“世界第一”是中国人民一如既往的追求,凡是各领域取得技术突破,国人总爱和国外最先进的技术做参照,以至于有人说,“地球上只有两个国家,一个叫中国,一个叫外国。”
如果用科研人员和科研经费、自然指数、五大知识产权局的专利做数据对比的话就会发现,虽然中国和外国依旧有一定差距,但冷冰冰的数据中展现出的是中国科技呈现井喷之势,甚至不乏在一些领域超越国外最先进技术的范例——潘建伟院士研究组实现的“多自由度量子隐形传态”,使中国在量子隐形传态研究上一举超越了美国,而赵忠贤院士、陈仙辉教授等科学家在超导领域的贡献也使中国超导技术走在世界前列。
白血病和疟疾都曾经严重危害人类健康,前者如果无法找到适配的骨髓终将难逃一死,而后者更是曾经屠村灭乡的瘟疫。张亭栋教授和屠呦呦女士通过对传统中医的研究,分别从砒霜和黄花蒿中提出亚砷酸注射液和青蒿素,拯救了上百万人的生命。
相对于张亭栋教授和屠呦呦女士的科研成果,施一公教授和黄军就教授的科研课题就更加“科幻”——施一公教授的科研成果为破解剪接体结果和工作机制做出了卓越贡献,为攻克老年痴呆症找到“钥匙”。黄军就教授则开启了修改胚胎基因的大门,虽然这项研究还处于初始阶段,在伦理上也饱受非议,但却有望在胚胎阶段治愈先天基因疾病。
网上流传的中国电磁弹射轨道
当在电视上看着美国福特号航母使用电磁弹射器弹射战机之时,可曾想到中国在电磁弹射器领域也取得了不逊于美国的技术成就,马伟明院士不仅完成了电磁弹射样机研制和试验的全过程,还攻破了电磁弹射技术的所有障碍,军迷们更是为即将开工的航母是否会采用电磁弹射而争论不休。
马伟明院士在电磁发射、综合电力推进、新能源接入技术等领域取得了一批具有完全自主知识产权的原创性成果,完成了电磁弹射样机研制和试验的全过程,攻克43项关键技术,申报国防专利32项,获国家科技进步一等奖2项,国家技术发明三等奖2项。马伟明院士的科研成果对中国航母实现电磁弹射,舰船全电推进和电磁炮研究具有非常大的意义。
马伟明院士
据公布于网络的卫星照片显示,中国在某地一个机场建造了电磁型导轨式高速牵引装置工程样机测试设施,中国已成为继美国之后建成电磁型导轨式高速牵引装置工程样机测试设施的国家。
回首过去,展望未来,关注当下,在2015年,中国科学家在各个领域收获颇丰,即使是曾经“高不可攀”的诺贝尔奖也有所斩获——曾几何时,国人对从未获得诺贝尔奖无比纠结,一些大V更是扬言因为“体制问题”、“中国没有自由的思想”、“中国没有创新能力”而永远不可能获得诺贝尔奖。就像19世纪末,美国已经是全球最有活力的经济大国,但科学水平还没有这么高,也有很多“良心”人士宣称美国不可能搞好科学。
国人振奋:官方首次公开中国电磁弹射平台
历时5天的第十七届中国国际工业博览会于11月7日在国家会展中心(上海)落下帷幕。参展厂商“上海超导”展出了大量新技术产品,其中一个电磁弹射器示意模型尤为亮眼。该公司超导产品相比国外同类型号性能高出25%。
上海超导在工博会上集中展示了自主设计、制造的“二代高温超导(YBCO)带材生产线”、自主生产的磁场下性能全球领先的“二代高温超导带材”、“超导感应加热设备”、“超导磁悬浮技术”、“超导电缆”、“超导电机”、“等离子体医疗/美容”、“新型等离子体脱硫脱硝技术”等一系列与国计民生息息相关的前沿科技与产品。
在中国国际工业博览会上展示的电磁弹射平台
公司表示,公司基于自主制造的生产线,在完全掌握超导带材生产、封装、检测等全部工艺环节的基础上,开发出具有全球领先水平的“二代高温超导(YBCO)带材”,经第三方检测,其强磁场下性能比目前国际上最好产品高出25%。此外,公司还自主研发了具有全球领先性能的“超低阻带材接头技术”,实现了2.3纳欧的全球最低工业接头电阻,使二代高温超导带材的产业化进程得以进一步加速。
在中国国际工业博览会上展示的电磁弹射平台
上海超导是行业内极少有的同时能在产业链上、中、下游提供优质产品的公司。资料显示,上海超导创立于2011年,由赣商集团与战略投资者共同投资、与上海交通大学合作创办;目前已经拥有一条基于物理法的二代高温超导带材生产线,形成了具备自主知识产权的真空镀膜装备体系;主要产品包括真空镀膜设备、第二代高温超导带材、基于该类带材的超导应用。
据悉,公司的带材产品凭借优越的性能与较高的性价比,已被中天科技集团、com/so/东方.html' target='_blank'>东方电气集团、宝钢集团、中科院电工研究所、中科院高能物理所、英国剑桥大学、清华大学、西南交通大学、华北电力大学等多家企业和单位所接受,广受好评。
中国曝光电磁弹射器潜台词:将建造核航母
目前世界各国的航母舰载机起飞技术有滑跃起飞和弹射起飞两种,后者又分为蒸汽弹射和美国正在研制的更先进的电磁弹射两种。中国辽宁号航母按照滑跃甲板式起飞。滑跃起飞是这艘航母的先天形态,但无论蒸汽弹射还是电磁弹射,对制造业大国中国来讲,这个技术并不成问题。
舰载机弹射器对航母作战能力起着非常重要的作用。那么在后续的中国国产航母上,如果装备弹射器,是采用蒸汽弹射还是电磁弹射?对此问题,广大军迷、部分军工部门都存在着学术上的争论。蒸汽弹射器在国外已有几十年的使用历史,证明了它的实用性,国外对其结构、效能、制造工艺都有公开的资料及案例可供参考。电磁弹射器虽然远离提出距今也有几十年,但真正步入工程设计和制造,还是最近十几年的事,而美国首台电磁弹射器2014年才实际装舰。因此,有部分人认为,中国国内航母弹射器应该“一步一步走”,先研制和装备蒸汽弹射器,下一步才是研制、装备电磁弹射器。
近日美军福特号航母成功完成一次弹射器实际测试,将道具车弹入水中
这种观点粗看符合工程技术发展的一般规律和原则,即“先易后难”、“先简单后复杂”。但实际上,这个观点是建立在“蒸汽弹射器是电磁弹射器的前置技术”基础上的。事实上,蒸汽弹射器与电磁弹射器虽功用相同,但技术实现的手段差距甚大,所依仗的基本技术、基本材料、基本工艺,两者也有相当大的不同。
首先蒸汽弹射器从原理上说,是一个超长汽缸的活塞蒸汽机。电磁弹射器则可认为是一个超大功率的直线电机系统。蒸汽弹射器的原理植根于第一次工业革命时期,在第二次工业革命后期,得益于钢铁和非金属材料加工工艺的进步,终于在工程上实现了。电磁弹射器的原理诞生于第二次工业革命(电力革命)时期,在工程上真正实现则是在第三次工业革命时期----电子技术、自动控制技术和信息技术的爆炸式发展,才最终将电磁弹射器从原理变成了现实。
卫星照曝光的疑似中国航母弹射器
近日,美国海军展示了其最先进核航母福特级首艘CVN-78福特号内部舱室建造进度。图中我们能看到其内部正在紧张施工中,大量电缆等待安装,大量舱室正在建设完善,另外,其先进的电磁弹射器建造进度也都曝光了。按原计划“福特”号航母将于2016年服役。 近日,美国海军展示了其最先进核航母福特级首艘CVN-78福特号内部舱室建造进度。图中我们能看到其内部正在紧张施工中,大量电缆等待安装,大量舱室正在建设完善,另外,其先进的电磁弹射器建造进度也都曝光了。按原计划“福特”号航母将于2016年服役。
蒸汽弹射器的材料,核心是高温高压材料。蒸汽弹射在工作时,汽缸、活塞、汽缸开缝都要频繁承受髙温高压蒸汽的冲击,如何保证弹射器的各系统在如此强大的冲击下仍工作稳定且有足够的使用寿命,就成了关键问题。在材料上,汽缸材质、活塞的结构和耐热材料、汽缸开缝的密封材料,都是需要特殊设计、特殊制造的。如汽缸开缝的密封材料,我们仅从它的技术指标看就觉得匪夷所思,至少,大部分读者平日接触到的民品橡胶材料,都达不到这样的性能。
电磁弹射器的关键材料,具有挑战性的主要有两个方面。一是大功率直线电机的材料,弹射器的大型永磁直线电机如何设计、电路采用何种材质,是必须重视的问题。在弹射的瞬间,大电流通过直线电机,导线也因电流而迅速发热,由此需要进行耐高温设计和安装复杂的冷却系统。当然,如果高温和常温导技术获得突破,可以一劳永逸地解决发热问题。
美国福特号航母内部正在紧张施工
二是飞轮储能系统的材料。储能的不只是一个大铁坨,它要在数千甚至上万转/分的转速下维持一定时间的旋转,这种情况下显然不能用传统及一般的轴承结构。
中国航母未来的电磁弹射系统长度可能会超过100米,使用直线感应电动机,有复杂的供电和指挥系统,其中最为关键的高效储能装置能在45秒内积聚舰载机弹射起飞所需的电能。为保证最重的舰载机起飞,弹射器需要消耗的能量大约为120兆焦,而高效储能装置最多可储存140兆焦的能量。此时充电功率为3.1兆瓦,加上能量损失,不会超过4兆瓦。4套电磁弹射器同时充电需要16兆瓦。这么大的电能就需要中国国产航母使用核动力。
中国海军歼15飞鲨舰载机陆上集结中国海军歼15飞鲨舰载机陆上集结
目前来看电磁弹射关键是其中的致命点成为了中国难以攻克的难题, 比如说轴承的金属密度,和如何能在不损害航母动力或者能源储备上弹射出战斗机。意思就会使以最小的耗能弹射出舰载机。美国那样的弹射器中国不是造不出来,关键是能不能比美国更加先进。而美国能搞定,中国就一定能搞定!