5、马院士在电弹研制中做出了什么重大而又至关重要的贡献呢?
下图是马院士一篇论文的两幅截图,右边是文章最后的结论,是电弹四个子系统的简介。(1)直线电机,它比永磁电机有更高的可靠性。(2)电力调节分系统,电压4千伏、最高峰值电流是18千安;马院士采用比美国更先进的技术,解决了高压大电流的变频驱动问题。(3)能量存储采用飞轮惯性储能,这是目前能量密度最高的。(4)弹射控制分系统。
上图左是飞轮储能的电路示意图,飞轮储能是否能安全高效地充电和放电,其中“电力调节”分系统尤为关键,所有并联运行的逆变器必须同步运行,否则,并联逆变器之间将存在很大的环流,过大的环流会加重逆变器的负担,严重时会损坏设备。马院士的研究团队研制出一种间歇脉冲式兆瓦级并联逆变器同步控制技术(下图),解决了这一技术难题。从收集到的多篇论文来看,至少电弹的后三个分系统的技术难关都是马院士的研究团队攻克的。
下图是上述四个分系统的示意图,中国的下一代电弹将采用超导材料,那将是又一次跳跃式发展。
6、电弹具备更高的可靠性
下面两幅是电弹各子系统之间的关系、以及直线电机接线示意图。由舰上的电源给蓝色的飞轮储能充电,中间是充放电的转换设备,当K1、K4闭合时为充电,当K2、K3闭合时是给弹射器提供脉冲能源,两者互为闭锁。注意看,弹射器直流电机的定子是分为八段,每一段又各包含三个直流电机模块。就是说整条弹射器是由8X3=24个直流电机,像接力那样给感应动子一个恒定的力,感应动子通过连接机构带动飞机加速。