輪重量是固定的,知道了速度,也就知道了其儲存的能量了。
強迫儲能裝置的電機,它是發電機還是電動機呢?其實它既是發電機,也是電動機。強迫儲能裝置的電機,結構上跟繞線式電機很相似,它也有滑環,也有引出端子,也有短接環。它是如何工作的呢?首先,它在儲能的時候是電動機,原理上相同於三相導步電動機的變頻啟動或加速(控制裝備以後再談),轉子短接。而在驅動電磁彈射器的直線電機時,它又變成發電機,轉子不再短接,而是串接入直流電源,切記,直充電流是變化的,而不是恆定的。彈射戰機不過2秒鍾,但是飛輪轉速卻下降達70%,然而彈射戰機功率卻是在增加的,也就是說,從始端到末端,功率一直在增加,因為電磁彈射器其實是加速度作功,而不是恆功率做功,但是飛輪的速度卻在下降顯然,轉子的勵磁電流是關鍵,也同時說明,勵磁電流是個增加變化過程。事實上,在彈射戰機的2秒鍾,通過勵磁電流的調節,定子輸出電壓從3KV增加到14KV,電流也從零增加到幾萬安培!可見電磁彈射器確實可以稱得上是一個沖擊性負荷。當然,勵磁電流的調節和控制是由自動化裝置控制的,它與大功率可控硅設備及電磁彈射是一體化的,首先,彈射什麼樣的戰機、掛載、油料、風速及航母的航母、風向等這些參數輸入後,通過處理中心計算出該如何設置勵磁電流的調節,當然這些看起來復雜,但是都有電腦工作了,人是感覺不到的。
望採納!!
❽ 什麼是(航母)電磁彈射器電磁彈射器的原理和優缺點是什麼
電磁彈射器簡單復的說就制是利用電的磁效應產生兩組互斥的磁場從而產生推動力,從而為飛機提供額外的推力幫助起飛。其相對於傳統的蒸汽彈射方式,電磁彈射器構造簡單,體積更小,功率的可控性更強且更為高效,是航母彈射技術的未來發展趨勢。
從原理上,電磁彈射器並不復雜,制約我國研發電磁彈射器的主要是材料學和工藝。例如:如果像產生足夠強大的互斥磁場,需要在高溫超導技術和材料領域有突破。值得稱贊的是,我國在高溫超導領域起步較早,因為高溫超導技術不再電磁彈射器上有重大意義,而且對於可控核聚變技術、電磁炮、大功率電動推進系統、輸電技術上都具有重大應用前景。因此,個人判斷,我國研發電磁彈射技術不存在壁壘,只不過需要進行大量的工程設計和實驗,相信未來幾年內可實現實質性突破。
❾ 中國電磁彈射是有哪個公司生產
在9月13日江蘇衛視的一檔新聞節目中,在介紹江蘇蘇州巨峰電氣絕緣系統股份有限公司承擔專國家重大科技轉化屬項目時突然提到,「我國第一艘航母彈射器絕緣系統出自這家企業」。這是國內新聞第一次提到正在研製的國產航母彈射系統。
至少在1年前曾有消息稱,以中國工程院院士馬偉明領銜的科研團隊已經攻克了電磁彈射器的技術難關,中國已經具備了生產電磁彈射器的能力。而高質量的絕緣材料是電磁彈射系統必不可少的器件;在8月初的一組圖片也顯示,江南造船廠已經建成一個有著與航母彈射器開槽結構特徵類似的航母分段。13日江蘇衛視披露的這一消息,則進一步明確了中國航母未來的發展方向。