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電磁彈射為何要用飛輪儲(chǔ)能,用電網(wǎng)和蓄電池不行嗎?

2021-03-04 21:45 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



電磁彈射,被加速的艦載機(jī)總重,30噸,即3萬(wàn)公斤;加速長(zhǎng)度100米,加速時(shí)間2.2秒,艦載機(jī)末端速度,85米每秒;總耗電能38度;瞬間功率6萬(wàn)千瓦。電磁炮也是“彈射”,被加速的彈丸重量,10公斤,加速長(zhǎng)度15米,加速時(shí)間0.02秒,彈丸出膛速度2500米每秒,總耗電能11度,瞬間功率325萬(wàn)千瓦。由以上2組數(shù)據(jù)可見(jiàn),不論是電磁彈射飛機(jī)還是電磁炮,它們發(fā)射一次的總用電量并不大。彈射1架30噸的重載艦載機(jī)的純耗電還不到40度。當(dāng)然這是完全理想化的狀態(tài),實(shí)際上彈射一架飛機(jī)的耗電要超過(guò)40度,因?yàn)樗胁皇浅瑢?dǎo)的電路都有自然損耗,不會(huì)效率達(dá)到100%。但是實(shí)際彈射一架30噸級(jí)艦載機(jī)的用電也不會(huì)超過(guò)70度。而發(fā)射一次電磁炮彈丸的理論用電更少,只有11度電。不過(guò)兩者做功的瞬間功率;


卻都非常的驚人。航母電磁彈射器做功一次的瞬間功率超過(guò)6萬(wàn)千瓦,基本和055大驅(qū)動(dòng)力全開(kāi)時(shí)差不多。而電磁炮發(fā)射時(shí)的瞬間功率更是驚人,超過(guò)了300萬(wàn)千瓦,相當(dāng)于一個(gè)大型水電站的全部瞬間發(fā)電功率。不過(guò)電磁炮的加速時(shí)間只有電磁彈射器的百分之一,因此瞬間功率要大得多。不論電磁炮還是電磁彈射器,它們給予要彈射的物體的加速時(shí)間,從0.02秒一直到2秒稍多,基本上都屬于瞬間完成。因此要求的加速做功的電流很大,功率很強(qiáng),但是作用時(shí)間卻都普遍很短,導(dǎo)致普通的電網(wǎng)負(fù)荷和蓄電池都達(dá)不到如此短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大放電的能力。只有兩種現(xiàn)代化的特殊設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)放電。第一是儲(chǔ)能飛輪,第二就是特殊電容。瀚海狼山(匈奴狼山)認(rèn)為,兩者性能各有利弊。儲(chǔ)能飛輪的能量密度是電容的10倍以上,


而且可以重復(fù)利用放電幾十萬(wàn)次。實(shí)際壽命比電容長(zhǎng)得多。特殊電容最大使用次數(shù)有限制,實(shí)際成本比較高。而且超大容量電容有一定的漏電危險(xiǎn)性。不過(guò)電容可以隨時(shí)確保有電,而飛輪儲(chǔ)能屬于現(xiàn)充現(xiàn)用。因此不論電磁彈射還是電磁炮,都會(huì)用到兩者的長(zhǎng)處。電磁彈射以飛輪儲(chǔ)能為主,超大容量電容為輔。而電磁炮則主要采用超大容量電容放電。飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn),在需要的時(shí)候再用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的交互式儲(chǔ)能方式。特點(diǎn)是高功率密度、長(zhǎng)壽命。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能裝置,突破了化學(xué)電池的局限,用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。通過(guò)電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī),電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的機(jī)械動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存,并通過(guò)調(diào)頻、整流、恒壓與不同類型的負(fù)載接口。飛輪儲(chǔ)能放電已經(jīng)被提出200多年,但是直到1970年代,綜合機(jī)電加工能力達(dá)標(biāo)后才首次實(shí)用化。


在儲(chǔ)能時(shí),電能通過(guò)電力轉(zhuǎn)換器變換后驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行,電機(jī)帶動(dòng)飛輪加速轉(zhuǎn)動(dòng),飛輪以動(dòng)能的形式把能量?jī)?chǔ)存起來(lái),完成電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)存能量過(guò)程,能量?jī)?chǔ)存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪體中;之后,電機(jī)維持一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速,直到接收到一個(gè)能量釋放的控制信號(hào);釋能時(shí),高速旋轉(zhuǎn)的飛輪拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電,經(jīng)電力轉(zhuǎn)換器輸出適用于負(fù)載的電流與電壓,完成機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)換的釋放能量過(guò)程。不論采用交流電還是直流電進(jìn)行電磁彈射,飛輪儲(chǔ)能都是其中的關(guān)鍵設(shè)備之一。


電磁彈射為何要用飛輪儲(chǔ)能,用電網(wǎng)和蓄電池不行嗎?的評(píng)論 (共 條)

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