“電磁橇”，有什麼用？_風聞

首先看個新聞：“世界首個電磁推進地面超高速試驗設施——“電磁橇”設施，在濟南成功運行，對於噸級及以上物體最高推進速度可達每小時1030公里。”

這個東西，你得感謝共和國的“武安護國電磁顯聖真君”等鑄劍人們。

電磁力不只是能用於艦船的電磁彈射，還能用於軌道推進，甚至能夠用於航天技術……説到底，人類文明想要做到偉大事業，都需要“力”和“能量”，在“能量”的來源暫時不能完成突破性進展的時候，我們要做的就是提高能量的利用效率，讓它爆發出更大、更精準的“力”。

山東濟南的這個“電磁橇”，它能夠將噸級或以上物體，最高加速到每小時1030公里，説實話，雖然快，但還是沒有超音速。從試驗畫面看，這個“電磁撬”的長度並不夠長，而“電磁軌道”的加速能力，是和軌道長度正相關的，如果我們有能力把這個電磁撬拉長到幾十公里、上百公里……就像高能物理試驗中的“高能粒子加速器”“高能粒子對撞機”一樣，那麼是不是就可以做到更多的事情了？

官方的敍述如下：“大質量超高速電磁推進技術可以在高速陸地交通、高速航空器的研發方面有很大的助力作用”。也就是説，這個電磁撬本質上是個高速實驗室，不但可以用來“吹風洞”，未來還可以研究解決複雜動態過程下的空氣動力學、高強度先進材料、高速測控等一系列科學技術等問題。

電磁彈射、電磁推進在原理上都不是什麼複雜的事情，通電導體與磁場發生相對運動時，切割磁感線會產生安培力，把導體在極短的時間內推射出去…….普通人掌握了初高中的物理知識，都能用幾節電池、幾個線圈、電容、變壓器做出媽見打的“電磁炮”，淘寶、拼多多都能買到一大堆“成品”…….真正的電磁炮、航母上的電磁彈射、濟南的這個“電磁橇”，原理是都差不多，都是利用電磁能把物體射出去。

目前化學能能夠產生的動力是有其極限的，工質火箭的能力也是有極限的，無論是土星五號，還是阿爾忒彌斯、還是馬斯克的什麼獵鷹，什麼龍飛船…..為了擺脱地球引力，達到第一宇宙速度，就得不停提升火箭發動機的能力，攜帶更多的燃料。試想一下，如果有一個軌道足夠長的電磁彈射裝置，能在地表把物體加速到接近第一宇宙速度，這樣可以減少一級火箭助推器，同時減少複雜的分離控制程序和所需燃料，這就讓所謂的“可重複利用火箭”，成了中看不中用的廢物。

其實這件事並不是我們一家在考慮，美國早就在嘗試了，早在上世紀80年代末，它的桑迪亞國家實驗室就開始研究用電磁炮代替火箭發射衞星的技術。而在90年代，美國更是提出了“磁升運器”方案，前些年NASA搞了一個所謂的“星際列車”方案……..但和美國的高超音速飛行器、電磁炮之類的東西一樣，不是停留在PPT上，就是下面沒有了。根據公開消息，美國的“電磁軌道炮”項目已經下馬。

這件事的最大難點在於，如何在短時間能製造、存儲、釋放如此巨大的電能？這就需要大功率、大容量脈衝電源技術，高速大功率直線電機技術。山東濟南“電磁橇”試驗成功的新聞中説的清楚：

該設施擁有高速大推力直線電機、百兆瓦級寬頻變頻供電等五大關鍵核心技術，於2019年10月開工建造，2021年9月完工並交付，當年12月投入使用，經過多半年的試用，首批試驗成果近日公佈，數據顯示該設施可將噸級及以上的物體以時速1030公里的速度向前推送，換算下來相當於每秒286米，距離音速（每秒340米）已不遠，創造了大質量超高速電磁推進技術的世界最高速度紀錄。

實際上，電磁推進需要一個複雜而強大的電力系統，來高效驅動整個“電磁彈射”…….所以，這個難點，其實和電磁炮、航母電磁彈射需要的核心技術是一樣的，解決的問題也是差不多的。

我們回顧一下“電磁顯聖真君”及其團隊的成就吧：

1、2003年在世界上首先提出中壓直流綜合電力技術路線。在設備層面，研製了高功率密度燃氣輪機發電模塊和柴油機發電模塊、中壓直流輸電模塊、高轉矩密度推進模塊、直流區域配電模塊；在系統層面，先後攻克了艦船綜合電力系統的電網結構理論、系統模型與仿真、並聯機組功率均分、系統穩定性分析與控制系統分層協調保護、系統接口設計以及高功率瓶頸技術，完成了中壓直流綜合電力系統集成和性能試驗。2. 攻克了幾百千瓦至數十兆瓦級整流發電機的集成優化設計、高效冷卻、輸出電壓精確控制、關鍵加工工藝固化等關鍵技術，解決了時間常數和功率等級有量級差異的燃氣輪機發電機組和柴油發電機組並聯運行難題，提高了我國艦用發電機的單機容量、集成化程度、運行效率和功率密度。3. 創造性地提出了採用三次諧波注入和蒸發冷卻技術的多套多相繞組大功率推進電機系統方案，突破了非正弦供電電機優化設計、強迫式蒸發冷卻、新型磁脂旋轉密封、大型鼠籠轉子攪拌摩擦焊接、中壓大容量變頻器分佈式電路結構設計、高速高性能通信、調速性能優化、故障冗餘控制和減振降噪控制等關鍵技術，研製成功大容量新型感應推進電動機及其配套的變頻調速裝置，實現了我國艦用電力推進系統的高功率等級、高功率密度和高效率，滿足了大型艦船模塊化應用的需求。4. 突破了高能量密度、長脈寬和長壽命的慣性儲能技術，創造性地提出了將拖動機、勵磁機、旋轉整流器及主發電機共軸集成，並將飛輪與轉子合二為一的儲能電機方案，提高了裝置的功率密度和能量密度，解決了脈衝功率裝置與不同容量電力系統適配的難題。5. 採用時域仿真和基於狀態方程的特徵值分析方法，計算中壓直流綜合電力系統的穩定性，通過合理設計發電機、推進變頻器等參數，解決了交流整流發電機並聯運行時帶恆功率負載時的穩定性問題。利用直流區域變配電分系統的狀態空間平均數學模型，採用輸入輸出阻抗比奈奎斯特曲線的相角裕度和幅值裕度，評估了該分系統的穩定性，計算得出該分系統在全工況範圍內均能保證穩定運行。

當下“電磁橇”的技術能夠應用在什麼方面，還不太清楚，但我們可以發揮一些想象力——比如航天科工的“五雲一車”工程中，出來天基和空基的飛雲、快雲、行雲、騰雲和虹雲之外，就有一個高速飛行列車項目，據説最高時速可達1000公里，200秒的發車頻率，與地鐵相當，它採用的就是接近真空的軌道環境和磁懸浮技術，以減少列車阻力，預計它將來的最高時速能達到4000公里。

除了“五雲一車”之外，航天科工其實還有一堆“舟”的項目，比如“快舟”火箭、“巧舟”運載系統，特別是“羽舟”和“輕舟”，非常值得一看。其中“羽舟”是用地面大型電磁彈射系統發射的電推火箭，而“輕舟”則是利用地面大型電磁彈射系統發射的液體運載火箭……其實幾年前就完成過電磁彈射火箭的測試了。

當年某些事情看起來很遙遠，但在今天逐漸攻克難題、完成系統性的積累後，這些事情又顯得近在眼前了。

很多人把近現代中國和西方的強弱勝敗的因果搞錯了，總是一口一個人種不行、文化不行、制度不行，其實純粹是放屁。

我們不是想象力、創造力不足，只是積累不夠而已。

積累夠了，那就是九天攬月，五洋捉鱉，縛蛟龍，擒鯤鵬，除惡鬼，斬魔王，狂飆為我從天落，東風夜放花千樹，你攔都攔不住。