電磁彈射成“白菜”,又一個亞洲首座實驗室建成,馬偉明居功至偉
馬偉明院士搞定電磁彈射之后,不僅讓國產(chǎn)航母提前用上電磁彈射和電磁阻攔裝置。仿佛一夜之間,什么東西都能搭配上電磁彈射了?!鞍撞藨?yīng)用階段”終于來了。

此前,科學(xué)家們搞出了“電磁橇”用來代替“火箭橇”,嘗試使用電磁彈射在地面直接發(fā)射發(fā)射火箭,探索在臨近空間飛艇上發(fā)射火箭,當(dāng)然還有“全能艦”和“電磁炮”。一時間,民用版本的也成了“白菜應(yīng)用”。
最近,由中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研制建設(shè)的“4秒電磁彈射微重力實驗裝置”正式投入使用。
從外觀上看就像《流浪地球》里面的“太空電梯”,整個裝置高達(dá)44.5米,中間的“轎廂”是一個1.2米直徑的圓筒,以每秒20米的速度向上彈射,再回落下來。這個過程就可以給實驗樣品提供4秒的微重力環(huán)境。


不要小看這4秒的微重力環(huán)境,在中國空間站沒有建成之前,航天員訓(xùn)練、空間站配件,以及科學(xué)研究都依靠地面人工模擬。
目前,空間微重力環(huán)境地面模擬主要通過以下手段實現(xiàn):落塔法、拋物飛行法、水浮法、懸吊法、氣懸浮法和倒立法。

其中,“落塔法”對空間微重力環(huán)境的模擬精度較高、安全可靠、可重復(fù)利用,且可以進(jìn)行三維空間的微重力實驗。但是試驗對象尺寸受限,單次模擬時間過短,并且設(shè)備性能要求較高。
這次中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研制建設(shè)的裝置,實際上就是在傳統(tǒng)“落塔法”上進(jìn)行了改進(jìn),讓實驗艙同時具備上升、下降過程中模擬微重力的能力,并且復(fù)現(xiàn)能力較強(qiáng)。

這對于一些小型器件的微重力環(huán)境試驗起到關(guān)鍵作用,比如解決航天器內(nèi)部超大功率、超高熱流器件長時間穩(wěn)定運(yùn)行的冷卻控溫問題。就可以通過微重力噴霧冷卻實驗來研究。
值得一提的是,4秒只是開始,20秒已經(jīng)在規(guī)劃之中,建成后將成為超越美國、德國、日本10秒級別的新型微重力中心。

按照中心主任張建泉的意思,以后該裝置還將進(jìn)行改進(jìn),用于航天員的失重訓(xùn)練等領(lǐng)域,這就相當(dāng)于讓人們直接體驗乘坐“太空電梯”感覺,讓航天員更加接近實際進(jìn)行訓(xùn)練。

電磁彈射原理不難,但是想要玩好真的不容易,即便是美國,其建造的新一代航母福特號上的電磁彈射功能至今還存在問題,難以解決。
而我國取得該領(lǐng)域的重大突破,則離不開馬偉明院士團(tuán)隊的艱苦卓絕的攻關(guān)。

馬偉明院士從2003年至今,20年里搞定了五大難題:
1、中壓直流綜合電力技術(shù)路線,讓系統(tǒng)能源充沛;
2、電力推進(jìn)系統(tǒng)的高功率等級、高功率密度和高效率難題;
3、發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量、集成化程度、運(yùn)行效率和功率密度難題;
4、解決了脈沖功率裝置與不同容量電力系統(tǒng)適配的難題;
5、綜合系統(tǒng)穩(wěn)定性難題。
實際上,還在深度應(yīng)用的過程中,不斷完善了“大功率、大容量脈沖電源技術(shù),高速大功率直線電機(jī)技術(shù)“等一系列國外解決不了的指標(biāo)問題。以馬院士為代表的科學(xué)家在相關(guān)技術(shù)上取得突破,電磁驅(qū)動技術(shù)迅速白菜化。

有記者問馬偉明院士,外國人用了20多年才搞出來這項技術(shù),目前還故障不斷,你們只用了8年,為何保障穩(wěn)定和高效呢?馬院士這樣回答:我們五加二,白加黑,一年頂三年用,這樣算下來也是20多年。

如果說,以前馬院士說“要領(lǐng)先就領(lǐng)先美國”是他的座右銘,現(xiàn)在要改改了,因為領(lǐng)先只是進(jìn)入“必經(jīng)王國”的道路,現(xiàn)在我們早已經(jīng)進(jìn)入了“自由王國”,怎么玩、玩什么?都是我們自己說了算。

曾經(jīng)閱讀馬院士的故事,他在解決傳播學(xué)發(fā)動機(jī)“固有震蕩”問題之后,對曾經(jīng)不可一世的外國廠商這樣說:“你不懂,我可以教你”!
我想,現(xiàn)在這句話可以被更多的中國科學(xué)家銘記。