中壓直流電獨步世界 驅動電彈效率高

  圖:馬偉明院士團隊早前在電彈等技術基礎上發布「超能艦」構想。
  圖:馬偉明院士團隊早前在電彈等技術基礎上發布「超能艦」構想。

  電磁彈射系統的能量利用效率,數倍於蒸汽彈射,但同時也對電力供應提出了更高的需求。使用電磁彈射時,會在極短時間內帶來超高電力負荷。譬如,美軍「福特」號航母電磁彈射器總功率達16兆瓦,相當於2.3萬台1匹空調同時製冷運行。而彈射戰機時的峰值功率更高。

  相比於核動力的「福特」號,福建艦實現了在常規動力航母上進行電磁彈射。這得益於海軍工程大學「艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室」馬偉明院士團隊開發的「艦船綜合電力系統」和「中壓直流配電系統」。中國成為世界上首個實現中壓直流綜合電力系統的國家。

  艦船的傳統做法是,動力系統與電力系統相對獨立。艦船綜合電力系統(IPS)將其合二為一,以電能形式一體化為艦艇的推進、通信、導航、日用設備等實施高效集約供電,而且簡化艦船系統結構,降低噪聲能級。

  福建艦的中壓直流配電,比「福特」號使用的中壓交流配電更加穩定可靠。中壓交流電力系統,高速原動機與中低速發電機之間必須配備大量減速齒輪或增速齒輪。中壓直流電力系統則消除了這一限制,提高了系統效率和功率密度,發電機組可更穩定運行。

  同時,中壓交流電力傳輸之後需要轉化為直流電再使用,需要大容量的推進變壓器和配電變壓器。中壓直流電力系統取消了變壓器,極大節約了航母空間,減少了線纜,傳輸效率高。因此,中壓直流技術瞬時電力儲能高,為電磁彈射持續供應足夠電力輸出。