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我国在研的所有新型军舰均已使用中压直流综合电力系统

2019-11-13 09:00  来源:能源中国网 www.energychinaw.com
 

综合电力系统的研究是一个庞大的工程,涉及电力工程各个分支专业,如原动机、发电机、电动机、调速、电力电子技术,电力管理等等。许多不同专业的各个设备的研制应当相互协调,功能相当且接口一致,为满足系统和总体的需求,需要全面、综合、系统、深入地开展研究,对各子系统提出要求,所以具有一定的难度。

马伟明院士研发航母综合电力系统,全球仅中国掌握,美国还在起步

 

美国海军于1980年就建立了综合电力驱动计划,希望通过将船舶日用电力系统和推进电力系统合而为一,进一步提高战船的性能。1990年后,美国海军将注意力转到提高船舶的能购性上,研究计划转为综合电力系统(IPS:Integrated Power System)项目。针对当时水面战斗舰艇(SC-21,现转型为DD(X))的概念设计,美海军完成了费用和效能评估。

到了21世纪,欧美海军已经实现中压交流综合电力系统的工程应用。2009年7月服役的英国45型驱逐舰,是世界上首艘采用中压交流综合电力系统的水面主战舰艇。

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综合电力系统已经成为美海军解决未来各种水面舰船推进和动力的基本设计方案,其应用范围有可能进一步扩展到航母和辅助舰船.为了节省电力系统的研发费用,美海军正在研发用以组成电力系统的各种模块,通过这些模块的不同组合可以使构成的电力系统具有最大的通用性。

此外,英国CVF航母、美国DDG1000驱逐舰、法国“西北风”级两栖攻击舰等均采用了中压交流综合电力系统。

国内外舰舶工业均认为2020年之后水面舰艇应该全部或者部分采用电力推进技术,以增强作战能力。

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国外甚至已经开始在民用船舶中应用综合电力系统。主要以中压交流和低压交流两种电制形式为主,如美国‘亚特兰蒂斯’号科考船、‘海洋绿洲’号邮轮、荷兰‘蓝色马林鱼’号半潜船等。

但是中压交流综合电力系统技术虽然成熟,但存在设备体积和重量偏大、系统效率偏低、供电连续性不高等缺点。朱姆沃尔特级一号舰因为12个推进电机驱动系统中的一个出现故障,不得不被拖回船厂在舰身上切开口子进行维修,二号舰在首次海试时,也因为供电系统出现故障,无法继续后续试验,被迫返厂修理。

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英国GVF航母

所以,为了在此核心技术上赶超美国,马伟明院士用了整整 20 年的时间,终于研发成功了中压直流综合电力系统!中国也因此成为了世界上第一个在舰艇上实现中压直流综合电力系统的国家。这一技术水平,反超国外十五年左右!

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中压直流综合电力系统相比起中压交流,突破了系统频率限制,降低了对原动机调速特性的要求,大幅减小了设备体积和重量,提高了系统效率和供电连续性,实现了我国舰船动力从传统机械方式向全电力方式的革命性转变。

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舰船中压直流综合电力推进系统以其高功率密度、高运行效率、高操作灵活 性等优点,成为未来舰船综合电力推进系统发展方向。

目前世界上的舰船综合电力系统已发展到第二代。朱姆沃尔特级、45型、伊丽莎白级等战舰采用的是第一代综合电力系统,实现了交流综合电力系统的工程化应用。而马伟明院士团队研制成功的舰船中压直流综合电力系统属于第二代,央视和军报对其的评价是:在全球首次研制成功并实现实际应用。

马伟明院士曾表示:“美国目前是中压交流,还处于第一代水平,差我们一代。(他们目前)才开始做预研中压直流,要赶上我们是起码是十几年以后的事情。(一项技术)领先不领先,先进不先进不是自己说的,需要世界同行评价,标准是客观存在的。”

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我国在研的所有新型军舰均已使用中压直流综合电力系统,据此分析,这意味着包括新一批055型驱逐舰、在研的003型航母以及095、096型核潜艇都将使用这项新技术。

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除了军事用途之外,中压直流综合电力系统在未来也将应用于全电化特种车辆、多电飞机、轨道交通、新能源发电等军民通用技术领域。推动了社会、经济的发展。

未来,等到我们成功研制完成十几艘航母,搭载了中压直流综合电力系统的庞大的航母群必将驰骋四海。

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目前,马伟明院士正在事件其“全能舰”的构想,在马伟明院士设想全能舰的时候,就希望设计一艘能“无限投送火力”的战舰,利用电磁发射系统,打击范围超宽超广,火力通道超多,代替航母编队,甚至能消灭航母编队。

而马伟明院士的学生,比如团队里肖飞、王东、张晓等已经成为了领域里的中流砥柱,发挥着重要的作用。

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马伟明团队

也希望他们可以再创辉煌,让中国海军驰骋四海。



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(责编:胡梦瑶)

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