新華社北京11月3日電(陳虎)前幾天中國第一臺(tái)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的永磁電機(jī)試車成功，引起了很多媒體和軍迷網(wǎng)友的關(guān)注，大家都在關(guān)心永磁電機(jī)技術(shù)突破之后，潛艇會(huì)有哪些性能上的提升。
有些軍迷網(wǎng)友和媒體說永磁電機(jī)和傳統(tǒng)的勵(lì)磁電機(jī)相比噪音更小，永磁電機(jī)的使用將使中國的潛艇更加安靜。
安靜性是潛艇最關(guān)鍵的指標(biāo)，如果永磁電機(jī)真的使?jié)撏У脑胍舸蠓冉档�，這無疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步�？墒沁@真的能實(shí)現(xiàn)嗎？這就要從永磁電機(jī)本身說起了。
學(xué)過中學(xué)物理的人都知道，電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)是因?yàn)閮蓚�(gè)磁場相對的作用，這里頭就包括了定子和轉(zhuǎn)子，也就是定子要有一個(gè)磁場，轉(zhuǎn)子上也要有一個(gè)和定子相反的磁場，轉(zhuǎn)子的磁場怎么產(chǎn)生呢？我們知道電可以生磁，所以說傳統(tǒng)的電機(jī)是在轉(zhuǎn)子上繞上一大堆電線，術(shù)語叫做線圈繞組，通過線圈產(chǎn)生磁場，因?yàn)檫@個(gè)原理，這種傳統(tǒng)的電機(jī)又被叫做勵(lì)磁電機(jī)。而永磁電機(jī)用大型的永磁磁體替代了線圈繞組，轉(zhuǎn)子的磁場不是通過電機(jī)產(chǎn)生的，所以叫永磁電機(jī)。
美國“海狼”級潛艇。(資料圖)
對永磁電機(jī)來說，轉(zhuǎn)子的線圈繞組和電刷都沒了，這意味著結(jié)構(gòu)更加簡單，尺寸上可以有較大幅度的縮小。另外沒有了線圈繞組，運(yùn)行時(shí)電流通過線圈繞組產(chǎn)生的電流嗡嗡聲就會(huì)大幅降低，這就是永磁電機(jī)降低噪音的原因。
永磁電機(jī)和勵(lì)磁電機(jī)相比，還有其它的一些重要優(yōu)勢。它在低輸出的時(shí)候，效率會(huì)更高，因?yàn)樗恍枰娏鲃?lì)磁這一部分的消耗，所以它的總體運(yùn)行效率也會(huì)更高一些。
研發(fā)運(yùn)用永磁電機(jī)的難點(diǎn)在什么地方呢？永磁電機(jī)早就有，但是永磁電機(jī)尺寸小的好做，尺寸大的不好做，因?yàn)樾枰銐虼蠛妥銐驈?qiáng)磁場的永磁體，才能做成輸出功率足夠大的電機(jī)。
另外，永磁體的磁場會(huì)隨著時(shí)間減弱，特別是在極端的情況下，例如高溫、低溫這樣的情況下，永磁體的磁場會(huì)出現(xiàn)永久性的減弱。而潛艇的主電機(jī)如果用永磁電機(jī)的話，就要有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)水平。
永磁電機(jī)究竟可以給潛艇帶來哪些提升？所謂使?jié)撏Ц察o這種說法，更多的是媒體和網(wǎng)友們的誤解。如果到網(wǎng)上查一查會(huì)發(fā)現(xiàn)永磁電機(jī)噪音低確實(shí)是事實(shí)，因?yàn)殡娏髀暃]有了，但是這種聲音對于潛艇降噪來說，幾乎是可以忽略不計(jì)的，對潛艇來說，噪音更主要來自于潛艇內(nèi)部機(jī)械部分的震動(dòng)。
看起來漂亮的螺旋槳空泡是潛艇噪聲的罪魁禍?zhǔn)字弧?
勵(lì)磁電機(jī)的噪音水平就好像在潛艇當(dāng)中大聲說話一樣，聲音是傳不到艇外的，或者說傳到艇外的震動(dòng)可以忽略不計(jì)。所以網(wǎng)傳永磁電機(jī)可以大幅降低潛艇噪音是一種誤解。
對安靜性沒有大的提升，它的好處究竟體現(xiàn)在哪兒呢？首先體現(xiàn)在重量和體積的縮小。以需要跑20節(jié)以上的潛艇為例，以往潛艇的主電機(jī)可能需要7200-7500馬力，如果用直流電機(jī)的話，重量大概要有七八十噸，往小點(diǎn)說也得六七十噸，長度可能會(huì)有七八米，形象點(diǎn)說，它的體積大概和一個(gè)中巴車差不多大。
如果說使用永磁電機(jī)的話，重量減輕和體積縮小，顯然會(huì)給潛艇的設(shè)計(jì)總布置帶來很多好處。
永磁電機(jī)另一個(gè)特別值得關(guān)注的優(yōu)勢，在于它的可靠性大幅度提高，在低輸出時(shí)效率的提升也有很大的意義。
潛艇的電機(jī)，有時(shí)要跑高速，有時(shí)又要跑低速，最佳效率點(diǎn)是設(shè)在高速上還是設(shè)在低速上，這個(gè)很難平衡。過去的潛艇可能會(huì)有兩臺(tái)電機(jī)甚至更多的電機(jī)，這個(gè)是充分考慮了低速的效能和高速效能以及可靠性的因素。
像老的俄羅斯基洛級潛艇，它的動(dòng)力電機(jī)有三臺(tái)，一個(gè)主電機(jī)，一個(gè)經(jīng)航電機(jī)，還有一個(gè)備用電機(jī)，要這么多電機(jī)主要為了解決大輸出和小輸出效率的問題，同時(shí)還要解決可靠性的問題。對于永磁電機(jī)來說，它總體的工作效率提高了，同時(shí)低輸出時(shí)候的效率有極大的改善，這樣一來經(jīng)航電機(jī)就可以取消了。而且它的可靠性大幅提升，那么備用電機(jī)是不是也就可以取消了呢？這對潛艇的設(shè)計(jì)顯然有很大幫助。
德國德意志造船廠碼頭上,一艘掛埃及國旗的新型209級1400M潛艇正在舉行移交儀式。2011年埃及向德國購買了兩艘209型常規(guī)潛艇。
國外的常規(guī)潛艇，最高航速可以跑到20節(jié)、21節(jié)，這些潛艇的主電機(jī)，4000多馬力、5000馬力，撐死了6000馬力，怎么算也算不出來它是如何跑到20節(jié)以上的。其實(shí)這是國外的設(shè)計(jì)者搞的小貓膩。這是因?yàn)闈撏Р捎昧穗p速制，正常航行的時(shí)候，跑到15節(jié)、16節(jié)，這時(shí)使用的是主電機(jī)的最大功率。想跑到20節(jié)，短時(shí)間想沖一下，就采用超負(fù)荷運(yùn)行的方式，一個(gè)4000、5000馬力的電機(jī)，可以超負(fù)荷運(yùn)行60%，甚至80%，這時(shí)就可以跑到20節(jié)、21節(jié)，當(dāng)然這個(gè)超速運(yùn)行的時(shí)間不能太長，因?yàn)槌?fù)荷運(yùn)行電機(jī)會(huì)發(fā)熱，長時(shí)間的發(fā)熱會(huì)燒毀線圈繞組和電刷。所以高速度前提就是時(shí)間很短。
早期德國209型潛艇的航速有21節(jié)，但在實(shí)際使用當(dāng)中它只能以21節(jié)的航速跑十分鐘，就是因?yàn)檫@個(gè)原因。永磁電機(jī)和勵(lì)磁電機(jī)相比，它沒有了轉(zhuǎn)子的線圈繞組和電刷，發(fā)熱燒毀的幾率將會(huì)大大降低。使用永磁電機(jī)，超負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間，將會(huì)大大的增加。
從勵(lì)磁電機(jī)到永磁電機(jī)，這是潛艇主動(dòng)力電機(jī)的一個(gè)不小的進(jìn)步。當(dāng)然了，潛艇總體性能的提升，是由許許多多這些子系統(tǒng)、分系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步和提升綜合帶來的結(jié)果，單純的一個(gè)永磁電機(jī)不可能把一艘潛艇變成神器，但是許許多多像永磁電機(jī)這樣的進(jìn)步累計(jì)起來，就有可能把潛艇打造成一個(gè)神器。
永磁電機(jī)這樣的技術(shù)進(jìn)步，顯然是可喜的，同時(shí)我們還需要更多這樣的技術(shù)進(jìn)步累加起來，才會(huì)使?jié)撏阅茏兊酶酉冗M(jìn)，才能真正把潛艇變成神器。
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