盤點直線電機那些罕為人知的應(yīng)用

電磁飛機彈射系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應(yīng)電動機，它推動與飛機相連接的電樞。而目前電樞基本上是一個U形鋁塊，裝在定子的3個側(cè)面。直線電機的原理并不復(fù)雜.設(shè)想把一臺旋轉(zhuǎn)運動的感應(yīng)電動機沿著半徑的方向剖開，并且展平，這就成了一臺直線感應(yīng)電動機。在直線電機中，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機定子的，叫初級;相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)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(dá)到的位置，而次級則不需要那么長。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(shè)備、中央微機工控控制及直線感應(yīng)電機。

強迫儲能裝置

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，然后把大功率能量在短時間內(nèi)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(dāng)成恒功率設(shè)備來考慮。

電磁彈射系統(tǒng)的強迫儲能系統(tǒng)要求在45秒內(nèi)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(tǒng)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(dá)不到的)，四部電磁彈射系統(tǒng)同時充電,充電總功率可達(dá)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(dāng)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(目前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(dá)60兆瓦以上,否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統(tǒng)用電的。

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只字不提，可見其技術(shù)的高度機密性非同一般，想突破也非易事

直線感應(yīng)電機

磁懸浮列車就是用直線電機來驅(qū)動的。關(guān)于直線感應(yīng)電機實際上原理簡單，在實際生活中也可遇到不少。目前美國的電梯轎廂門就是采用直線電機驅(qū)動，而中國在還大部分停在車床上等不太多的場合。用于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采用鋁筒(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(fù)道與航母存在摩擦外，其余均不會產(chǎn)生摩擦，而且鋁筒質(zhì)量輕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蒸汽彈射器的活塞，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(rèn)為還可以進一步減輕，那么電磁彈射器效率是明顯的。

導(dǎo)軌

電磁彈射器的導(dǎo)軌與電磁軌道炮的差異很大，也比其復(fù)雜的多。

電磁彈射器的導(dǎo)軌共有4個，分別為上部2個，下部2個。但每跟導(dǎo)軌都非常長(200米以上)，安裝在起飛甲板的下面。并且每跟導(dǎo)軌內(nèi)部均有超導(dǎo)體與其熔接，中間是高壓冷卻油，其冷卻油在進入導(dǎo)軌前的溫度低于-40℃，而從導(dǎo)軌出口的溫度低于-30℃。不僅如此，導(dǎo)軌與飛機牽引桿的接觸面至導(dǎo)軌中心還有很多特細(xì)的小孔，所以其冷卻油不僅僅是為超導(dǎo)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，可收縮并放置在飛機的腹腔內(nèi)。其中間也為超導(dǎo)體，但無油冷確通道，而且與導(dǎo)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(dǎo)軌之間，飛機發(fā)動機起動并開如運行，但約一秒鐘時彈射器通電，強大的電流從導(dǎo)軌經(jīng)飛機牽引桿后再流回另一對導(dǎo)軌并形成回路，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)后電流被強制截止，牽引桿將不再受力，但在飛機發(fā)動機的推力下達(dá)到起飛速度。為什么未達(dá)到起飛速度就斷電呢?是因為由于飛機牽引桿與飛機連為一體，如果這時繼續(xù)通電的話，飛機起飛時將把飛機牽引桿拉出，斷電時會產(chǎn)生強大的電弧灼傷飛機牽引桿。

基本原理

定子組安裝