马伟明团队设计的电磁弹射器中的磁悬浮飞轮储能系统不光能军用，军转民后的用途更广泛，这是怎么回事呢？

不久前，我国国家知识产权第21届专利奖颁发给成飞的歼-20外观设计金奖，现在又有一枚专利金奖已经“名花有主”，那就是“一种立式混合磁悬浮飞轮储能系统”。

没错，这就是大家熟知的003航母电磁弹射系统的核心，发明人是马伟明院士的得意门生王东教授。



在此之前世界各国航母上的弹射系统都是利用蒸汽弹射，而美国福特级航母率先用上的电磁弹射让大家眼前一亮。

蒸汽弹射系统已经在各国的航母上服役了几十年，但是其固有的先天缺陷无法让它在给现代化战场提供更多的有利条件。

例如，蒸汽弹射的弊端有可弹射机型有限，功率难以掌控，弹射频率无法大幅度增加。所以，电磁弹射的应运而生就是必然的结果。




电磁弹射的原理，就是释放电能将直线感应电机驱动，来达成航母舰载机的起飞。

电磁弹射的优点就在于弹射机型大大增加，弹射功率可以精准掌握，弹射频率更是大大超过蒸汽弹射。

电磁弹射系统依靠的就是利用强大的瞬时电能来作为推力的发生器，所以要想推动几十吨重的舰载机，高频瞬时电能的提供就是一个关键问题，而这其中对于储能装置的要求是最高的。

无论是电力储能，超级电容器，超导储能都可以当做电磁弹射的储能装置。



不过要想突破充放电次数的限制，目前就只有飞轮储能装置满足这个要求。

飞轮储能就类似于骑自行车，让自行车的踏板高速转动起来，就算停止转动踏板，车轮还会惯性高速旋转。

与此同时考虑到高速飞轮轴承的磨损厉害，就用到了立式混合磁悬浮飞轮，再加上真空泵为飞轮提供工作环境，这就大大解决了阻力摩擦等会损耗动能的问题。

如此一来，新一代的航母电磁弹射装置就解决了很多问题，据了解，美国海军福特级航母应该也是使用了类似飞轮储能的设计。

我国这套成功的电磁弹射装置早在2014年就已经提交了发明申请书，虽早于003航母但是性能绝对没问题。



事实上，不单单是在军用领域，王伟团队研制的立式混合磁悬浮飞轮储能装置更多的将造福于民用，虎哥可以举一个非常典型的例子，早在2019年7月初，兆瓦级飞轮储能技术就已经在北京地铁房山线广阳城站首次实现商用。用上它，不但可减少热排放，一座车站一年还能省50万度电。

地铁进站刹车时，会产生巨大的电流，以往都浪费掉了，如今我们却可以利用它加速飞轮旋转，就相当于把电能储存下来。

前面虎哥已经说到过飞轮储能的原理，而用在地铁上面的话，飞轮系统就能够将地铁刹车时产生的巨大动能储存起来，当列车出站启动时，电能就可以释放出来，不但能实现变废为宝，而且还减少了电能消耗，用上它，这一个车站平均每天就能省近1500多度电。



除了地铁之外，飞轮储能技术还可以用在电网调峰，不间断电源或混合动力机车等领域，用途相当广泛。

尽管“领先就领先美国人”成为了中国科研人员的心里话，但是有更多人觉得中国这几年发展快，连科研人员也在吹牛。

但事实上，不仅不是吹牛而是真正的领先。自从上世纪80年代以来，马伟明科技创新团队的科研成果比比皆是。

比如，先后三代舰船的供电系统，让我国的舰船发供电的强大心脏处于领先水平。中压直流综合电力系统的率先提出和研制成功，反超国外10年。



电磁发射领域攀登到世界一流水平，推动我国军备的化学能发射到电磁发射的革命。

而这些质疑声中，我们看到的却是中国利用新型舰船发供电系统的三代舰船“下饺子”。

54A型护卫舰，052C/D型驱逐舰，AIP动力潜艇等都历历在目，这种质疑明显就是“嫉妒”。



如今我国可以说是已经将中压直流电磁弹射器这门技术彻底白菜化，甚至连我国未来的新一级两栖攻击舰都能配备电磁弹射器。

要知道两栖攻击舰本身就没多贵，舍得在这上面安装这一套设备也说明了其成本不会像美国海军一样贵的离谱，相对于这些事实，外人的看法又何足道哉。