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        直通式消磁法對艦船燃油安全性的分析研究

        2011-06-05 10:19:48朱運(yùn)裕唐申生
        船電技術(shù) 2011年7期
        關(guān)鍵詞:消磁艦艇船體

        朱運(yùn)裕 唐申生

        (海軍駐武漢七一二研究所軍事代表室,)

        1 引言

        兩次世界大戰(zhàn)及戰(zhàn)后從未間斷過的局部戰(zhàn)爭中,均出現(xiàn)過水雷戰(zhàn)。由于水雷的威脅,導(dǎo)致大量的戰(zhàn)斗艦艇和商船被擊沉[1]。戰(zhàn)爭使人們不得不研究各種反水雷的兵器以及如何減小水雷的威脅。減小水雷威脅的途徑之一,是提高艦艇的防護(hù)能力,進(jìn)入二十一世紀(jì)艦艇的防護(hù)能力已經(jīng)提升為艦艇的隱身性能。盡管如此,在傳統(tǒng)的艦艇磁防護(hù)領(lǐng)域中,科技工作者仍在研究新的磁防護(hù)和減少艦艇磁性的方法,從而進(jìn)一步提高艦艇的磁防護(hù)性能。

        2 消磁方法的發(fā)展

        消磁是減少艦艇磁/電特征信號的一門科學(xué)[2]。主要技術(shù)途徑有三個(gè)方面:

        (1)從材料方面入手

        艦艇設(shè)計(jì)時(shí),艇用殼體選用非磁性材料或低磁性材料,艇內(nèi)的大型設(shè)備用低磁性材料建造,如采用低磁材料生產(chǎn)發(fā)電機(jī)組,設(shè)備裝船時(shí)進(jìn)行消磁處理,從而使艦艇少受或不受地球磁場的影響。

        (2)安裝消磁系統(tǒng)

        在艦艇上安裝消磁系統(tǒng),消磁系統(tǒng)通常由消磁繞組、消磁控制設(shè)備和測磁裝置三大部分組成,這種消磁系統(tǒng)有時(shí)又稱之為內(nèi)消磁系統(tǒng)。利用消磁系統(tǒng)給消磁繞組通電,通電的消磁繞組,將產(chǎn)生磁場,從而補(bǔ)償艦艇所產(chǎn)生的垂直縱向磁場和橫向磁場,使艦艇少受或不受磁性武器的威脅。

        (3)外部消磁處理

        利用消磁站、消磁船和其它外部消磁手段,對艦艇進(jìn)行消磁處理是世界各國普遍運(yùn)用的消磁方法之一。為了滿足對不同噸位的艦艇消磁的需要,世界上一些發(fā)達(dá)國家均建有若干專門為艦艇服務(wù)的消磁站,這些消磁站建造成本較高,大型噸位的消磁站建造成本高達(dá)數(shù)億美元。

        3 直通式消磁方法

        傳統(tǒng)的消磁方法是將艦艇當(dāng)作一個(gè)鐵心,消磁時(shí)在艇體外面臨時(shí)纏繞消磁線圈,利用給纏繞的消磁線圈中通以脈沖消磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場,對艦艇進(jìn)行磁性處理,從而達(dá)到減少艦艇磁性的目的。

        直通式消磁方法直接在船體上通電,利用船體鋼材內(nèi)部流過的電流產(chǎn)生的電磁場能量進(jìn)行消磁。這種新方法是將消磁電流從電源由一組電纜引至艦艇艉部,流經(jīng)船體,再從艏部由另一組電纜返回電源,直通式消磁方法的消磁原理和電纜布置如圖1所示。

        圖1 直通式消磁方法的消磁原理和電纜布置示意圖

        直通式消磁方法由于工作磁場的磁力線主要在船體內(nèi)封閉傳播,能量利用率可大幅提高,具有消磁速度快、作業(yè)人員勞動強(qiáng)度低、能量消耗小、投入成本少、環(huán)境要求低、使用方便,能夠移動等優(yōu)點(diǎn),特別適合于戰(zhàn)時(shí)對大量中小型艦船進(jìn)行磁性處理。

        4 直通式消磁方法所涉及到的安全性問題

        對艦艇采用直通式消磁方法,消磁時(shí)船體內(nèi)將通過數(shù)以萬安倍的脈沖電流,這種新型消磁磁方法的應(yīng)用,導(dǎo)致了一系列有待研究的新問題的出現(xiàn),特別是涉及到被消磁對象安全性方面的問題較多,主要有如下幾個(gè)方面:

        (1)人員的安全性

        眾所周知,對艦艇無論是采用內(nèi)消磁和外消磁作業(yè)時(shí),對艇員沒有任何安全性的影響。但采用直通式消磁方法,進(jìn)行消磁作業(yè)時(shí),數(shù)以萬安倍的脈沖電流將通過船體流動,這種大功率脈沖電流的對艇上人員的安全有無影響,進(jìn)行消磁作業(yè)時(shí)對人員移動有無限制性要求。

        (2)磁敏感設(shè)備的安全性

        采用直通式消磁方法,進(jìn)行消磁作業(yè)時(shí),通過船體流動的脈沖電流將產(chǎn)生感應(yīng)磁場,感應(yīng)磁場對實(shí)船裝備的磁敏感設(shè)備有無破壞和損傷,消磁作業(yè)時(shí),磁敏感設(shè)備是否需要臨時(shí)拆除或采取其它磁屏蔽措施。

        (3)武備系統(tǒng)的安生性

        采用直通式消磁方法,進(jìn)行消磁作業(yè)時(shí),較大的脈沖消磁電流是否會對武備系統(tǒng)中的磁敏感器件造成傷害,或引起磁敏感器件的誤動作,導(dǎo)致意外出現(xiàn)。

        (4)艦船燃油的安全性

        艦艇中裝有大量的燃油,一般燃油艙均設(shè)置在艙底,采用直通式消磁方法,進(jìn)行消磁作業(yè)時(shí),較大的脈沖消磁電流通過船體時(shí),是否會導(dǎo)致艇用燃油安全性問題的出現(xiàn)。

        5 對艦船燃油安全性的分析與研究

        針對運(yùn)用直通式消磁方法出現(xiàn)的安全性方面存在的擔(dān)憂,項(xiàng)目組從理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩方面進(jìn)行了深入細(xì)致的分析研究。對船體通電時(shí),首先要確保燃油絕對安全。為了證實(shí)直通式消磁方法對燃油安全性的影響,建造了一臺驗(yàn)證樣機(jī),通過試驗(yàn)驗(yàn)證表明,該方法工程應(yīng)用安全,對燃油安全性的驗(yàn)證情況如下:

        (1)艇用燃油的基本情況

        艦艇用燃油通常為柴油,-10號柴油、0號柴油,兩型柴油的主要性能指標(biāo)見表1。

        表1 -10號柴油、0號柴油主要性能指標(biāo)

        圖2 燃油安全性試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)框圖

        (2)試驗(yàn)裝置的組成

        在實(shí)驗(yàn)室制造了一套燃油安全性試驗(yàn)裝置樣機(jī),樣機(jī)由柴油艙模擬裝置、脈沖功率電源、外供電源、參數(shù)監(jiān)測裝置、開關(guān)儀表等環(huán)節(jié)組成部分。如圖1所示。

        (3)試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

        試驗(yàn)前柴油艙模擬裝置用艇用柴油注滿,然后進(jìn)行了強(qiáng)電流多次沖擊,驗(yàn)證結(jié)果表明:充滿柴油的柴油艙模擬裝置完好,無異常,柴油艙模擬裝置的溫度正常,試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

        表2 柴油艙模擬裝置通電試驗(yàn)記錄

        6 結(jié)論

        綜上所述,直通式消磁方法是一種安全、可靠的新型消磁方法,可廣泛適用對鐵性材料進(jìn)行去磁處理,同樣能滿足對艦艇進(jìn)行消磁的需要。

        [1]劉智琛. 艦船消磁技術(shù). [S.l]海軍出版社, 1996.

        [2]美國海軍艦船技術(shù)手冊, S9086- QN- STM- 010/CH-475.

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