我国最新公布的“电磁撬”引起了很多人的兴趣,虽然它的用途只是“电磁推进地面超高速试验设施”,主要用于试验航空器、航天器等高速物体的空气动力学以及其他性能,但对于大众来说,它还是给予了大家往高速列车、电磁火箭等方面联想的空间,特别是电磁发射火箭和卫星,更是我们航天迷最感兴趣的。

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电磁撬确实引起了很多人的兴趣

实话实话,“电磁撬”和电磁火箭的原理都是相通的,在技术领域都是一通百通,它的出现,的确代表了我们在航天领域看到了新的希望。不过,现在的“电磁撬”,并不是电磁火箭,那么它距离电磁火箭,特别是实用的电磁火箭还有多远呢?

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它不是电磁火箭,但原理是相通的

首先,我们从运行速度上看,目前“电磁撬”可以将吨级的物体加速到最快1030公里的时速,换算过来大约是每秒300米,还没超音速。当然,不排除它在测试更轻物体时,能够达到更高的速度。

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电磁撬全景图

而要想发射火箭,最少也得达到每秒7900米的速度,也就是比第一宇宙速度稍快一点,现在的每秒300米,距离每秒7900米还很远。当然,也可以让电磁弹射仅仅提供一个初始作用力,取代火箭的一级,离开电磁轨道之后,火箭用第二级和第三级继续飞行,但即使是这个第一级的速度,也远比每秒300米要快。

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电磁火箭发射想象图

其次,从电视新闻展现的画面来看,这个“电磁撬”并不是很长,而且只是初步建成,如果要发射火箭和卫星等较大的载荷,可能要数公里长,如此长的电磁轨道,当然可以搭在喜马拉雅山脉或者其他的高山上,但对建造轨道的材料要求极高,现在的技术并不能够解决。

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设想早就有了

第三,除了建造轨道的材料之外,距离加长之后,对储能系统的能量需求、电流的高精度控制都提出了极高的要求,还要涉及到大功率、大容量脉冲电源技术,高速大功率直线电机技术等关键问题。如果要加真空管进行封闭,就更复杂了。

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仅材料一项目前就难以解决

第四,电磁轨道发射火箭和卫星,对运载火箭和卫星本身也有较高的要求,现役的火箭和卫星肯定不行,必须是要抗大过载的,并能适应高速飞行引起的恶劣气动力热环境和载荷环境,以及复杂电磁环境的。这么一搞,一些廉价的火箭和卫星可能变得不再廉价,反而“丢了西瓜捡起芝麻”。

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传统的火箭和卫星肯定是不行的

还有一个问题是,如果要建造数公里长的电磁轨道和真空管,费用会非常惊人。根据航天科技援引美国的研究数据估算,电磁发射系统的建设费用需百亿元,少量的运载发射频率很难分摊巨额的设备费用投入,只有大批量的发射才划算。而这个大批量的发射,最合适的就是“星链”卫星了,估计等到我国的互联网卫星星座开始大批量发射的时候,就会提出类似的需求了。

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星链其实是最适合用电磁发射的

不过,用电磁轨道发射火箭和卫星虽然难,但我国早已开始了相关的研究,比如航天科工提出的“羽舟”、“轻舟”项目,就是利用地面大型电磁弹射系统发射电推火箭,以及利用地面大型电磁弹射系统发射液体运载火箭,希望它们能够早日面世,带给大家更多的惊喜。

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当然不会这么夸张