新一代钱学森：马伟明
2025-09-27 07:29:54
朱头山
中国发布了新航母“福建号”电磁弹射器成功弹射三种舰载机，即J-35， J-15T和空警600。从视频看，发射平稳，飞机发射后不像美国弹射那样，会有一个下坠再升起的过程，而是平稳持续上升飞行。这证明中国的电磁弹射系统比美国的先进，稳定。因为这个航母以后是一定要拉出来给公众看的，作假的可能性不大。因此可以认为，中国在电磁弹射系统上有了重大进展，处于世界领先地位！
美国电磁弹射不顺利，已经不是一个新闻了。美国有十一艘航母，只有最新的福特号，才配备了电磁弹射，但自从福特号2013年下水后，一直问题不断，直到2020年，还有风声，说有人建议把电磁弹射撤了。美国军方也有人说在未来新的航母中，可能还是掉转头还使用成熟的蒸汽弹射技术。而且，新一代的福特级航母肯尼迪号下水四年了，据说还是弹射系统不满意，无法弹射F-35C飞机而耽搁。更新的航母2017年开始造，估计要到2035年下水，如果按此节奏，被中国超越只是时间的问题了。
在技术历史上，出现一个先进的技术，因为不好用，又回到老技术的例子也层出不穷。美国电磁弹射经历的问题，说明这个新生事物还是有些不成熟之处，但也不能断言中国航母一定不行。作为一个电磁学外行，我在此凭着中学的一些电磁学知识，再加网上的收索，来理解一下电磁弹射技术。
通电后的线圈能在磁场中运动，其方向遵循左手或右手螺旋规则。电磁能带动飞机强力起飞，这从原理上没有问题。问题就是如何提供瞬间的强大电量。电脑的做功公式 W=UIt, 一架J-15T 有近30吨重，起飞速度至少200公里每小时，起飞时动能=1/2MV2, 那是个非常大的数，要在几秒钟的时间内实现，I（电流）的数量将是天文数字。没有任何发电机能在瞬间提供如此大的爆发电量，储电是必须的。
但储电的化学电池的瞬间放电能力是有限的，具有巨大瞬间放电能力，目前只有飞轮和电容两种技术可行。飞轮和发电机和用电装置联动，平时断开用电装置让电能加速飞轮达到很高的速度，需要时把飞转的飞轮连上用电装置，就会瞬间释放产生很高的电量（应该也是可以调节的）。优点是比其它蓄电方法供电的速度要快，但飞轮很重，还要真空运行，转动的巨大飞轮还可能影响舰船的航行稳定性。
美国航母就是采用这个技术的。电磁弹射将飞机弹射后，也需要马上减速到零，否则那么高的动能会造成损害。飞轮这时就充当了减速器，可以将减速时产生的能量，迅速转变为飞轮的动能，这样就充分利用了能量。但是美国航母是核电的，其电量巨大，足够供给电磁弹射所需。中国排水量八万余吨的福建舰采用的是传统重油或柴油动力而非核动力，但它装备了三条电磁弹射轨道。电磁弹射在战机起飞的瞬间需要大量电力，福建舰预估可以装载五十架各式战机，其若高频次起降所需的大量电力从何而来，众说纷纭。
答案就在被誉为中国舰船电气工程领域的“国宝级”专家海军工程学院马伟明院士所搭建了一整套“全电战舰”体系。这个被称为“舰船综合电力系统”，是马伟明院士所有高能武器和推进技术能够上舰的根本前提，被称为“动力革命”。其核心技术是中压直流综合电力系统（MVDC-IPS）。综合电力系统将舰船的动力和电力系统合二为一，统一调配电能。只有拥有这个强大、稳定的“心脏”，才能满足电磁弹射器、电磁炮，激光武器等高能脉冲武器对瞬时巨大电力的需求。
特别要提出的，马伟明还 在国际上率先提出并研制成功中压直流综合电力系统，实现了中国舰船动力从传统的机械推进向全电推进的历史性转变。福建号的柴油或重油动力的发动机，只是起了发电机的作用，其驱动螺旋桨的动力，来自于电动机，这就免除了一大堆复杂的机械装置，提高了效率。
欧美海军强国此前普遍采用中压交流系统（MVAC），但其系统复杂、可靠性较低。马伟明院士提出的中压直流系统在功率密度、运行灵活性、稳定性和可靠性上更胜一筹，被认为代表了舰船综合电力系统的未来发展方向，技术水平领先国外十年以上。
除了以上技术，在潜艇推进技术上，马伟明团队也取得了突破性进展，大幅提升了中国潜艇的静音性能。其核心技术为潜艇无轴泵喷推进器，这种技术取消了传统的机械传动轴系，将驱动电机集成在导管内，通过电磁力直接驱动桨叶。由于消除了传动轴和减速齿轮箱等机械噪音源，它能从根本上降低潜艇的噪音，极大提升了隐蔽性。据公开报道，这项技术已经应用于中国新一代核潜艇，且技术上“领先美国”。
在更基础的电气工程领域，马伟明院士团队也解决了多个长期困扰世界的难题，并为后来的系统集成打下了坚实基础。他成功研制出带稳定绕组的多相整流发电机，从根本上解决了舰船供电系统中的“固有振荡”世界性难题，荣获国家科技进步一等奖。他还 创新性地提出了三相/十二相双绕组电力集成新原理，研制出世界上第一台能用一台电机同时发出交流和直流两种电的系统，为中国新一代潜艇提供了具有自主知识产权的“中国心”。
因此，已经有人称他为新一代的钱学森，而且钱的作用是对已有技术的国产替代，钱也是美国培养的科学家。而马伟明是中国土生土长的，他开发的技术是创新性，因此比钱更高一筹！
