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直流电磁BG大游弹射比交流先进在哪里美国未攻克

发布时间:2022-08-23 09:38

BG大游直流电磁弹射比交流先进在哪里?美国未攻克的难题,被中国拿下

直流电磁BG大游弹射比交流先进在哪里美国未攻克的难题被中国拿下

华笺流香2022-06-18

BG大游世界上只有两条采用电磁弹射器的航空母舰福特号 综合电力,一是我国刚刚下水的福建号,另一个是美国的最新航母福特号。

这两个航空母舰的电磁弹射器,我国采用的是直流电,美国采用的是交流电,我国的电磁弹射器比美国的先进。

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BG大游我们知道特斯拉发明了交流电,而且交流电发明出来以后迅速在全世界普及,基本上全世界主要的电气设备都采用了交流电。

特斯拉是一个非常优秀的科学家,他的名字还命名了磁场强度的单位,也正因为如此,大家感觉好像交流电比直流电要好。

▍电力供应市场为什么交流电占主流?

BG大游在19世纪末,爱迪生支持直流电,他的公司爱迪生通用电气公司大力推广直流供电系统。

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当时通用电气的主要竞争对手是乔治·威斯汀豪斯 (George Westinghouse) 公司。这两家公司都试图垄断市场,因此必须决一高下。

BG大游爱迪生说交流电容易电死人,特斯拉说直流电容易电死人。实际上,能不能电死人跟电压有关系,跟直流交流没有关系。当时的老百姓又不知道这么多,就听他们两瞎掰。为了安全,这两家公司都不停的降低电压,最后降无可降,就固定在110伏,所以美国现在是110伏的电。

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爱迪生离开了通用以后,通用电气和汤姆森公司合并,组成了一个新的公司,当然公司还叫做通用电气。由于特斯拉放弃了交流电的专利,所以通用电气也开始使用交流电。

20世纪初,威斯汀豪斯和通用电气都使用交流电,所以美国的大部分城市都开始使用交流电,只在东海岸的某些小城市还有直流供电网络。后来,这些直流供电网络也被交流供电网络所取代。

当然,在当时的情况下,交流电确实是有一定的优势。

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因为当时面临的问题是,电厂刚刚建立,居民也刚刚开始使用电气设备,如何把电从电厂传送到居民手中,就面临着一个成本的问题,这个成本主要是由于线路的损耗。

交流电的最大优势,就是升压和降压非常方便,在电力传输的时候福特号 综合电力,把电压升高,这样就会大大减少线路中的电力损耗。因为当电阻一定的时候,线路损耗和电压的平方成正比,电压每升高一倍,线路中的功率损耗减少80%。

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因为具有远距离传送功率的优势,而且通用电气等美国公司大量制造交流发电机、电动机等交流电设备,交流电就这样在全世界普及了。

所以,现在这个世界上通用交流电,是由于历史原因、习惯问题以及市场惯性造成的。

那么,现在到航空母舰的电磁弹射器问题上福特号 综合电力,电磁弹射器的本质可以看成一个直径无限大的电动机,弹射那一段只是转动弧长的一部分,可以看成是直线。

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现在的问题就变成了,直流电机好还是交流电机好?

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如果用电动机带动设备,并且进行精确控制,当然是直流电机好。

▍为什么美国福特号电磁弹射器故障很多?

直流电磁弹射器的优点就是直流电机对于交流电机的优点。

直流电机有以下优点:

第一,具有极其宽阔的速度调节范围,在低速情况下仍然可以非常有效的工作。

对应在电磁弹射器上,这就意味着不仅可以弹射重型飞机,而且还可以弹射轻型飞机。比如说无人机,无人机不能弹的太快,加速度太快会把机体扯碎。

第二,初始启动扭矩强大。

对应在弹射器上,就是说弹射动作没有滞后性。

第三,结构简单,工作可靠,维护方便。对应在电磁弹射器上,就是说中国的直流电磁弹射器结构更简单,维护更方便。

也正因为如此,福特号上的交流电磁弹射器故障很多。

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福特号上的电磁弹射器的滑动部分是长6.7米的铝板,相当于电机的转子,沿轨道铺设的电路会产生顺序激活的波动磁场,推动转子向前运动。

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弹射器的生产单位是美国通用电气,按照设计指标,可靠性为99%。

但是实际上,弹射器工作一天故障率为30%,连续工作4天,故障率会上升到76%。

所以,福特号自从服役以来,这个电磁弹射器就几乎没有连续正常工作过,每天都在维修。

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前总统特朗普曾经指责海军采购不可靠装备,扬言要换回蒸汽弹射器。

我们上文说了,直流弹射器的结构简单,工作可靠,那么,为什么美国不生产简单和可靠的弹射器呢?

这个问题就在于甲板上这一根弹射器后面,是一大堆支持系统,这个支持系统的难度非常高。

▍电磁弹射器除了一根轨道以外福特号 综合电力,还有什么东西?

电磁弹射器包括以下4大部分:

第1部分,就是弹射轨道部分。

第2部分,能量储存部分,这一部分是直接向弹射轨道提供能量的。

第3部分,电压调节部分,这个部分控制弹射力的大小,可以根据飞机的重量分配弹射能量。直流电磁弹射器的最大优势,可以连续稳定线性调压。

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第4部分,电源供给部分。

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交流弹射器,第1部分复杂,2、3、4部分简单。

直流弹射器,第1部分简单,2、3、4部分复杂。

▍我国独家秘籍,舰用中压直流供电系统。

像电磁弹射器这种大国重器,目前只有中美在做,因为它必须建立在全舰综合电力系统的基础上。

所谓的全舰综合电力系统,就是说跟以往的舰船的系统是不一样的。

以往的舰船,它的系统分成两部分,带动螺旋桨推动的就是发动机的直接机械力,然后这一部分机械功率再传给电动机,产生一部分的电力,供给雷达以及各种用电器件。

综合电力系统,把发动机里面的机械功率通过发电机全部转换为电力,然后把电力分配给所有系统,包括螺旋桨,都是由电动机带动的。

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这个系统是欧美国家首先提出来的,但是美国在搞的是中压交流系统,我们国家搞的是中压直流系统。

综合电力系统最大的好处就是功率分配很方便,就比如说美国最新的福特号核动力航空母舰,它就是全舰综合电力推进系统,它的螺旋桨是直接连接在电动机上的。

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因为有很强大的供电能力,所以才可以驱动电磁弹射器。

但是交流系统和直流系统又不一样。

直流系统,简单的说就是我们常说的DC输出,也可以称为开关电源,就像我们手机上充电的那种东西就是。

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这个技术看起来好像是一个很成熟的技术,但是一旦做到大功率的情况下,很多细节就会引起系统的不稳定。

我们国家的这个中压直流系统是处于保密状态的,所以很多细节不知道,但是通过和美国的对比,就可以发现这个东西确实比较难做。

这就是我国马伟明院士的一系列发明福特号 综合电力,构成的中国独门绝技。

有了这套系统以后,全部舰船产生的动力都集中在了电力系统上面,分配很方便。

所以,003福建号航空母舰应该是用电动机驱动螺旋桨。

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福建号上面的直流电磁弹射器,只是直流综合电力系统的一部分,这个方面,福建号领先福特号一代。

因为中国的航空母舰上有电磁弹射系统,印度为了跟风,也搞了一个电磁弹射器的模型在那里展示。

但是光这么一块东西是搞不定的,就算把福建号上面的电磁弹射器挖出来,送给美国、印度,也用不起来。

BG大游福建号电磁弹射器只是冰山浮出水面的部分。

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