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[转帖] 中国搞定航母电磁阻拦技术,全电推进领先美国一代[13P]

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中国搞定航母电磁阻拦技术,全电推进领先美国一代[13P]

两会期间,被誉为“中国电磁弹射之父”的马伟明院士接受媒体采访时表示,中国不仅研制成功了航母电磁弹射技术,而且还搞定了更高难的电磁拦阻技术。当记者问到,美国福特级航母的经验显示,航母的电磁阻拦技术比弹射难度更高,中国是否有这方面研究。马伟明院士说电磁弹射和电磁阻拦是一个正一个反的关系,解决了弹射的“正”,那么拦阻的“反”就很容易了,中国只用了美国研制航母涡轮电磁拦阻技术1/5的时间就做完了。



【科罗廖夫军评339期】另外谈到中国的舰船综合电力技术,马院士还表示中国的全电推进系统目前处于全世界最领先的位置。中国采用中压直流全电推进技术,一步到位。美国目前是中压交流,还处于第一代水平,比中国落后一代,美国目前才开始做预研中压直流,要赶上中国是十几年以后的事情。



这是中国权威人士首次证实,中国下一代航母拦阻装置将是类似美国福特号那种电磁涡轮拦阻系统,中国的航母电磁拦阻技术已经研制成功,预计会配备在未来的国产核航母上面。



与弹射系统一样,拦阻着舰系统也是航空母舰领域最重要、难度最高的一项技术。


现代喷气式舰载机的着陆速度一般都在200~300公理/小时之间,如果不经过拦阻,舰载机需要滑行一千米以上才能停稳,而航母飞行甲板长度只有200多米,因此现代航空母舰必须配备拦阻装置。舰载机在母舰降落的时候,为了在没挂住拦索的情况下也能安全复飞,油门都处于最大位置,这意味着拦索要承受比飞机冲击更大的力量,这正是缆阻索和拦阻机技术含量高的原因。



【科罗廖夫军评339期】拦阻着舰系统的原理是在最短时间和距离内吸收掉舰载机的着舰动能,使其迅速减速并在航母斜角甲板的着舰区内安全的停下来。拦阻着舰系统分由拦阻索和拦阻网两套系统组成,其中拦阻网是应急系统,只用于舰载机受伤,燃料不足无法复飞,尾钩故障断裂或无法释放等情况。拦阻索系统用于日常航母降落,由拦阻机、滑轮索和缓冲复位、油液冷却,拦阻索和支撑系统等组成,甲板上只有拦阻索和支撑以及滑轮索系统,其他拦阻机等大型设备都布置在甲板下面。



图片:布置在甲板下面的航母拦阻机系统。


由于现在喷气式舰载机的降落重量、冲击力和动能非常大,所以对拦阻系统的技术要求非常高,很多拥有拦阻装置技术的国家都把这当成核心机密,概不外传。辽宁舰的着舰拦阻索装置由4根横在斜角甲板上的拦阻索组成,每条拦阻索间距12米,与甲板下面的4台液拦阻动机相连,能够让速度220公里/小时,重达20多吨的歼15舰载机在2秒内停稳。



图片:航母拦阻索结构示意图


由于使用频繁,拦阻索需要良好的保养,还需要定期的更换。拦阻着舰系统中出故障最多也是钢索,断绳故障占到航母拦阻系统总故障的80%以上。2003年9月11号,美国海军华盛顿号(CVN73)拦阻索在飞机着陆时断裂。导致着陆的F18战斗机坠毁,2名飞行员跳伞逃生,另外断裂以后横扫甲板的索绳导致7人受伤,其中3人伤势严重。俄罗斯库兹涅佐夫号航母在赴叙利亚作战的一个月内,就连续两次拉断拦阻索。



【科罗廖夫军评339期】航母拦阻系统的拦阻索要非常结实而且有韧性,另外要非常细,如果造的特别粗,舰载机的尾钩就勾不住,所以研制难度非常大。航母拦阻索的钢缆具体很高的工艺性,强度和韧性,粗细要恰到好处。钢缆的索芯过去浸油剑麻编织,现在以尼龙编织为主。中国的下一代拦阻索将会是碳纤维材料。



图片:拦阻索支撑系统


随着舰载机和无人机日新月异的发展,航母阻拦系统也正逐步提高相应的灵活性和适应性。美国在福特级航母上使用了AAG电磁阻拦系统,该系统中的滑轮阻尼器多了两个测量拉力的传感器,可以直接把不同的拉力信号传送给中央集中控制器,提醒其启动相应的控制程序,从而有效防止过载。


电磁阻拦系统控制起来更灵活,特别是不同重量的飞机轮流降落时,只需按下按钮,一切由自动调节装置搞定。这就好比称重时,磅秤需要人工不断更换砝码,而电子秤只需调整好测算状态,即可连续工作。总体来说,与液压阻拦系统相比,电磁阻拦系统简单轻巧,调节方便,操作容易,不仅缩短了反应时间,还优化了阻拦效果。



【科罗廖夫军评339期】美国的电磁阻拦装置有一个锥形大卷筒,舰载机着舰挂上阻拦索后,阻拦索由上面抽出,同时带动卷筒转动,带动发电机及水涡轮工作,锥形结构让阻拦索随着飞机着舰后制动既时速度降低的同时加速转动,使制动电机效率下降,使之吸引能量的曲线更为平缓。


中国电磁阻拦装置有了创新,用一个新型结构代替锥形大卷筒,横向尺寸可以缩小三分之一,采用新型结构后,重量会减少百分之七十以上,因此也能进一步改装阻拦装置的阻尼特性。



【科罗廖夫军评339期】2016年12月28日央视新闻联播的报道,我国正在研制新一代航母阻拦装置,可拦阻瞬时载荷超过150吨的舰载机。歼15舰载机的着舰速度大约220公里/小时,约合60米每秒,需要在2秒内减速到0,加速度平均为3个G,峰值加速度还要加上发动机满车推力总共大约4个多G,歼15着舰重量一般在20吨左右,这样算下来正好100吨上下的拉力,新一代拦阻装置可以拦阻比歼15重得多的舰载机。




央视同时还报道了辽宁瓦轴集团利用3年时间完成航母阻拦装置高速大载荷轴承研制,保障歼15在辽宁舰上的成功着舰。目前该集团现正研制新一代航母阻拦装置轴承,已经通过了台架试验,该装置或将为着舰重量更大的舰载机服务。未来适用于更大舰载机(四代舰载机,舰载固定翼预警机)的阻拦装置也启动了研究。



二十年前,全部外国人,和大部分中国人,都认为中国没有能力研制航母弹射器,也严重怀疑中国自行研制航母拦阻系统的能力。他们怀疑的理由,一是苏联都没研制出来,二是这玩意技术和工艺极端复杂高难,三是财政投入极大得不偿失。但近些年我国预警机、大型运输机、神盾驱逐舰等新型武器的面世,都证明了,对于中国这样门类齐全、基础雄厚的国家,具有强大的工业能力,财政能力和组织动员能力,没有什么技术是无法跨越的,任何武器装备我们都能搞出来。别说是研制自行研制航母弹射器,就是拦阻系统方面,中国也是连续跨越常规拦阻和电磁拦阻两道门槛,从而与美国海军站在同一方队里。

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我不信,天朝民用的直线电机驱动器都做不出来,更别说军用的驱动器了。
电磁弹射的直线电机好做,天朝绝对有能力做出来,但相应的驱动器,呵呵...

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楼上的,没有民用的真不代表没有军用的。‘军转民’这个词你听说过么?
1.军标出来以后,会用‘军转民’来降低成本。所以,军标比民用的先出来是很正常的。
2.军标比民标要更严格,军标都出来了,民用的还造不出来?

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实际效果存疑。大家看看就好了。。反正无图无真相。。额。。现在图可以PS,是没有成品就没有真相。
军队产品虽然要求高,但是具体到某个单独的产品上,特别是这种非大面积使用的,比如弹射器,拦阻索等等,实际上是可以采用不计成本的实验室制法——毕竟数量有限制,再不计成本也有个度。而相比航母的造价而言,反映出来的不过是几个或者零点几个百分点而已。所以这种消息的真实度很难让外人判断清楚——毕竟兔子想要不受制于人,那么不计成本也不是不可以接受,现在兔子兜里有钱了。
而民品讲究成本控制,所以想要“军转民”,至少得能够进行大面积生产。这就意味着科研成果必须走出实验室,这就不是科学家的工作,而是优秀工程师的工作了。。但是,兔子优秀的工程师很少,否则不会再中科院之后再开一个工程院——在科研产品到工程应用的转化上,兔子历来都是短板的,几乎可以称作自古(建国)以来了。。。而工程院的诞生说明兔子开始重视起成果转化工作,所以如果真的军转民,也不是没有理由的妄想。。
就个人的工作中的接触来看,确切的说,在大功率交直流电机,伺服电机,变频器等领域,兔子短板短的很严重。几乎是国外产品一统天下。。。而骤然冒出这么个消息。。真心能吓坏一票业内的吃瓜群众——就我所接触的,大功率工业用逆变器,变频器等,基本都是国外产品。国内产品大多达不到设计要求,连投标资格都没有——当然我也有几年没做设备选型了。
如今,虽然兔子如今高铁动车生意都做出国门外了,但是动车组自身的动力系统到底是不是能彻底的国产化,还是仅仅只是像某些“自产工业燃气轮机”哪样仅仅是来料加工的组装货。。依然是雾里看花。曾经与某工程师有过交流,时间比较早了。当时的评价是国内在类似领域差距国外20年左右,表现在国外都IGCT了,国内还在大功率IGBT还没过关。。那时候做工业设备选型,ABB,西门子拿出来的逆变整流模块就平板电脑大小的一个小盒子,而兔家国产货还在用可控硅。
PS:借用一个参考,不知道恰当不恰当,仅供参考——动车大部分都是电力驱动的(貌似没有燃气轮机的吧?)其内部对大功率交直流转换以及驱动电机的要求比较高,但是远没有到拦阻索这么高端(单纯计算动车机头动力的功率与拦阻索瞬时功率比较,但是注意瞬时功率与平稳输出的差距还是有点大的)
所以,如果连动车的电力机头都搞不定,又怎么谈得起搞定要求更高,功率更大的电磁弹射与拦阻索系统?
铁道部虽然民怨甚深,但好歹还是半军事化体制,知道“不可受制于人”的道理。但是改组的铁路总公司,却让我有不好的联想——毕竟对外合作,公司比部委限制少的多。。而国外各大高铁巨头在国内早已布局若干年,若说就这么让国内给自主了。。。。你信?
而电力机车最有实力的貌似是株洲某厂的东风4B,但这个厂却在高铁的时代不闻音讯。。。其余各大车厂却不约而同的拿出了各种型号号称“自主”的动车机头。。这里面又有几分是真正的自主,几分又是被国外巨头切走的蛋糕?

[ 本帖最后由 crystal13 于 2017-3-28 15:58 编辑 ]
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关键是国家想干一件事情的时候是没有干不出来的,只要资金投入充足,只是时间问题而已!民用可以买,军用自己造不受制于人!

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我觉得吧,电磁弹射和电磁阻拦技术,目前应该没什么大问题了。关键的问题就是如何上舰,及如何与现有的做战飞机相匹配。另外还有一个问题,就是如果上了电磁,那航母最好用核动力,但众所周知的是,中国的核动力现在还没有完全解决,连094的吨位都不够大。如果直接把094的搬上航母,那就象戴高乐一样,老牛拉大车,问题会越来越多。
至于全电推进,也是上面的问题,只要把核动力给解决了,一切迎韧而解!
期待看到中国未来的核动力,全电推进,电磁弹射和阻拦,舰载J31的超级航母早日下水。
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中国在电磁,激光,无人机等新兴领域和美国比各有千秋。

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只看到了阻拦索的介绍,没看到弹射系统。至于说比美国先进,那就有点胡扯了,人家已经装备了,你影子还没看到,最多还在实验阶段,居然大言不惭地说比别人先进?

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士气当然是要鼓舞的,老百姓也要接受舆论导向,但是牛皮吹得离谱,失去了可信度就不好了,仅凭专家的一句话就把牛皮吹上天,不利于海军建设的长远规划,立足于当前自身的实际工业能力,做一些可靠性高的产品,才是当前的主要工作

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引用:
原帖由 yardbrid 于 2017-3-28 17:33 发表
我觉得吧,电磁弹射和电磁阻拦技术,目前应该没什么大问题了。关键的问题就是如何上舰,及如何与现有的做战飞机相匹配。另外还有一个问题,就是如果上了电磁,那航母最好用核动力,但众所周知的是,中国的核动力现在 ...
其实都是烧开水,不是非用核动力的。电磁弹射看得是瞬间输出,这个靠超级电容。

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