中国脉冲强磁场实验装置开放：磁体技术世界顶级

　　据新华社武汉10月8日电，我国脉冲强磁场实验装置已跻身世界上“最好”的脉冲场之列，在电源设计和磁体技术方面取得的成就位列世界顶级，将正式对外开放。

　　华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心（筹）脉冲强8日通过美、德、日、法、荷、中6个国家30余位权威专家组成的专家组的评估。

　　国家脉冲强磁场科学中心（筹）主任李亮教授介绍，强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。近百年来，各国学者在强磁场条件下的科学研究一直非常活跃，在物理、化学、材料和生物等领域取得了大批原创性重大成果，并推动了相关新兴高技术产业的发展。脉冲强磁场中心建成后，将正式对外开放成为公共科学实验平台。

　　华中科技大学专家研制的脉冲磁体，日前成功实现90.6特斯拉的峰值磁场，再一次刷新我国脉冲磁场的最高强度纪录，使我国继美国、德国之后，成为世界上第三个突破90特斯拉大关的国家。

　　据华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心（筹）主任李亮教授介绍，8月6日晚产生90.6特斯拉磁场强度的磁体、电源、控制系统等全套装置均为该中心自主开发研制。他们研发出的PMDS脉冲磁体专用设计软件，现已被欧洲、美国各大脉冲强磁场实验室选定为专用磁体设计工具;其磁体的制造成本也不到美国和德国同类磁体的1/10。

　　潘垣院士介绍说，科学研究发展至今，越来越需要利用极端条件来发现未知、研究规律，推动科学的进步和社会的发展。磁现象是物质的基本现象之一。科学研究早已证实，当物质处在磁场中，内部结构可能发生改变，产生新成果。磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的工具。强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。近百年来，各国学者在强磁场条件下的科学研究一直非常活跃，在物理、化学、材料和生物等多学科领域取得大批原创性重大成果，并推动相关新兴高技术产业的发展。核磁共振成像技术即为典型的用强磁场进行物质结构研究而获得的重大成果。

　　一艘几千吨的驱逐舰，上面的各种电台、雷达不下上百部，遑论未来将要装备的更大型的水面舰艇。如何让这些舰艇的“千里眼”“顺风耳”互不干扰而各司其职，如何精确地发现对手而不被敌方干扰而影响作战，“电磁兼容”这个概念应运而生，并成为各国海军竞相发展的核心竞争力。

　　可喜的是，历经20余年潜心发展，中国海军在电磁兼容领域迅速崛起并组建了一支从事电磁兼容研究的精干团队——海军装备研究院某所电磁兼容创新团队。正是通过他们的工作，中国的海上力量才成为纵横“陆、海、空、天、电磁”五维战场的主力军。

　　全军领先的标准制定者

　　上世纪90年代，我军当时的水面主战舰艇，随着功能的逐渐丰富，雷达、通讯、导航、指挥等大批用频设备带来了较为严重的电磁兼容问题。在此背景下，中国海军在某研究所成立了电磁兼容研究检测中心。

　　此时，刚刚从东南大学毕业学习无线电结构专业的该所副所长汤仕平，也在导师的引荐下，走进这个中心。

　　“电磁波看不见、摸不着，海军装备的电磁环境又极为复杂，因此现代舰艇不但要考虑电磁兼容，更是要在设计之初就要从顶层考虑，需要在海军中建立舰船电磁兼容性标准体系，制定电磁兼容要求和试验方法标准。”汤仕平说。

　　从那时起，汤仕平和他的同事一起，从不同型号电磁兼容研究入手，研制出国内首套电磁兼容机动检测系统和电磁敏感度综合测试系统，进而为全舰水平的电磁兼容工作开展打下了技术基础。正是在大量设备、系统、总体不同级别电磁兼容测试中积累的丰富数据和经验，汤仕平和他　　在汤仕平的带领下，实验室的研究人员走访工业部门，深入基层部队，对多种型号舰艇及大量机载、舰载装备进行电磁兼容测试，不断更新标准规范的内容，添加各种新装备的电磁兼容标准，使海军的电磁兼容研究理念紧跟世界最先进水平。

　　如今，汤仕平自豪地说：“目前，像我们团队电磁兼容实验室这样拥有完备电磁兼容检验技术的科研机构，在我军还是第一家。”

　　打造核心精干团队

　　大型投影屏幕上，一艘大型驱逐舰的精确三维立体模型展现在笔者面前。随着实验人员将相关参数输入计算机，一个在不同工作频率上舰面电磁辐射源对舰艇的影响范围，通过动态形式直观展现在人们面前。这种将看不见摸不着的电磁兼容“可视化”研究是团队计算机仿真的最新成果。

　　如今，一个个直观的可视化电磁波源场景，为设计人员分析舰艇电磁干扰、舰机界面电磁干扰、飞行甲板微波电磁环境，作战编队电磁兼容提供了珍贵的理论数据，对提升我军海军装备水平产生了重大意义。

　　很多人可能想不到的是，承担海军电磁兼容研究的，竟然是一支仅有十几人的精干团队。

　　汤仕平说：“我们注重传帮带，在科研任务中锤炼人才，以‘小核心、大外围’的形式，用最精干的队伍解决海军装备复杂、繁重的电磁兼容课题。”

　　所党委把人才培养放在更加突出的位置，始终贯彻“用任务来带队伍”的主导思想。让年轻人挑大梁，给年轻干部压担子。在课题组长的设置、科研任务的分配上，哪里有任务，哪里就会有年轻科技干部的身影。在这过程中，年轻科技干部的工作能力得到了锻炼、得到了培养、得到了提高。只有具备了充满活力与进取精神的核心团队，团队才能以更为开放的姿态，打造外围科研力量，满足海军未来装备发展的迫切要求。

　　该所政委饶军介绍说，研究室近年来一方面与国防科技大学、上海交大等大学研究机构合作，利用外部智力对电磁兼容相关领域进行联合攻关，另外还不断邀请院士、行业学术带头人和知名专家学者到研究室授课指导，有效利用行业技术力量和设备资源，承担部分电磁兼容检测任务，联合地方专家对重大电磁兼容测试任务进行指导，构建起“小核心、大外围”的发展模式，为海军电磁兼容研究的继往开来奠定基础。

　　瞄准未来电磁挑战

　　未来团队向哪个方向发展？该所所长吴睿锋心中早有打算，“未来海上作战必然处于复杂电磁环境中，这不但指舰艇、编队、飞机复杂辐射源的电磁兼容性，还包括复杂武器平台对我舰上人员的电磁辐射安全问题，而且还要考虑到对手可能对我施加的外部电磁环境，包括电子干扰和电磁脉冲打击。因此，电磁兼容团队要向电磁环境效应研究方向转变。”

　　笔者了解到，这个团队早就已经开始针对某型雷达对甲板电磁辐射安全与防护开始了相关研究与验证试验，提出雷达对作业人员电磁辐射暴露环境评估方法，开展雷达对作业人员电磁辐射环境实船测试结果评估分析，提出了典型位置人员作业允许暴露时间。

　　2012年末，美国波音公司对外公布了一种新概念电磁脉冲导弹，可以对指挥控制系统的计算机和相关电子设备实施定向微波攻击。而早在数年前，这个团队就已预见到了这种电磁脉冲武器可能对我海军装备带来的影响，对提高海军舰船总体电磁脉冲防护能力，提高舰船上的人员及军械安全性，使舰船能充分发挥其作战效能，完善我海军舰船电磁兼容性能起到了重要作用。

　　世界新军事变革潮流汹涌，前进步伐不会等待落后。我们有理由相信，中国军队科技人员在这个无形战场上精心打磨的一面“中华神盾”，必将震撼世界！

　　中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上，限于技术和人才原因中国电磁炮研制会稍比慢几年，但近期我国会进行试验性安装测试。在某些技术上将会比美国电磁炮更精进。

　　电磁炮，顾名思义不再是利用火药，而不是采用电磁力来发射炮弹。在强大的电流推动下，电磁炮发射的炮弹比传统火炮速度快得多。炮弹出膛速度达到 7-8倍的音速，射程有400-500公里。

　　空气阻力会逐渐降低炮弹的速度，但到达目标时仍有5倍的音速。而一般的 Zi Dan 和炮弹的出膛速度连3倍音速都不到。面对5倍音速的炮弹，钢铁就象豆腐，所以炮弹里根本不用装炸药，光靠动能就有足够的破坏力。

　　美国海军10日宣布成功试射电磁炮，这种电磁炮的炮弹速度达5倍音速，射程远达110海里（200公里）。美国海军研究部宣称：“这次试射成功，对未来将这先进武器运用于海上又往前迈进一步”。在此前美国《海军时报》曾有报道称：，美国海军在达尔格伦水面作战研究中心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。

　　参观试验的美海军作战部长拉夫黑德上将称这种电磁炮为“革命性的海战武器”，“绝不能让美国海军错过这种武器”，并声称准备把它装在正在研发中的DDG1000驱逐舰上。号称可以把炮弹发射到500公里外，并达到5米的精度，摧毁一切目标。

　　其实，这绝密武器也早就不那么绝密了，这就是电磁炮。美国人从上世纪80年代玩星球大战的时候，就开始研究这个东西了。而中国也是与此同时完成了对电磁炮的理论论证，并从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果。

　　2001年5月，北京有色金属研究总院2001年在京宣布，其承担的国家 “九五”重点科研项目“大面积双面高温超导薄膜”通过国家评审验收。

　　北京有色金属研究总院是中国唯一将大面积双面超导薄膜应用于器件的材料研究单位，具有稳定提供一定数量大面积优质双面薄膜的能力，实现了中国高温超导薄膜产业化生产。随即，这项技术被应用于电磁领域，使中国超高速电炮研究突飞猛进。

　　去年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。目前，中国设计师正在对超高速电炮进行改进，主要是加大弹丸的发射重量，以达到发射50公斤级以上制导炮弹的水平。

　　中国发展的电磁炮起点颇高，不仅将装备海、陆、空等常规军种，目前正在筹备而尚未正式成军的天战军种的相应武器装备也在考虑之列。有消息说，一种天基地磁轨道炮正在研究之中，进展顺利，已接近成功。

　　美国海军在试射电磁炮后的兴高采烈程度可以理解，为自己的国家的高科技自豪很正常。不过你美国人搞得出来的东西，俄国人、中国人也能搞出来。这又不是大规模杀伤武器，搞出来以后还可以出口，中国人不卖俄国人也会卖。等到大家都有了电磁炮，把它装到岸上，军舰上设置战机上这就对美国人不妙了。

　　中国部分电磁炮及电磁装甲曝光

　　中国的一个有趣的课题是在哈尔滨工业大学（Harbin Institute of Technology）的使用线圈炮（coilgun）的装甲。现代坦克的装甲由一层高爆物质夹在两层金属板组成;当击中时高爆物质爆炸，进而摧毁像 shaped changes 之类的常规武器。

　　中国的装甲将比这种反应装甲更进一步。它用传感器侦察到来袭的炮弹之后，线圈炮（coilgun）抛出一片装甲在炮弹打到坦克之前阻断它。这种方式的一个问题就是发射物不能含铁，因为线圈炮的脉冲磁场会加热铁，而不是加速它。哈尔滨的研究者们试验了其他金属比如铝，但是发现它太容易融化了，而且作为装甲来说太弱。根据一篇最近文章，在他们的钢装甲与铝线圈的实验中发现“来袭炮弹的冲击力不仅没减弱反而增加了一点”。

　　美国类似电装甲的实验是保密的，所以知道中国这些也是可观的。费尔（Fair）注意到，不管什么原因，中国的研究者对他们自己的研究出奇的公开。

　　最 近的一期IEEE Spectrum 上有一篇关于电磁发射的文章：For Love of A Gun， by Carolyn Meinel。其中有一段关于中国的，翻译出来献给大家。

　　如果麦克廓蔻（McCorkle）看得广一点，他可能会与中国河北炮兵工程学院的王英相遇。早在1981年，王英阅读了费尔（Fair）的第一届电磁发射学术会的论文集并决定把这一课题作为他的终身研究方向。开始时支持他的人很少，但在过去十年以来他和他的学生们在中国的22个学校和军事研究所建立了电磁发射的研制机构。他和瑞扯-玛绶（Richard Marshall）合写了关于这一课题的两本教科书。

　　实际上玛绶（Marshall）和费尔（Fair）很高兴能在中国找到相同志向的学者。在2004年九月大连理工大学（Dalian University of Technology）的中国电磁发射学术大会上，费尔（Fair）的专题演讲赢得了全场起立鼓掌。会后大连电机系主任带他参观了他们的线圈炮 （coilgun）试验装置。现在中国可能是美国境外最大的电磁炮研究中心。在2006年五月德国Potsdam的第13届国际电磁发射学术大会上，中国出了52篇论文，仅次于美国的72篇。

　　中国的一个有趣的课题是在哈尔滨工业大学（Harbin Institute of Technology）的使用线圈炮（coilgun）的装甲。现代坦克的装甲由一层高爆物质夹在两层金属板组成;当击中时高爆物质爆炸，进而摧毁像 shaped changes 之类的常规武器。

　　中国的装甲将比这种反应装甲更进一步。它用传感器侦察到来袭的炮弹之后，线圈炮（coilgun）抛出一片装甲在炮弹打到坦克之前阻断它。这种方式的一个问题就是发射物不能含铁，因为线圈炮的脉冲磁场会加热铁，而不是加速它。哈尔滨的研究者们试验了其他金属比如铝，但是发现它太容易融化了，而且作为装甲来说太弱。根据一篇最近文章，在他们的钢装甲与铝线圈的实验中发现“来袭炮弹的冲击力不仅没减弱反而增加了一点”。

　　美国类似电装甲的实验是保密的，所以知道中国这些也是可观的。费尔（Fair）注意到，不管什么原因，中国的研究者对他们自己的研究出奇的公开。

　　中国高速电磁炮震撼出世

　　前一段时间，西方媒体把中国磁流体喷水推进潜艇炒的沸沸扬扬，磁流体喷水推进潜艇的技术是目前世界最先进的潜艇技术，现今只有德国掌握。西方之所以关心中国的磁流体喷水推进潜艇，是因为崛起的新中国海军正走向大洋，正对他们的海上霸权提出挑战。然而西方媒体忘记了一件重要的事情，磁流体喷水推进潜艇的主要技术超导技术正在被中国用于超高速电炮的设计。

　　2006年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。目前，中国设计师正在对超高速电炮进行改进，主要是加大弹丸的发射重量，以达到发射50公斤级以上制导炮弹的水平。