搶占太空空間、爭(zhēng)奪“制天權(quán)”,已成為打贏將來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的重要一環(huán)。要成立強(qiáng)有力的防天系統(tǒng),離不開(kāi)精準(zhǔn)高能的空間兵器,如以高功率脈沖激光兵器為代表的定向能兵器等。這些兵器具有驚人的威力,對(duì)打贏將來(lái)“天戰(zhàn)”不行或缺。
超等電容器,作為高功率脈沖激光兵器中最重要的供能部件,是一種新型儲(chǔ)能裝置,可在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)作出龐大能量。在裝甲車(chē)輛、艦艇、航天航行器等需要較大脈沖放電功率的兵器裝備及設(shè)備上,它均有遍及的應(yīng)用,在將來(lái)疆場(chǎng)上的浸染不能小覷。
與第二代化學(xué)電池構(gòu)成“黃金搭檔”
打贏將來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng),新一代兵器裝備的疆場(chǎng)電力供給必不行少,這就對(duì)儲(chǔ)能裝置的成果提出了新要求。今朝獲得遍及應(yīng)用的儲(chǔ)能裝置是鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等級(jí)二代化學(xué)電池,這些電池為單兵裝備供電系統(tǒng)、戰(zhàn)車(chē)殽雜電傳動(dòng)系統(tǒng)提供能量??墒?,它們有自身的“短板”,如輸出功率密度較小、充電速度慢、輪回壽命較短,等等。這些“短板”,在冰天雪地(溫渡過(guò)低,低功率電池?zé)o法有效“叫醒”裝備)、平原開(kāi)闊地帶(無(wú)掩體,兵器裝備一旦“拋錨”,需要盡快完成充電)以及重度濕潤(rùn)地段(電池易受腐化而失效)等特定疆場(chǎng)情況下,會(huì)讓裝備“掉鏈子”,從而使作戰(zhàn)結(jié)果大打折扣。
為了制止因電池的“短板”導(dǎo)致裝備在巨大多變的疆場(chǎng)上“掉鏈子”,超等電容器在研究人員的攻關(guān)下應(yīng)運(yùn)而生。
它是一種與電池相似但又有必然水平不同的第三代物理式儲(chǔ)能裝置。差異于電池,其在充電、放電時(shí)不產(chǎn)生化學(xué)回響,電能的儲(chǔ)存或釋放是通過(guò)靜電場(chǎng)成立的快速物理進(jìn)程,沒(méi)有受到像電池一樣巨大耗時(shí)的化學(xué)回響限制。因此,超等電容器的比功率可達(dá)化學(xué)電池的數(shù)百倍,能在很短時(shí)間內(nèi)形成幾百安到幾千安的電流,從而在極低的溫度下瞬間“激活”裝備。
同時(shí),由于超等電容器充電、放電是物理進(jìn)程,可以用大電流充電,在幾十秒鐘到幾分鐘內(nèi)即可完成,能節(jié)減名貴的疆場(chǎng)時(shí)間,制止戰(zhàn)車(chē)等裝備成為“活靶子”。
超等電容器除了具有高比功率和充電速度快的特性外,在輪回利用壽命上也跨越化學(xué)電池至少百倍,能充電、放電上百萬(wàn)次,可大大節(jié)減開(kāi)支。
按照以上特性,超等電容器可與化學(xué)電池形成有效互補(bǔ),通過(guò)適當(dāng)?shù)膯挝辉O(shè)計(jì),使它們成果多樣化,成為信息化疆場(chǎng)的“黃金搭檔”。
一些極度條件下的引擎啟動(dòng),就是這對(duì)黃金搭檔“相助共贏”的活躍典型:它們分工明晰、共同默契,堪稱(chēng)疆場(chǎng)裝備的“能量雙雄”。為什么這樣講?本來(lái),超等電容器共同蓄電池應(yīng)用于內(nèi)燃動(dòng)員機(jī)電啟動(dòng)系統(tǒng),能有效掩護(hù)蓄電池,耽誤其壽命,減小其配備容量。尤其是在低溫和虧電的環(huán)境下,蓄電池的放電本領(lǐng)明明下降,會(huì)造成裝甲車(chē)輛啟動(dòng)遲鈍甚至無(wú)法啟動(dòng),大大低落了疆場(chǎng)靈活本領(lǐng)和回響速度。而超等電容器的事情溫度范疇大,-40℃以上氣溫條件下放電特性根基穩(wěn)定,仍可保持大電放逐電特性,從而擔(dān)保了電啟動(dòng)系統(tǒng)的正常供電,使戰(zhàn)車(chē)一次性“激活”樂(lè)成。
堪稱(chēng)浩瀚軍用裝備的“能量焦點(diǎn)”
假如說(shuō)超等電容器共同化學(xué)電池在陸地戰(zhàn)車(chē)殽雜電啟動(dòng)系統(tǒng)中的利用僅僅算是“打助攻”,那么應(yīng)用在潛艇、艦用電磁炮、高功率束能兵器電源等運(yùn)行功率較大的兵器裝備系統(tǒng)上,其表示堪稱(chēng)“一枝獨(dú)秀”。
潛艇電力綜合推進(jìn)涉及發(fā)電、輸電、變電、推進(jìn)和儲(chǔ)能等要害步調(diào),是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。以前的電傳動(dòng)中,為推進(jìn)系統(tǒng)供電的動(dòng)力電站和為潛艇設(shè)備供電的電力電站,是分隔的兩套系統(tǒng)。假設(shè)是低速巡航,用不了那么大的功率,動(dòng)力電站只能低速運(yùn)行,很不劃算。電力綜合推進(jìn)系統(tǒng)則把動(dòng)力電站和電力電站作為一個(gè)整體,低速巡航可以讓大功率的動(dòng)力電站滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)為推進(jìn)電機(jī)和潛艇設(shè)備供電,關(guān)掉電力電站,以到達(dá)“物盡其用”、低落本錢(qián)的結(jié)果。因?yàn)闈撏?duì)綜合電力推進(jìn)的要求很高,超等電容器模組可以作為電力綜合推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)急電源增補(bǔ),在系統(tǒng)平時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中,收集電能儲(chǔ)存起來(lái),起到蓄電池的浸染。在應(yīng)急狀態(tài)下,當(dāng)電力供給不敷無(wú)法發(fā)動(dòng)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以操作超等電容器瞬間充電、放電的特點(diǎn),將儲(chǔ)存的電能瞬間釋放出來(lái),為電力系統(tǒng)提供大功率增補(bǔ)電源,使整個(gè)系統(tǒng)迅速規(guī)復(fù)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài),大大加強(qiáng)戰(zhàn)時(shí)回響本領(lǐng),晉升戰(zhàn)斗力。
在作戰(zhàn)兵器系統(tǒng)方面,超等電容器也常帶“主角光環(huán)”,在一些高精尖兵器裝備中職位重要。電磁炮也叫脈沖電源電磁炮,是應(yīng)用電磁加快技能發(fā)射彈丸的一種純電能兵器。軌道式電磁炮發(fā)射原型由兩條平行的導(dǎo)軌構(gòu)成,彈丸夾在接入電源的導(dǎo)軌之間。電流經(jīng)一導(dǎo)軌流向彈丸,再流向另一導(dǎo)軌發(fā)生強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與電流彼此浸染,會(huì)形成強(qiáng)大的洛侖茲力敦促?gòu)椡?,使其到達(dá)很高的速度。在此基本上,將上千個(gè)電容器并接在軌道上,形成超等電容器,瞬間釋放電容器儲(chǔ)存的電能,即可得到龐大電流和驚人的電磁推力。假如將電磁炮作為直接火力支援兵器,配備超等電容器配合安裝在作戰(zhàn)艦艇上,將大大晉升艦艇的毀傷本領(lǐng),有助于提前“鎖定勝局”。
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