马伟明电磁弹射技术外溢,首个磁悬浮试验发射成功,可弹射火箭?

前有火箭橇,现有电磁橇,马伟明院士搞定电磁弹射之后,集群效应来了。最近,中国航天科工三院成功完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮试验,打破了国内高温超导电动悬浮航行速度纪录。在380米线路上,实现了234公里/小时的试验速度。

以后,配合高温超导技术,航天飞机、高铁、火箭等都会用“发射”来形容,未来用于小行星防御,航天器发射也是大势所趋。

其实,这次“商业航天磁悬浮电磁发射试验”的234公里/小时速度并不令人兴奋,因为2022年10月19日中国首个“地面超高速试验设施电磁橇系统”就能够将吨级以上物体加速到时速超过1030公里/时的运行速度,达到了亚音速。

倒是高温超导加上电磁弹射系统令人眼前一亮,加上“航天科工”几个大字,让人遐想无限。因为高温超导磁悬浮列车是利用超导体在磁场中的特性实现悬浮和推进,主要是要求高速和平稳运行。

而电磁弹射则是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,主要就是要求极高速度,最好是超音速。两者如果结合起来,突破高温超导技术瓶颈,让磁悬浮和电磁弹射系统用上更加先进的超导技术,则这意味着,更快、更稳定的极高速度即将到来!

目前,我们在电磁弹射和高温超导应用方面进展十分迅速:

2021年1月13日,世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用, 世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用;

2022年10月20日,世界上首个电磁橇设施在济南成功运行。一举攻克高速大推力直线电机、百兆瓦级宽频变频供电等五大关键核心技术。

2023年3月31日,我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统在长春完成首次悬浮运行,试验车辆进入悬浮区之后被加速至时速50公里,据称未来速度可以达到时速600公里以上。

2023年6月17日,我国第一艘配备电磁弹射的国产航母“福建舰”正式下水,配置电磁弹射和阻拦装置处于世界领先水平。


这么多世界首个、首次,航天领域当然不能落后。2017,《科技日报》记者韩珺礼去武汉调研,拜访了被誉为“中国电磁弹射之父”的马伟明院士。

就问他:“马院士,既然电磁弹射技术能把几十吨重的飞机弹射出去,能否弹射火箭弹?让火箭弹在起飞阶段就获得一个很高的初始速度。”

马伟明略作思索回答:“可以试试,应该可以。”并且透露,据马院士透露:“目前,电磁弹射野战火箭武器系统的研发工作已经取得实质性进展。”

贴地起飞已经不是问题,低速火箭炮发射不是问题,那么,接下来就是为航天服务了。于是商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验应运而生。

要想做好航天器的电磁发射,首先要解决的是电磁弹射和高温超导两个系统技术的耦合,现在中国航天科工三院做的就是这样事情。在建造的380米试验验线路上,进行耦合试验只是初步行动,以后的速度和发射能力将会不断提升。

如果将轨道延长,比如十公里,或者更远的距离,在封闭的真空管内部进行高度加速运动,那么飞出管道之后,再点燃三级火箭发动机,则可以节约大量燃料,并且几乎具备全天候发射能力。

但是,发射火箭速度一定要等于或者大于环绕速度(或第一宇宙速度)7.9公里/秒,就目前电磁弹射“吨级物体以1030公里/时运行”来看,还存在很大差距。那么这就需要我们进一步提高发射的速度。

你想,一个火箭至少也有20~30吨,起飞初始速度大于7.9公里/秒,要在2-3秒内释放,这个功率简直就是变态。

于是,航天领域科学家们,将高温超导技术的应用攻关放在了首位,其次就是不断改进电磁发射系统。逐步攻克超导磁体、直线同步牵引、感应供电及低温制冷等超导电动悬浮的核心技术。

实际上,一项技术,从实验室走向工程应用,有太多的路要走。就电磁推进发射火箭而言,大功率电力变换与控制、磁悬浮、超导强磁场以及超高速电磁发射与推进都是一座座大山,但是一旦成功,我们探索宇宙和防御小行星的方式将彻底改变。

现在火箭发射采用的是化学燃料,基本是一箭一发,两个火箭发射间隔时间至少在十几个小时以上。但是如果能实现电磁弹射,则意味着可以密集发射,间隔时间也就几分钟。

更为重要的是,一旦可控核聚变商业化成功,那么采用全电力系统发射火箭,将会把火箭发射成本彻底降低到可以忽略的程度。

中国已经宣布未来将实施地外小行星防御任务。用于探测的“中国复眼”已经建成,现在提前准备好高效、低成本的撞击器发射系统,十分有必要。

总之,高温超导技术加上电磁弹射技术的试验成功,意味着我们在领先世界上又迈出了重要的一大步。

现在马伟明院士的“电磁弹射系统”的“破窗效应”已经实现了,未来将会有更多你想象不到的大国重器,值得期待!

网友们笑谈,“航天科技”是送人上太空的,“航天科工”是人送上西天的。现在这项技术拿来“商业化”民用,其中奥秘,你应该懂得。

为伟大的科学家们点赞!

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页面更新:2024-03-10

标签:电磁   火箭   超导   小行星   技术   院士   航天   高温   速度   系统   马伟明

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