艦用電磁發(fā)射技術(shù)研究綜述

騰 騰，譚大力，王擎宇，張曉谞

(海軍研究院，北京 100161)

0 引 言

電磁發(fā)射系統(tǒng)（Electromagnetic Launch System,ELS）是一類以電能為能源，將電能轉(zhuǎn)化為發(fā)射負(fù)載動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備[1-2]。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)，電磁發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射能級(jí)從幾十千焦到幾十甚至上百兆焦不等，與化學(xué)能發(fā)射相比電磁發(fā)射系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的發(fā)射過程通常能夠精確控制。人類對(duì)能源的利用經(jīng)歷了最初的人力時(shí)代，到以弓弩為代表的機(jī)械能時(shí)代，再到以火藥武器為代表的化學(xué)能時(shí)代，每一次能源的變革都為人類帶來投射能量1～2 個(gè)數(shù)量級(jí)的飛躍[3-4]，而電磁發(fā)射技術(shù)必將成為下一次人類能源利用的革命。以綜合電力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，全電武器艦船將成為大國海軍未來的發(fā)展方向之一。

1 電磁發(fā)射系統(tǒng)的典型組成與原理

從1822 年安培發(fā)現(xiàn)電的磁效應(yīng)開始，科學(xué)家們一直致力于對(duì)電磁發(fā)射系統(tǒng)的研究[3]，1844 年Colonel 首次提出了“電磁炮”的概念[5]，直到近年來大容量儲(chǔ)能技術(shù)和大功率電力電子技術(shù)投入工程應(yīng)用，電磁彈射、電磁軌道炮等實(shí)用化的電磁發(fā)射系統(tǒng)相繼被研制出來并投入試驗(yàn)和使用[6-7]。

典型的電磁發(fā)射系統(tǒng)通常由儲(chǔ)能設(shè)備、電能變換設(shè)備、發(fā)射裝置和控制維護(hù)設(shè)備構(gòu)成，如圖1 所示。電磁發(fā)射系統(tǒng)在工作時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備先以較小的功率從電網(wǎng)長時(shí)間地存儲(chǔ)能量，當(dāng)存儲(chǔ)的能量滿足發(fā)射需求并接收到發(fā)射指令時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備向電能變換設(shè)備釋放電能，電能變換設(shè)備將電能變換為發(fā)射裝置所需的脈沖大功率交流或直流電，發(fā)射裝置利用電磁力推動(dòng)發(fā)射負(fù)載運(yùn)動(dòng)，控制維護(hù)設(shè)備負(fù)責(zé)發(fā)射的作業(yè)流程控制，并對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行健康監(jiān)測和管理[8-9]。

2 電磁發(fā)射系統(tǒng)的分類與技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)電磁發(fā)射裝置利用電能的原理不同可以分為軌道式電磁發(fā)射裝置、線圈式電磁發(fā)射裝置和電機(jī)式電磁發(fā)射裝置。此處需要說明的是，李力毅等[3]認(rèn)為電磁發(fā)射的分類中包含的重接式電磁發(fā)射裝置，從原理上和線圈式的電磁發(fā)射裝置并無本質(zhì)的區(qū)別。

2.1 軌道式電磁發(fā)射裝置

軌道式電磁發(fā)射裝置是以電的磁效應(yīng)為基本原理，是一種接觸式的電磁發(fā)射裝置。如圖2 所示，軌道式電磁發(fā)射裝置通常由軌道和電樞組成，2 根軌道相互絕緣，電樞在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中保持與2 根軌道的接觸并導(dǎo)通。在軌道上施加一個(gè)電流，電流流過電樞，從無到有的電流將產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場，流過電樞的電流在這個(gè)磁場中會(huì)受到安培力的作用。精確地控制施加電流的變化，可以使電樞受力向預(yù)定的方向運(yùn)動(dòng)，從而使電樞推動(dòng)發(fā)射負(fù)載實(shí)現(xiàn)發(fā)射動(dòng)作。

圖2 軌道式電磁發(fā)射原理Fig.2 Rail-type electromagnetic launch principle

軌道式電磁發(fā)射裝置的典型代表是電磁軌道炮和電磁迫擊炮[10]。美國和英國BAE 公司合作研制的電磁軌道炮目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了32 MJ 炮口動(dòng)能的發(fā)射試驗(yàn)，能夠?qū)?0 kg 的彈丸加速到2 500 m/s。

目前，軌道式電磁發(fā)射裝置能夠?qū)崿F(xiàn)較大能級(jí)、較高速度的負(fù)載發(fā)射能力，是各主要國家下一代火炮類武器的主要研發(fā)目標(biāo)之一。但是，軌道式電磁發(fā)射裝置也面臨一些亟待解決的難題，例如發(fā)射速度已接近接觸式發(fā)射的極限，受制于材料、工藝等，目前軌道式電磁發(fā)射的發(fā)射速度難以進(jìn)一步提高[11]。

2.2 線圈式電磁發(fā)射裝置

線圈式電磁發(fā)射裝置是一類非接觸式的電磁發(fā)射裝置，如圖3 所示。線圈式電磁發(fā)射裝置一般由多級(jí)按序排列的發(fā)射線圈、發(fā)射負(fù)載和相應(yīng)的供電、控制部分組成，發(fā)射負(fù)載外側(cè)可以是多匝閉合線圈，也可以是金屬套筒[12]。當(dāng)對(duì)發(fā)射負(fù)載所處的發(fā)射線圈施加脈沖電流時(shí)，在發(fā)射負(fù)載外側(cè)感應(yīng)出一方向相反的環(huán)形電流，此環(huán)形電流與兩線圈間的磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動(dòng)發(fā)射負(fù)載向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)射負(fù)載達(dá)到各級(jí)發(fā)射線圈的適當(dāng)位置時(shí)，發(fā)射線圈逐級(jí)放電，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的發(fā)射。

線圈式電磁發(fā)射裝置的典型代表是電磁線圈炮。美國桑迪亞實(shí)驗(yàn)室研制的長0.8 m，直徑0.1 m，有6 級(jí)線圈的電磁線圈炮，可使5 kg 重的射彈的出口速度達(dá)到335 m/s，發(fā)射能級(jí)達(dá)到280 MJ[13]。

與軌道式電磁發(fā)射裝置相比，線圈式電磁發(fā)射系統(tǒng)由于是非接觸式發(fā)射方式，理論上具有更高的發(fā)射末速度。但是，由于發(fā)射線圈通電時(shí)機(jī)與發(fā)射負(fù)載相對(duì)位置有較精確的關(guān)系，隨著負(fù)載速度的提高，對(duì)發(fā)射負(fù)載位置的準(zhǔn)確檢測、對(duì)發(fā)射線圈開通時(shí)機(jī)的把握以及對(duì)大功率電流供電品質(zhì)控制等成為制約線圈式電磁發(fā)射裝置進(jìn)一步提升發(fā)射末速度的主要技術(shù)難題。

圖3 線圈式電磁發(fā)射裝置Fig.3 Coil-type electromagnetic emission device

2.3 電機(jī)式電磁發(fā)射裝置

電機(jī)式電磁發(fā)射裝置是目前發(fā)展范圍最廣的一類電磁發(fā)射裝置，通常以直線電機(jī)作為發(fā)射裝置，以電力逆變器作為電能變換設(shè)備。根據(jù)驅(qū)動(dòng)發(fā)射負(fù)載的方式不同，電機(jī)式電磁發(fā)射裝置又可以分為直驅(qū)式和間接驅(qū)動(dòng)式2 種。直驅(qū)式是以電機(jī)的動(dòng)子通過機(jī)械結(jié)構(gòu)直接與發(fā)射負(fù)載連接，推動(dòng)發(fā)射負(fù)載前進(jìn)；間接驅(qū)動(dòng)式是以電機(jī)的動(dòng)子推動(dòng)某種介質(zhì)，后介質(zhì)推動(dòng)發(fā)射負(fù)載前進(jìn)。

直驅(qū)電機(jī)式電磁發(fā)射裝置的典型代表是美“福特”號(hào)航母上裝備的電磁彈射裝置（EMALS）[6]，艦載機(jī)前輪的彈射桿通過與固定在直線電機(jī)動(dòng)子上方的往復(fù)車掛接，拉拽艦載機(jī)彈射起飛。

此外，“福特”號(hào)的先進(jìn)阻攔系統(tǒng)中，電磁阻攔部分可以說是一類特殊的電機(jī)式電磁發(fā)射裝置，其阻攔電機(jī)產(chǎn)生與負(fù)載運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，阻攔系統(tǒng)的基本構(gòu)成與電磁發(fā)射系統(tǒng)類似[14]。

與前2 種方式相比，電機(jī)式電磁發(fā)射對(duì)發(fā)射負(fù)載末速度的控制最為精確，通?？梢赃_(dá)到±1 m/s[15]。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射負(fù)載發(fā)射過程運(yùn)動(dòng)軌跡的靈活設(shè)定，以適應(yīng)多種類型發(fā)射負(fù)載不同的載荷特性需求。

對(duì)于電機(jī)式電磁發(fā)射系統(tǒng)來說，在動(dòng)輒幾十上百兆焦的發(fā)射能級(jí)區(qū)間，電力電子器件更大的功率和更高的頻率本身是一對(duì)矛盾，電力電子器件的技術(shù)水平制約了電機(jī)式電磁發(fā)射裝置的發(fā)展。

3 電磁發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 儲(chǔ)能技術(shù)

由于電磁發(fā)射系統(tǒng)工作電流和功率較高，瞬時(shí)功率可達(dá)幾百兆瓦，民用電網(wǎng)或艦船平臺(tái)難以直接提供電磁發(fā)射系統(tǒng)所需的電能。所以，需要儲(chǔ)能設(shè)備長時(shí)間以較小功率蓄積電能，發(fā)射時(shí)在較短時(shí)間內(nèi)向電能變換設(shè)備提供大功率電能。目前，電磁發(fā)射用大功率儲(chǔ)能技術(shù)主要分為蓄電池、超級(jí)電容和機(jī)械能儲(chǔ)能3 類。

1）蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)

蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展歷史較長，目前已有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等多種技術(shù)路線。與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)具有能量密度高，存儲(chǔ)電能容量大，安全性相對(duì)較高等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，蓄電池儲(chǔ)能通常難以提供電磁發(fā)射所需的脈沖功率峰值。在電磁發(fā)射系統(tǒng)中，蓄電池組通常作為混合儲(chǔ)能設(shè)備中的第一級(jí)儲(chǔ)能，用于保證系統(tǒng)能夠執(zhí)行一定周期的連續(xù)工作同時(shí)，不會(huì)給平臺(tái)電網(wǎng)造成過大的壓力[16]。

2）超級(jí)電容儲(chǔ)能技術(shù)

超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能元件，具有容量大、功率密度高、免維護(hù)、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢(shì)[17]。但是，超級(jí)電容的能量密度相對(duì)不高，存儲(chǔ)電能容量通常不能滿足相匹配的電磁發(fā)射裝置多次工作的需求。所以，在電磁發(fā)射系統(tǒng)中，超級(jí)電容器組通常作為第二級(jí)儲(chǔ)能，與蓄電池組共同構(gòu)成電磁發(fā)射混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。在這種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，對(duì)超級(jí)電容充電的時(shí)間和電壓控制技術(shù)是其核心技術(shù)之一，充電速度越快、電壓控制精度越高，能夠大幅提升電磁發(fā)射系統(tǒng)性能[18-19]。

3）機(jī)械能儲(chǔ)能技術(shù)

機(jī)械能儲(chǔ)能技術(shù)，通常指飛輪儲(chǔ)能，與蓄電池和超級(jí)電容相比，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)能夠兼顧能量密度和功率密度，使得兩級(jí)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)具有簡化為單級(jí)儲(chǔ)能設(shè)備的可能，同時(shí)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)輸出功率大，適用范圍廣，過充電與過放電的危害較小[20]。但是，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)設(shè)備較復(fù)雜，至少需要包括儲(chǔ)能電機(jī)和用于控制電機(jī)的變頻器，且由于飛輪儲(chǔ)能存在摩擦損耗，其儲(chǔ)能損耗在幾種儲(chǔ)能技術(shù)中最大[21]。所以，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)通常應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)體積重量有較苛刻要求的電磁發(fā)射系統(tǒng)上，例如飛機(jī)電磁彈射系統(tǒng)。

3.2 電能變換技術(shù)

儲(chǔ)能設(shè)備存儲(chǔ)的電能不能直接提供給電磁發(fā)射裝置，必須通過電能變換設(shè)備，將電能進(jìn)行電制、頻率、幅值以及相位等的變換[8]，使電磁發(fā)射裝置能夠按照設(shè)計(jì)向發(fā)射負(fù)載輸出載荷，使發(fā)射負(fù)載按照預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)電磁發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射裝置類別的不同采用不同的電能變換設(shè)備。對(duì)于軌道式和線圈式電磁發(fā)射裝置，通常采用開關(guān)類電能變換設(shè)備，例如以晶閘管為主要功率器件的開關(guān)設(shè)備[22]。對(duì)于電機(jī)式電磁發(fā)射裝置，通常需要整流設(shè)備和逆變?cè)O(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制[23]。

目前，在電磁發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)電能變換技術(shù)的研究主要集中在對(duì)電力電子器件技術(shù)的研究和對(duì)電力電子器件應(yīng)用技術(shù)的研究[24]。

1）電力電子器件

隨著當(dāng)代電力電子器件技術(shù)的發(fā)展，超大功率晶閘管和大功率脈沖功率晶閘管的出現(xiàn)，使電磁發(fā)射系統(tǒng)中的開關(guān)類電力變換設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)；新型大功率高響應(yīng)頻率的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）的出現(xiàn)，使電磁發(fā)射用特種逆變裝置得以實(shí)現(xiàn)。

未來電力電子器件發(fā)展的技術(shù)路線是多樣的，但進(jìn)步的目標(biāo)始終未變，即在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，能承受高電壓；在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，能夠承受大電流并僅有較小的壓降；在開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，具有較短的暫態(tài)過程，并能承受高的di/dt 和du/dt；具有更好的可控性能[25]。

2）電力電子器件的應(yīng)用

每一代電磁發(fā)射系統(tǒng)對(duì)電力電子器件的需求總會(huì)超過當(dāng)時(shí)的器件技術(shù)，這就使對(duì)電力電子器件的靈活應(yīng)用成為一種有效的工程實(shí)現(xiàn)手段。對(duì)電力電子器件的應(yīng)用主要通過設(shè)計(jì)不同的功率器件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使整體設(shè)備達(dá)到更高電壓、更大容量和更好電磁兼容性的目的[26-27]。

3.3 發(fā)射裝置技術(shù)

電磁發(fā)射裝置是電磁發(fā)射系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接受電能變換設(shè)備按需提供的電能，并一次對(duì)發(fā)射負(fù)載施加電磁力。電磁發(fā)射裝置可以按原理分為軌道式、線圈式和電機(jī)式。

1）軌道式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)

軌道式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：通電導(dǎo)軌材料的研制；導(dǎo)軌間絕緣材料的研制；軌道式發(fā)射裝置身管外壁材料的研制；發(fā)射裝置后座與固定裝置的研制；發(fā)射裝置熱管理技術(shù)[28]；軌道式發(fā)射裝置可靠性及壽命相關(guān)技術(shù)以及軌道式發(fā)射裝置全天候使用相關(guān)技術(shù)等。

2）線圈式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)

線圈式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：發(fā)射線圈相關(guān)材料的研制；級(jí)聯(lián)線圈布置優(yōu)化技術(shù)；發(fā)射負(fù)載實(shí)時(shí)位置精確檢測技術(shù)[29]；發(fā)射線圈大功率電流開通暫態(tài)過程仿真技術(shù)[30]等。

3）電機(jī)式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)

電機(jī)式電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：特種電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)[31]；脈沖工作發(fā)射電機(jī)仿真技術(shù)[32]；直線電機(jī)分段供電技術(shù)[15]；發(fā)射電機(jī)模型參數(shù)精確整定技術(shù)以及適應(yīng)多種發(fā)射負(fù)載的發(fā)射軌跡參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)等。

3.4 控制維護(hù)技術(shù)

與傳統(tǒng)發(fā)射技術(shù)相比，電磁發(fā)射具有能級(jí)范圍大、速度和載荷調(diào)節(jié)精確、能量轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢(shì)。但不可回避的是，當(dāng)前的各類電磁發(fā)射系統(tǒng)與其將要替代的化學(xué)能或機(jī)械能發(fā)射裝置相比，系統(tǒng)組成和原理都相對(duì)更復(fù)雜，而各類應(yīng)用場景對(duì)發(fā)射裝置可靠性和可用性的要求并未降低，所以，需要在電磁發(fā)射系統(tǒng)電氣化的基礎(chǔ)上，通過控制維護(hù)技術(shù)，確保電磁發(fā)射系統(tǒng)狀態(tài)可知、過程可控、工作可靠。電磁發(fā)射控制維護(hù)技術(shù)主要分為：狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和PHM（Prognostic and Health Management，故障預(yù)測與健康管理）3 個(gè)層次。

1）狀態(tài)監(jiān)測

狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是后續(xù)故障診斷和PHM 工作的基石。對(duì)于電磁發(fā)射這類復(fù)雜大系統(tǒng)，目前的技術(shù)手段尚不能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有現(xiàn)場可替換單元（Line Replaceable Unit，LRU）完備的故障診斷和PHM，但是可以做到對(duì)所有LRU 的狀態(tài)監(jiān)測。狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：先進(jìn)傳感器技術(shù)[33]；高可靠性傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；用于狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和適應(yīng)各類應(yīng)用場景的人機(jī)交互技術(shù)。

2）故障診斷

隨著電磁發(fā)射技術(shù)的發(fā)展，試驗(yàn)次數(shù)不斷累積，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷增加，具備了對(duì)系統(tǒng)典型故障自動(dòng)診斷的技術(shù)條件。對(duì)電磁發(fā)射系統(tǒng)的故障診斷主要針對(duì)易發(fā)的，高時(shí)效性故障，例如直線電機(jī)分段供電的相關(guān)故障，在電能變換設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)下，部分微小故障無法反應(yīng)在負(fù)載的發(fā)射結(jié)果參數(shù)中，而這類發(fā)射任務(wù)往往需要連續(xù)執(zhí)行，就需要系統(tǒng)根據(jù)每次發(fā)射的運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)給出診斷結(jié)果[34-35]。

故障診斷技術(shù)目前主要有2 個(gè)發(fā)展方向：基于模型的診斷方法[36]和基于數(shù)據(jù)的診斷方法[37]，兩者各有優(yōu)勢(shì)，適用于不同的故障情況。

3）PHM

電磁發(fā)射系統(tǒng)的PHM 與發(fā)動(dòng)機(jī)這類旋轉(zhuǎn)機(jī)械或運(yùn)動(dòng)機(jī)械類設(shè)備不同，其中電子電氣部件的性能衰退特性通常具有劇烈變化的特點(diǎn)，難以直接應(yīng)用成熟的PHM 方法。美國宇航局的故障預(yù)測研究中心（Prognostics Center，原PCoE）針對(duì)電力電子器件（小功率的電容器和IGBT）開展了一些PHM 相關(guān)的研究，國內(nèi)在電磁發(fā)射PHM 領(lǐng)域，除與PCoE 類似的傳統(tǒng)PHM 方法之外，還出現(xiàn)了2 條技術(shù)路線：針對(duì)監(jiān)測量的數(shù)值預(yù)測[9]和針對(duì)電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)的健康評(píng)估模型[38]。

3.5 與發(fā)射負(fù)載匹配適配技術(shù)

在飛機(jī)電磁彈射、電磁阻攔，電磁軌道炮等電磁發(fā)射已有應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，電磁發(fā)射以其優(yōu)異性能，逐漸向各個(gè)傳統(tǒng)發(fā)射領(lǐng)域拓展。目前艦用傳統(tǒng)發(fā)射技術(shù)主要包括3 種形式：1）以潛艇雷彈發(fā)射為代表的高壓氣機(jī)械能發(fā)射；2）以冷發(fā)射導(dǎo)彈/炮彈為代表的化學(xué)能發(fā)射；3）以導(dǎo)彈/火箭彈為代表的負(fù)載自帶化學(xué)能動(dòng)力發(fā)射。其中，機(jī)械能發(fā)射存在能量效率較低，發(fā)射聲光效果較大，發(fā)生能級(jí)受限等劣勢(shì)；化學(xué)能發(fā)射存在發(fā)射藥及藥筒或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)占用空間和重量，綜合效能較低等劣勢(shì)。采用電磁發(fā)射技術(shù)后，以上典型發(fā)射負(fù)載都將簡化為任務(wù)負(fù)載+適配器的形式，在電磁發(fā)射技術(shù)本身優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上大幅提升綜合效能。

電磁發(fā)射裝置與發(fā)射負(fù)載的匹配適配技術(shù)主要包括：基本外形和受力匹配、發(fā)射速度與能級(jí)匹配、發(fā)射過程載荷特性匹配以及電磁兼容等其他匹配技術(shù)。

4 電磁發(fā)射技術(shù)的發(fā)展與展望

1）電磁發(fā)射系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升

軌道式電磁發(fā)射系統(tǒng)將在保持最大發(fā)射速度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升發(fā)射能級(jí)，提高發(fā)射負(fù)載質(zhì)量。線圈式電磁發(fā)射系統(tǒng)將進(jìn)一步提高發(fā)射速度，可以作為未來微小衛(wèi)星助推甚至直接發(fā)射的可能技術(shù)路線之一；電機(jī)式電磁發(fā)射系統(tǒng)將在進(jìn)一步優(yōu)化電機(jī)推力特性的同時(shí)開展負(fù)載懸浮的非接觸發(fā)射技術(shù)研究，進(jìn)一步提升發(fā)射能級(jí)和發(fā)射速度。

2）電磁發(fā)射系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展

電磁發(fā)射系統(tǒng)目前已在飛機(jī)彈射起飛、阻攔著艦、電磁軌道炮等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用。隨著能源技術(shù)的不斷突破，未來電磁發(fā)射系統(tǒng)還會(huì)進(jìn)一步拓展應(yīng)用場景，在各類應(yīng)用機(jī)械能和化學(xué)能發(fā)射的領(lǐng)域向傳統(tǒng)發(fā)射技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。

3）電磁發(fā)射系統(tǒng)可靠性可維修性進(jìn)一步增強(qiáng)

在各類電磁發(fā)射系統(tǒng)不斷投入應(yīng)用的同時(shí)，針對(duì)電磁發(fā)射系統(tǒng)特點(diǎn)的可靠性和可維修性研究會(huì)快速發(fā)展。與傳統(tǒng)發(fā)射裝置不同，未來，電磁發(fā)射系統(tǒng)會(huì)依托設(shè)計(jì)的冗余性和能量單元配置的靈活性，在可靠性上大大超過傳統(tǒng)發(fā)射裝置。同時(shí)，在電氣化信息化的大趨勢(shì)下，電磁發(fā)射系統(tǒng)的可維修性也將不斷增強(qiáng)。