引言
2012年9月25日,中国第一艘航母“中国人民解放军海军辽宁号”按原计划完成建造和海试,正式交付中国人民解放军海军。
2019年12月17日,中国第一艘国产航空母舰正式交付海军,这艘航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”,舷号为“17”。
根据央视网新闻[1]:2022年6月17日上午,中国第三艘航空母舰下水命名仪式在中国船舶集团有限公司江南造船厂举行。经中央军委批准,中国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”,舷号为“18”,福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。该舰下水后,将按计划开展系泊试验和航行试验。
“福建舰”与大学物理电磁学课程思政
1.“福建舰”与电磁弹射
电磁发射技术按照主要应用场景可以分为三类,分别是:电磁发射技术、电磁弹射技术、电磁推射技术。
电磁发射一般要求轨道长度为十米级,主要应用在电磁炮上,所以能够发射的质量为千克级,轨道有限故而能发射的物体质量也有限,仅在千克级。
与电磁发射不同,电磁弹射的轨道要相应更长一些,可长达百米,所以能够发射物体的质量也想要更高,质量能达到数十吨,其速度也有明显的增加,达到百米每秒的数值。综合考虑电磁弹射的能够发射的质量和速度,电磁弹射的主要应用范围是大载荷的短程加速,在军事上比较典型的是航空母舰上的舰载飞机起飞弹射。
想要发射出去质量更大的物体,比如载人航天器等,这是电磁弹射技术便不在够用,但只需加长轨道,增加到千米级,此时能够发射的质量便达到吨级,速度也能达到第一宇宙速度,此时就能实现发射航天器的目的。
未来先进的航空母舰应采用电磁弹射起飞方式,因为电磁弹射器无论在体积和质量上都比蒸汽弹射器减少近一半,且这种方式对航母采用哪种动力装置没有特定的要求,其可靠性、可用性和可维护性都比蒸汽弹射系统提高许多。电磁弹射器适应了航母电气化、信息化发展的需要,取代落后的蒸汽弹射器是发展趋势。[2]
在电磁学授课时,这部分内容在安培力和电磁感应相应内容的后面,再加以介绍。
2.科学家精神之“祖国利益高于一切”[3]
马伟明,被誉为“中国电磁弹射之父”。1982年,马伟明大学毕业后,在张盖凡教授的建议下他继续深造,主攻船舶电气工程专业,在导师张盖凡的引导下,马伟明逐步开始走上了科研之路。之后,马伟明继续深造,取得了清华大学电气工程博士学位,为科研之路打下了扎实的基础。
20世纪90年代,我国在研究急需研究潜艇增强国防力量,但在很多技术上都需依赖进口。尤其是电机技术,马伟明负责技术谈判,面对高昂的代价,遇到问题国外专家也不予理睬,这极大刺激了马伟明,在心里暗下决心必须攻克电机震荡技术,从此踏上了科研之路。当时的条件非常艰苦,缺乏科研经费和实验室,马伟明直接将家里20平的洗漱间改造成实验室。
就在这样的实验环境里,马伟明坚持了6年,发明了带稳定绕组的多相整流发电机,一举解决“固有振荡”难题。正是由于该项技术的突破,一举结束我国依赖进口发电机的历史,相反在国际市场上,很多国家都争相抢购中国国产发电机。2001年,41岁的马伟明也因解决发电机“固有震荡”问题当选中国工程院院士,成为了当时最年轻的中国工程院院士。
但真正让大家了解马伟明教授的是电磁弹射技术。我国在弹射技术方面起步晚,当马伟明院士提出继续发展电磁弹射技术的想法,立马遭到很多专家反对,他们的理由是美国在这项技术上耗费了21年都未攻克,我们连蒸汽弹射技术都没有突破,要想直接跳过蒸汽弹射技术直接研发电磁弹射技术,那比登天还难。
然而,马伟明坚持一步到位,果断站出来承担所有风险。马伟明说:“祖国没有21年时间,我们的海军更没有21年时间”。马伟明迅速组建研究团队,仅用10年时间,研发了全新建电传综合电力推进系统,就解决了电磁弹射技术上下震荡的问题,我国也因此成为了世界上第二个掌握电磁弹射技术的国家。
正是马伟明院士的这种“祖国利益高于一切”的精神,让他再强军事业的征途中一再奋力拼搏,硕果累累。作为军校学员和教员们,我们更应讲这种矢志强军的精神介绍给每一个学员,潜移默化地教育着我们的学员。
结语
福建舰的下水,正式标志着我国迈进了掌握电磁弹射的国家。在教学中我们不仅要传授知识,也应当讲述科学家精神,和知识本身所蕴含的丰富思政内涵,为战育人。
参考文献
[1]央视网;我国第三艘航空母舰下水命名下水命名仪式新华网(news.cn)。
[2]《航母舰载机的电磁弹射和阻拦系统》,章以刚等,哈尔滨工程大学出版社,2019.11。
[3]“祖国利益高于一切”-记“中国电磁弹射之父”马伟明院士;汪尚闻,雷锋,2018年10期。