揭秘003航母是如何實(shí)現(xiàn)常規(guī)動(dòng)力+電磁彈射的？

上海江南造船廠的003航母即將完工，根據(jù)衛(wèi)星照片分析，外觀尺寸略小于美國(guó)的福特級(jí)，排水量9萬(wàn)噸以上，將是一艘“超級(jí)航母”！

綜合多方信息，003是平直甲板、電磁彈射和常規(guī)動(dòng)力。前兩項(xiàng)沒(méi)有爭(zhēng)議，而對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)，很多軍迷還是期待核動(dòng)力，一是覺(jué)得核動(dòng)力更先進(jìn)，二是“常規(guī)動(dòng)力+電磁彈射”的組合，在世界航母建造史上還從來(lái)沒(méi)有過(guò)。

不過(guò)，中國(guó)人擅于開(kāi)拓有自己特色的路，美國(guó)人做不到，不代表中國(guó)人也做不到！

遼寧艦和山東艦使用的都是滑躍起飛方式，美國(guó)現(xiàn)役的11艘航母中，10艘“尼米茲”級(jí)核動(dòng)力航母都采用蒸汽彈射技術(shù)，只有2017年服役的新型航母“福特”號(hào)上采用了電磁彈射技術(shù)。

電磁彈射將是艦載機(jī)的主流起飛方式，目測(cè)003將裝備3條彈射器。電磁彈射的好處有：效率高，占地面積只有蒸汽彈射的一半，后期也便于維護(hù)，同時(shí)還靈活可控，電磁彈射因其具備先進(jìn)的電子化儀器，可根據(jù)所要彈射艦載機(jī)的重量來(lái)進(jìn)行區(qū)分，從而將不同的電力轉(zhuǎn)為能量輸出。

電磁推進(jìn)系統(tǒng)是一種能量密集型裝置，彈射系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)功耗高得驚人，一般認(rèn)為常規(guī)動(dòng)力難以實(shí)現(xiàn)。

道理很簡(jiǎn)單，使用電磁彈射，勢(shì)必要額外增加耗油量，以產(chǎn)生需要的電力，而常規(guī)動(dòng)力航母攜帶燃油量有限的前提下，將會(huì)減少所攜帶的艦載機(jī)燃油，難以保持航母戰(zhàn)斗力。

這也是“常規(guī)動(dòng)力+電磁彈射”難以兼容的原因，不僅軍迷這么認(rèn)為，相關(guān)專家也持同樣的觀點(diǎn)。

比如，國(guó)防科技大學(xué)國(guó)家安全與軍事戰(zhàn)略研究中心的王群教授，在2017年2月時(shí)告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“常規(guī)動(dòng)力航母一般來(lái)說(shuō)不宜采用電磁彈射，尤其是對(duì)航母技術(shù)還不很強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)不足的國(guó)家而言。”

在中國(guó)研發(fā)第二艘國(guó)產(chǎn)航母003時(shí)，一開(kāi)始也是考慮蒸汽彈射，從滑躍起飛到蒸汽彈射再到電磁彈射，路一步一步走嘛。然而，馬偉明院士團(tuán)隊(duì)突破關(guān)鍵技術(shù)，讓003跨過(guò)蒸汽彈射，直接上了電磁彈射！

這項(xiàng)技術(shù)就是“艦船中壓直流綜合電力系統(tǒng)”，可以以電能的形式統(tǒng)一為艦艇的推進(jìn)負(fù)載、脈沖負(fù)載、通信、導(dǎo)航和日用設(shè)備等供電，實(shí)現(xiàn)了全艦?zāi)茉吹木C合利用。

艦船的動(dòng)力基本都是由核能、燃油等提供，而船上的電力基本都是由這些能量發(fā)電，但是綜合電力系統(tǒng)就徹底改變了這一傳統(tǒng)，艦船上的各種設(shè)備基本都是由綜合電力系統(tǒng)來(lái)提供流量，這樣就大大提高了效率，是未來(lái)船舶最先進(jìn)的能量供應(yīng)方式。

馬偉明曾表示：“艦船綜合電力系統(tǒng)是艦船動(dòng)力平臺(tái)的第三次革命。它將日常供電、電力推進(jìn)供電和現(xiàn)代高能武器供電三者合而為一，由于取消了傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)裝置，從源頭上降低了聲隱身問(wèn)題的解決難度，同時(shí)為電磁軌道炮、激光炮等新概念武器上艦創(chuàng)造了條件?！?/p>

對(duì)于電磁彈射和常規(guī)動(dòng)力的“矛盾”，馬偉明認(rèn)為完全不是問(wèn)題：“電磁彈射的能量利用效率很高，比蒸汽彈射要高10倍，所以常規(guī)動(dòng)力航母也能上電磁彈射，只要在儲(chǔ)能技術(shù)、直線電機(jī)技術(shù)、彈射控制技術(shù)、大功率轉(zhuǎn)換技術(shù)上過(guò)關(guān)，并配屬大功率燃機(jī)即可。”

之前，英國(guó)和美國(guó)海軍應(yīng)用了第一代綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)，2009年7月，英國(guó)45型驅(qū)逐艦服役，成為世界上首艘采用綜合電力系統(tǒng)的水面主戰(zhàn)艦船。2013年10月，美國(guó)DDG-1000驅(qū)逐艦下水也采用了第一代綜合電力系統(tǒng)。

而馬偉明團(tuán)隊(duì)研發(fā)的是第二代綜合電力系統(tǒng)，他們?cè)谌蚴状翁岢霾⒀兄瞥晒ο冗M(jìn)中壓直流綜合電力系統(tǒng)，馬院士豪氣地說(shuō)“技術(shù)水平領(lǐng)先美國(guó)10年”！

不過(guò)對(duì)于一套完整的綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)而言，光有中壓直流推進(jìn)電機(jī)技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是由于此類技術(shù)相比傳動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的特殊性，若應(yīng)用于艦船上，必須對(duì)電力設(shè)備和相關(guān)管控系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

2018年，中國(guó)基本上掃清了綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)用化的最后一道障礙，主要?dú)w功于海軍工程學(xué)院某研究所所長(zhǎng)肖飛，他的團(tuán)隊(duì)所負(fù)責(zé)的項(xiàng)目，就是與綜合全電推進(jìn)系統(tǒng)息息相關(guān)的新一代船舶電力系統(tǒng)。

當(dāng)然，領(lǐng)先與否要看應(yīng)用，馬偉明院士團(tuán)隊(duì)的技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。

2018年底，我國(guó)首艘載人潛水器支持母船“深海一號(hào)”下水，它采用的就是先進(jìn)的全電力吊艙式推進(jìn)系統(tǒng)，可以看出中國(guó)已經(jīng)有能力在大型艦船上使用全電推技術(shù)。

排水量5000噸的054B使用的也是全電推進(jìn)，證明該項(xiàng)技術(shù)的成熟可靠。

幾年前，馬偉明院士在一次講話中披露了研發(fā)過(guò)程：

十幾年前，美、英、法等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始研發(fā)這一系統(tǒng)，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)船應(yīng)用階段，而我國(guó)新型艦船還未能邁過(guò)這道坎。本世紀(jì)初，我們聯(lián)合國(guó)內(nèi)10多家科研院所和軍工企業(yè)，展開(kāi)課題攻關(guān)。但是，其中負(fù)責(zé)一重要分系統(tǒng)研究的單位，幾年來(lái)一直沒(méi)有突破性進(jìn)展。本來(lái)就比別人落后了20年，如果再停滯不前，差距就越拉越大。在普遍認(rèn)為不可能短時(shí)間內(nèi)取得突破的情況下，我橫下一條心，毅然帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入該項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究，不到4年時(shí)間，完成了最關(guān)鍵的電力推進(jìn)子系統(tǒng)的理論分析、樣機(jī)制造、系統(tǒng)集成以及功能試驗(yàn)考核，全面突破了新型感應(yīng)推進(jìn)電機(jī)和新型變頻器的核心技術(shù)。這關(guān)鍵的一小步，使我國(guó)全電化艦船技術(shù)整整向前跨越了一大步，一舉趕上世界發(fā)達(dá)國(guó)家的研制水平。

有人勸我：“一個(gè)世界科技大國(guó)斥巨資歷時(shí)十幾年都沒(méi)有完成的項(xiàng)目，你還要強(qiáng)攻硬上，是不是瘋了？你現(xiàn)在已經(jīng)功成名就，萬(wàn)一搞砸了，就可能債務(wù)纏身，身敗名裂！”

我覺(jué)得，人是要有點(diǎn)精神的，要有精神支柱，要以當(dāng)代革命軍人核心價(jià)值觀作為支撐。

馬偉明提到的科技大國(guó)自然是美國(guó)，美國(guó)的綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)雖然投入巨資，但具體技術(shù)仍不夠成熟，像很科幻的DDG-1000驅(qū)逐艦就經(jīng)常趴窩，所以該技術(shù)在美國(guó)仍然沒(méi)有得到大面積普及。

所以，不要迷信美國(guó)。還有個(gè)例子是電磁炮，外媒稱中國(guó)的電磁炮2019年就上艦試驗(yàn)了，而美國(guó)卻在近日宣布暫停電磁炮項(xiàng)目，《變形金剛》中的科幻武器，看來(lái)只能靠中國(guó)人來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

按馬偉明院士的說(shuō)法，他在綜合電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的終級(jí)目標(biāo)就是解決高耗能武器上艦的問(wèn)題。

就這樣，中國(guó)人靠著技術(shù)上的創(chuàng)新突破，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)動(dòng)力航母上電磁彈射的難題。

其實(shí)，航母采用何種動(dòng)力并不影響其戰(zhàn)斗力，核動(dòng)力最大的好處是無(wú)限續(xù)航，美軍11艘航母都是核動(dòng)力，因?yàn)樾枰蛲斗?，而中?guó)海軍目前活動(dòng)范圍不出3000公里，選擇技術(shù)成熟、便宜的常規(guī)動(dòng)力才是更優(yōu)解。

編輯：jq