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電磁彈射可靠性不佳 影響美軍新航母福特延期服役

美國《海軍時報》1月11日報道，在成本超支，進(jìn)度落后的情況下，海軍新一代航母“福特”號即將開始新一輪海試。美國海軍新聞發(fā)言人肯特（Thurraya Kent）上校表示，“福特”號航母目前已經(jīng)是“99 %完成狀態(tài)”?，F(xiàn)實情況是，“福特”號目前已經(jīng)花費了超過129億美元，進(jìn)度落后超過一年。

“福特”號建造工作于2009年開始，由紐波特紐斯造船廠建造，將會取代“尼米茲”級航空母艦?！案Ｌ亍碧柡侥傅慕ㄔ斐杀緸?05億美元， 但是在建造完成后，航母上的先進(jìn)系統(tǒng)和技術(shù)存在問題，包括電磁阻攔系統(tǒng)和新的發(fā)電機(jī)組都無法正常工作，嚴(yán)重拖延航母服役進(jìn)度。美國海軍表示，目前已經(jīng)在解決這些問題上取得了“重大進(jìn)展”。

相比“尼米茲”級航母，“福特”級在電力系統(tǒng)和相關(guān)子系統(tǒng)上進(jìn)行了大量改進(jìn)?？偘l(fā)電量由“尼米茲”的約32 MW提升至“福特”的約100 MW，以應(yīng)對船電用量的增加和全新的電磁彈射系統(tǒng)。單臺26 MW的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組對美國的技術(shù)實力來說應(yīng)當(dāng)是手到擒來的事情，然而在2016年6月12日，“福特”號的2號主發(fā)電機(jī)發(fā)生了一次小規(guī)模電氣爆炸，至今尚未修復(fù)妥善。而且由于電力系統(tǒng)穩(wěn)壓器無法穩(wěn)定工作，發(fā)電系統(tǒng)達(dá)不到全功率輸出狀態(tài)。

美國海軍原本預(yù)計改良加大飛行甲板之后，“福特”級的日出動架次相比“尼米茲”級將提升約40 %。在2016年6月的一份報告中稱，“福特”號電磁彈射器平均240次彈射就會出現(xiàn)嚴(yán)重故障，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計要求的4 000多次平均無故障間隔，先進(jìn)阻攔系統(tǒng)的平均無故障間隔甚至只有20次。航母彈射和回收系統(tǒng)的可靠性是戰(zhàn)斗力的基礎(chǔ)保障，海灣戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭時決定美軍航母部署時間的重要因素就是彈射器的大修間隔?！案Ｌ亍碧枏椛浜妥钄r系統(tǒng)的狀況無法勝任作戰(zhàn)任務(wù)。

“星際班機(jī)”結(jié)構(gòu)試驗器（STA）抵達(dá)加利福尼亞準(zhǔn)備試驗

據(jù)外媒2017年1月18日消息，在執(zhí)行往返國際空間站的任務(wù)途中，波音公司“星際班機(jī)”將面臨多種極端的內(nèi)力和外力載荷。為驗證“星際班機(jī)”設(shè)計，波音公司研制了“結(jié)構(gòu)試驗器”（STA）用于地面飛行環(huán)境模擬試驗。波音公司在其位于弗羅里達(dá)州的NASA肯尼迪航天中心“商業(yè)載人和貨物處理設(shè)施”中研制了STA，并將在加利福尼亞州亨廷頓比奇進(jìn)行試驗。

STA與運載器適配器桁架結(jié)構(gòu)和其他組成“宇宙神”-5運載火箭上面級的硬件連接。STA在運抵波音公司“試驗和評估設(shè)施”后開始進(jìn)行試驗。在首項試驗中，STA試驗器的載人艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)所承受的載荷將達(dá)到“星際班機(jī)”飛船在往返國際空間站執(zhí)行任務(wù)過程中所承受最大載荷的1.5倍。

波音公司位于南加利福尼亞州的設(shè)施由多個試驗間組成，用于評估航天器和其他飛行器在不同環(huán)境中的性能，以保證飛行器滿足飛行需求。

波音公司正與NASA“商業(yè)載人計劃”進(jìn)行合作，研制下一代載人宇航系統(tǒng)，“商業(yè)載人計劃”同時與SpaceX公司合作研制載人型“龍”飛船和“獵鷹”-9火箭，使宇航員往返于國際空間站?！靶请H班機(jī)”將由“宇宙神”-5火箭從弗羅里達(dá)州的卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射。

俄羅斯航天系統(tǒng)公司研發(fā)出小型電位傳感器將有助于增加衛(wèi)星壽命

據(jù)報道，近日，俄羅斯航天系統(tǒng)控股公司稱，其開發(fā)出一款小型電位監(jiān)測裝置，可用于保護(hù)航天器的電子器件不受電磁損壞和干擾，延長航天器壽命。該裝置尺寸僅是現(xiàn)有類似產(chǎn)品的1/4，因此在微衛(wèi)星上也可使用，其性能已經(jīng)通過各項試驗完整確認(rèn)，具備量產(chǎn)條件。

太空中等離子體和電磁輻射環(huán)境會造成航天器表面帶電，其表面各部分的充電情況根據(jù)材料性質(zhì)和與太陽相對方向的差異而有所不同，產(chǎn)生的電勢值可以達(dá)到幾十kV。航天器表面各部分的電壓差將引起放電風(fēng)險，可能破壞有效信息傳輸，或損壞部分電子元器件。因此航天器和火箭上都安裝有特殊的傳感器，用來監(jiān)控表面靜電場和放電情況。為了監(jiān)控的有效性，在航天器上需要安裝多個電位傳感器，但此前往往因為尺寸和重量的原因而無法做到。新一代傳感器將解決這個問題。新型傳感器的重量只有40 g，而當(dāng)前同類產(chǎn)品為300 g，因此原來安裝1個傳感器的航天器上現(xiàn)在可以安裝7個，這將顯著增加航天器主被動電氣保護(hù)系統(tǒng)的計算精度。

俄羅斯航天系統(tǒng)公司下屬的“測量設(shè)備”股份公司的電子物理測量方向總設(shè)計師尼古拉·普希金稱：“我們成功制造出全功能的低功耗靜電傳感器，比現(xiàn)有同類產(chǎn)品尺寸小4倍，可靠性更強(qiáng)。它為三通道傳感器，由用于測量直流電場的敏感元件，以及用于測量交變電場和照射電流的天線組成。”俄羅斯航天系統(tǒng)公司研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人羅馬·達(dá)洛菲耶夫表示，新型傳感器上使用了公司研發(fā)生產(chǎn)的全新裝置——小型振動調(diào)制器。該裝置由微小零件構(gòu)成，制造十分復(fù)雜，并稱該公司是目前俄羅斯僅有的幾家掌握微機(jī)電系統(tǒng)元件制造工藝的企業(yè)之一。

研究團(tuán)隊另一名領(lǐng)導(dǎo)亞歷山大·莫古切夫稱：“我們正在對小型振動調(diào)制器開展加速壽命試驗，其表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性，目前已正常工作5 000 h，并且沒有發(fā)生功能變化。經(jīng)過專業(yè)試驗，證明該傳感器具備測量0到 100 kV·m場強(qiáng)的能力?！?/p>

研制小型傳感裝置是新一代小型航天器（微衛(wèi)星和納衛(wèi)星）機(jī)載設(shè)備制造工作的重要部分。未來，新的傳感器還將用于監(jiān)控航天器的儀器內(nèi)部帶電情況。小尺寸、低重量、低功耗、加上高可靠性和高輻射穩(wěn)定性，新的傳感器將為各類航天器提供電位監(jiān)測保障。

實驗室研發(fā)制造大型3D設(shè)備 提高構(gòu)件可靠性

2017年初，空客公司與華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院就大型3D鍛銑鑄技術(shù)舉行合作簽約儀式。該成果的研發(fā)，改變了長期以來“鑄鍛銑分離”的傳統(tǒng)制造歷史，開啟了實驗室制造大型機(jī)械設(shè)備的新篇章。

傳統(tǒng)機(jī)械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)解決成型問題。但是對超大鍛機(jī)的過渡依賴，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且能耗巨大、污染嚴(yán)重，同時還難以制作梯度功能材料零件。

項目經(jīng)過研發(fā)人員十多年的潛心攻關(guān)，研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，并創(chuàng)造性地將金屬鑄造和鍛壓技術(shù)合二為一，大幅提高了制件強(qiáng)度和韌性，提高了構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。

“嘉庚號”科考船低噪音減振推進(jìn)系統(tǒng)成功完成耐久性考驗

經(jīng)過10天的海上試驗，“嘉庚號”科考船航行試驗圓滿結(jié)束?！凹胃枴笔? 000 t級海洋科學(xué)綜合考察船，船長77.7 m，型寬16.24 m，最高航速大于14節(jié)，續(xù)航力1萬nmile，能抵達(dá)所有無冰洋區(qū)開展海洋科學(xué)研究和教學(xué)實習(xí)。該船是一座海上綜合實驗室，搭載高性能聲學(xué)探測設(shè)備和海洋觀測設(shè)備，能支持水文、化學(xué)、生物、地質(zhì)地球物理、大氣和相關(guān)學(xué)科實驗研究。該船對減振降噪要求非常高，全船采用全電力靜音推進(jìn)方案，應(yīng)用多種減振降噪措施，是國內(nèi)建造的科考船中首次按照挪威船級社噪聲船級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建造的船舶。

中船重工為該船自主設(shè)計并集成供貨整套低噪音主推進(jìn)軸槳系統(tǒng)，包括低噪音螺旋槳、軸系、中間軸承、推力軸承和高彈性聯(lián)軸器等。在航行試驗期間，主推進(jìn)系統(tǒng)經(jīng)受了長時間的全負(fù)荷耐久考驗，特別是低噪音螺旋槳在該船特殊水下噪音及靜音模式試驗時體現(xiàn)了優(yōu)越的性能。