馬偉明電磁彈射技術外溢,首個磁懸浮試驗發(fā)射成功,可彈射火箭?
前有火箭橇,現(xiàn)有電磁橇,馬偉明院士搞定電磁彈射之后,集群效應來了。最近,中國航天科工三院成功完成了商業(yè)航天電磁發(fā)射高溫超導電動懸浮試驗,打破了國內(nèi)高溫超導電動懸浮航行速度紀錄。在380米線路上,實現(xiàn)了234公里/小時的試驗速度。

以后,配合高溫超導技術,航天飛機、高鐵、火箭等都會用“發(fā)射”來形容,未來用于小行星防御,航天器發(fā)射也是大勢所趨。

其實,這次“商業(yè)航天磁懸浮電磁發(fā)射試驗”的234公里/小時速度并不令人興奮,因為2022年10月19日中國首個“地面超高速試驗設施電磁橇系統(tǒng)”就能夠?qū)嵓壱陨衔矬w加速到時速超過1030公里/時的運行速度,達到了亞音速。
倒是高溫超導加上電磁彈射系統(tǒng)令人眼前一亮,加上“航天科工”幾個大字,讓人遐想無限。因為高溫超導磁懸浮列車是利用超導體在磁場中的特性實現(xiàn)懸浮和推進,主要是要求高速和平穩(wěn)運行。
而電磁彈射則是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運動,主要就是要求極高速度,最好是超音速。兩者如果結(jié)合起來,突破高溫超導技術瓶頸,讓磁懸浮和電磁彈射系統(tǒng)用上更加先進的超導技術,則這意味著,更快、更穩(wěn)定的極高速度即將到來!

目前,我們在電磁彈射和高溫超導應用方面進展十分迅速:
2021年1月13日,世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用, 世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用;
2022年10月20日,世界上首個電磁橇設施在濟南成功運行。一舉攻克高速大推力直線電機、百兆瓦級寬頻變頻供電等五大關鍵核心技術。

2023年3月31日,我國自主研制的首套高溫超導電動懸浮全要素試驗系統(tǒng)在長春完成首次懸浮運行,試驗車輛進入懸浮區(qū)之后被加速至時速50公里,據(jù)稱未來速度可以達到時速600公里以上。
2023年6月17日,我國第一艘配備電磁彈射的國產(chǎn)航母“福建艦”正式下水,配置電磁彈射和阻攔裝置處于世界領先水平。
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這么多世界首個、首次,航天領域當然不能落后。2017,《科技日報》記者韓珺禮去武漢調(diào)研,拜訪了被譽為“中國電磁彈射之父”的馬偉明院士。
就問他:“馬院士,既然電磁彈射技術能把幾十噸重的飛機彈射出去,能否彈射火箭彈?讓火箭彈在起飛階段就獲得一個很高的初始速度?!?/p>
馬偉明略作思索回答:“可以試試,應該可以?!辈⑶彝嘎叮瑩?jù)馬院士透露:“目前,電磁彈射野戰(zhàn)火箭武器系統(tǒng)的研發(fā)工作已經(jīng)取得實質(zhì)性進展?!?/p>
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貼地起飛已經(jīng)不是問題,低速火箭炮發(fā)射不是問題,那么,接下來就是為航天服務了。于是商業(yè)航天電磁發(fā)射高溫超導電動懸浮航行試驗應運而生。
要想做好航天器的電磁發(fā)射,首先要解決的是電磁彈射和高溫超導兩個系統(tǒng)技術的耦合,現(xiàn)在中國航天科工三院做的就是這樣事情。在建造的380米試驗驗線路上,進行耦合試驗只是初步行動,以后的速度和發(fā)射能力將會不斷提升。
如果將軌道延長,比如十公里,或者更遠的距離,在封閉的真空管內(nèi)部進行高度加速運動,那么飛出管道之后,再點燃三級火箭發(fā)動機,則可以節(jié)約大量燃料,并且?guī)缀蹙邆淙旌虬l(fā)射能力。

但是,發(fā)射火箭速度一定要等于或者大于環(huán)繞速度(或第一宇宙速度)7.9公里/秒,就目前電磁彈射“噸級物體以1030公里/時運行”來看,還存在很大差距。那么這就需要我們進一步提高發(fā)射的速度。
你想,一個火箭至少也有20~30噸,起飛初始速度大于7.9公里/秒,要在2-3秒內(nèi)釋放,這個功率簡直就是變態(tài)。
于是,航天領域科學家們,將高溫超導技術的應用攻關放在了首位,其次就是不斷改進電磁發(fā)射系統(tǒng)。逐步攻克超導磁體、直線同步牽引、感應供電及低溫制冷等超導電動懸浮的核心技術。

實際上,一項技術,從實驗室走向工程應用,有太多的路要走。就電磁推進發(fā)射火箭而言,大功率電力變換與控制、磁懸浮、超導強磁場以及超高速電磁發(fā)射與推進都是一座座大山,但是一旦成功,我們探索宇宙和防御小行星的方式將徹底改變。
現(xiàn)在火箭發(fā)射采用的是化學燃料,基本是一箭一發(fā),兩個火箭發(fā)射間隔時間至少在十幾個小時以上。但是如果能實現(xiàn)電磁彈射,則意味著可以密集發(fā)射,間隔時間也就幾分鐘。

更為重要的是,一旦可控核聚變商業(yè)化成功,那么采用全電力系統(tǒng)發(fā)射火箭,將會把火箭發(fā)射成本徹底降低到可以忽略的程度。
中國已經(jīng)宣布未來將實施地外小行星防御任務。用于探測的“中國復眼”已經(jīng)建成,現(xiàn)在提前準備好高效、低成本的撞擊器發(fā)射系統(tǒng),十分有必要。

總之,高溫超導技術加上電磁彈射技術的試驗成功,意味著我們在領先世界上又邁出了重要的一大步。
現(xiàn)在馬偉明院士的“電磁彈射系統(tǒng)”的“破窗效應”已經(jīng)實現(xiàn)了,未來將會有更多你想象不到的大國重器,值得期待!
網(wǎng)友們笑談,“航天科技”是送人上太空的,“航天科工”是人送上西天的?,F(xiàn)在這項技術拿來“商業(yè)化”民用,其中奧秘,你應該懂得。
為偉大的科學家們點贊!
收錄于合集?#電磁彈射
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