中國電磁技術世界領先的六大秘密

第一，當記者問到「電磁彈射技術，將在10年內取代傳統的化學能技術」。馬院士的回答實際上糾正了記者的用詞（電磁彈射），他說：傳統的化學能能做的電磁能也能做，傳統的火炮是化學能。凡是載運方面，過去用化學能能做的，大部分用電磁能也能做。

第二，早就開始進行電磁炮的研究，下圖是研製的電磁炮制導炮彈，以及馬院士在科技成果展會上，了解電磁坦克炮的脫殼穿甲炮彈性能。正如馬院士曾說的，「我們的做法是從科學探索到關鍵技術攻關，再到工程實現，最終將設計者變為製造者，打通從創新到創造的最後一公里」。

馬院士是千千萬萬科學家的傑出代表，這種特色的裝備研究體制，在官媒報道的眾多高科技裝備研製事迹中常能見到。加上全國一盤棋的大協作、科技人員的白加黑、五加二，項目的進度就比外界猜測的快得多。當年的「兩彈一星」，去年殲-20、運-20入列都是很好的證明。那種以西方研製時間，來推算我軍裝備研製所需的時間，結論一定是錯誤的。

第三，記者問「福特」號航母的電磁彈射系統花了21年，也需要這麼久嗎？ 馬院士的回答是：只要方向正確，方法得當，那麼進程可以大大縮短。為什麼這麼自信，因為的電磁彈射器已經研製成功。下圖是興城艦載機飛行員訓練基地去年十月的衛星圖。去年底傳出圖中的殲-15採用電磁彈射順利升空，圖中還看到左側這條彈射器的起點停著一架無人機，顯然這條是電磁彈射器。

電彈系統控制系統的逆變電路採用IGBT作為控制，文章提到了實際驗證系統的參數，如下圖的實際彈射的電磁推力和加速度曲線。圖中可見：從大約0.20秒到0.55秒， 電磁推力迅速升至滿功率（13噸），然後穩定運行至2.20秒，也就是說戰機的彈射過程大約是2秒鐘。

電磁彈射器以加速度3g運行，加上戰機發動機開全加力，可以保證在百米跑道的末速度，達到時速350公里的起飛速度。

下圖的電磁推力之所以有波動，是因為直線電機採用分段定子形式。關於「分段定子」，筆者在之前的文章里有直線電機的圖解。拼圖（下）的縱軸的時間單位的毫秒，可見加速度穩定在3g，波幅為正負1%（即0.03g），說明馬院士解決了動子滑動中跨分段的一些動態技術難題。

下圖是興城基地今年1月份的衛星圖，圖中顯示下方的這條彈射器當時剛完工，還在工程驗收階段。既然這條稍短的彈射器進度，比之前彈射殲-15B和無人機的電彈更晚，那麼它不可能是蒸彈，很可能是採用 蓄電池+超級電容 儲能方案，另一條進度較快的是採用 飛輪儲能方案。

第四，記者問道：美國「福特」級航母的經驗顯示，航母的電磁阻攔技術比彈射難度更高……。還沒等記者說完問題，馬院士就不客氣地打斷，說：不能這樣下定論。我們用了1/5的時間就把阻攔做完了，你說哪個難度高？有了彈射的技術阻攔還難嗎？彈射和阻攔是一個正一個反，解決了正，解決反不就容易了嗎？看來記者的問題把馬院士激怒了，於是回了幾個堅定的反問式短句。下圖是電磁阻攔系統的結構示意圖。

下圖是美軍的電磁阻攔系統以及原理圖。

馬院士的回答里有幾點是可以肯定的：（1）的電磁阻攔系統研製工程已經完成，而且只用了研究電磁彈射器1/5的時間。（2）的電磁彈射器已經研製成功，不然 「1/5的時間」如何算出的呢？（3）電磁阻攔的技術難度並非比電磁彈射技術更高。

結合馬院士在回答這個問題之前提到，「只要方向正確，方法得當，那麼進程可以大大縮短。言下之意是，美國人沒找對方向，方法不得當，所以才進度慢，不能以此就推理我們的電磁彈射和電磁阻攔系統的進度。

下圖是去年底央視新聞截圖。從裝置的結構顯示：它是電磁阻攔系統的1:1樣機，而且正在運裝中（下圖中圓錐形絞盤上的鋼纜圈數不同）。從截圖上清晰可見，設備上的銘牌寫的是中文，所以央視不是拿美軍的視頻，而是典型的官泄。

第五，記者問了個軍迷們也常有的疑問：新一代採用全電推進系統、電磁軌道炮和電磁彈射/阻攔設備的軍艦，如何防止因對手引爆電磁脈衝炸彈導致完全失去戰鬥力？馬偉明回答：這個問題不太專業。脈衝彈是靠輻射，艦船全是鐵殼屏蔽的，很難影響到內部系統，它又不是陸地大電網。言下之意是不必有這方面的顧慮，在艦船設計時已經做了防護。

第六，2014年11月14日國防部網站的一篇文章《馬偉明：實現中壓直流綜合電力系統 世界首家》，文章提到：英國45級、美軍DDG-1000驅逐艦 與法國西北風兩棲艦，均採用中壓交流綜合電力系統。

船舶綜合電力系統將傳統船舶相互獨立的機械推進系統 和 電力系統，以電能的形式合二為一，通過電力網路為船舶推進、通信導航、特種作業和日用設備等提供電能，實現了全船能源的綜合利用。因此，船舶動力採用綜合電力系統已成主流。

馬院士回答了為什麼的綜合電力系統，是處於世界領先的位置。因為我們一開始就選擇採用中壓直流，一步到位。美國和歐洲是採用中壓交流，還處於第一代水平，所以差我們一代。美國人現在才開始做預研中壓直流，要趕上我們是十幾年以後的事情。看來歐美又選錯研究方向，走了一條彎路，現在要改成直流得推倒重來。

馬院士還自豪地說：一項技術領先不領先，先進不先進不是自己說的，需要世界同行評價，標準是客觀存在的。就是說「世界領先」 不是我們自吹的，標準擺著那兒，西方人也不得不承認。所以馬偉明團隊獲得「國家科技進步創新團隊獎」是實至名歸，從下圖看，第三代「高速感應集成發供電」已經在研製中。

綜合電力系統的發展以「十五」為起點。馬偉明告訴記者，「綜合電力系統被譽為船舶動力的第三次革命」；船舶採用綜合電力系統，不僅實現了船舶推進系統和電力系統的集成，而且更容易實現全船能量的精確高效控制。

第一代綜合電力系統技術成熟，但存在設備體積和重量偏大、系統效率偏低、供電連續性不高等缺點；第二代綜合電力系統採用中壓直流電制，突破了系統頻率限制，降低了對原動機調速特性的要求，大幅減小了設備體積和重量，提高了系統效率和供電連續性。

下圖是去年央視新聞的截屏，顯然正在建造的055新型驅逐艦，所配套的全電推進系統已經研製成功。在被問到會不會出現更多在高科技武器裝備領域的領跑者時，馬院士語氣堅定地回答：會，肯定會。這是一名軍人的自信、科學家的自信，更是人的自信。

藍海長青智庫