直通式消磁法對艦船燃油安全性的分析研究

朱運裕 唐申生

（海軍駐武漢七一二研究所軍事代表室,）

1 引言

兩次世界大戰及戰后從未間斷過的局部戰爭中，均出現過水雷戰。由于水雷的威脅，導致大量的戰斗艦艇和商船被擊沉[1]。戰爭使人們不得不研究各種反水雷的兵器以及如何減小水雷的威脅。減小水雷威脅的途徑之一，是提高艦艇的防護能力，進入二十一世紀艦艇的防護能力已經提升為艦艇的隱身性能。盡管如此，在傳統的艦艇磁防護領域中，科技工作者仍在研究新的磁防護和減少艦艇磁性的方法，從而進一步提高艦艇的磁防護性能。

2 消磁方法的發展

消磁是減少艦艇磁/電特征信號的一門科學[2]。主要技術途徑有三個方面：

（1）從材料方面入手

艦艇設計時，艇用殼體選用非磁性材料或低磁性材料，艇內的大型設備用低磁性材料建造，如采用低磁材料生產發電機組，設備裝船時進行消磁處理，從而使艦艇少受或不受地球磁場的影響。

（2）安裝消磁系統

在艦艇上安裝消磁系統，消磁系統通常由消磁繞組、消磁控制設備和測磁裝置三大部分組成，這種消磁系統有時又稱之為內消磁系統。利用消磁系統給消磁繞組通電，通電的消磁繞組，將產生磁場，從而補償艦艇所產生的垂直縱向磁場和橫向磁場，使艦艇少受或不受磁性武器的威脅。

（3）外部消磁處理

利用消磁站、消磁船和其它外部消磁手段，對艦艇進行消磁處理是世界各國普遍運用的消磁方法之一。為了滿足對不同噸位的艦艇消磁的需要，世界上一些發達國家均建有若干專門為艦艇服務的消磁站，這些消磁站建造成本較高，大型噸位的消磁站建造成本高達數億美元。

3 直通式消磁方法

傳統的消磁方法是將艦艇當作一個鐵心，消磁時在艇體外面臨時纏繞消磁線圈，利用給纏繞的消磁線圈中通以脈沖消磁電流產生的感應磁場，對艦艇進行磁性處理，從而達到減少艦艇磁性的目的。

直通式消磁方法直接在船體上通電，利用船體鋼材內部流過的電流產生的電磁場能量進行消磁。這種新方法是將消磁電流從電源由一組電纜引至艦艇艉部，流經船體，再從艏部由另一組電纜返回電源，直通式消磁方法的消磁原理和電纜布置如圖1所示。

圖1 直通式消磁方法的消磁原理和電纜布置示意圖

直通式消磁方法由于工作磁場的磁力線主要在船體內封閉傳播，能量利用率可大幅提高，具有消磁速度快、作業人員勞動強度低、能量消耗小、投入成本少、環境要求低、使用方便，能夠移動等優點，特別適合于戰時對大量中小型艦船進行磁性處理。

4 直通式消磁方法所涉及到的安全性問題

對艦艇采用直通式消磁方法，消磁時船體內將通過數以萬安倍的脈沖電流，這種新型消磁磁方法的應用，導致了一系列有待研究的新問題的出現，特別是涉及到被消磁對象安全性方面的問題較多，主要有如下幾個方面：

（1）人員的安全性

眾所周知，對艦艇無論是采用內消磁和外消磁作業時，對艇員沒有任何安全性的影響。但采用直通式消磁方法，進行消磁作業時，數以萬安倍的脈沖電流將通過船體流動，這種大功率脈沖電流的對艇上人員的安全有無影響，進行消磁作業時對人員移動有無限制性要求。

（2）磁敏感設備的安全性

采用直通式消磁方法，進行消磁作業時，通過船體流動的脈沖電流將產生感應磁場，感應磁場對實船裝備的磁敏感設備有無破壞和損傷，消磁作業時，磁敏感設備是否需要臨時拆除或采取其它磁屏蔽措施。

（3）武備系統的安生性

采用直通式消磁方法，進行消磁作業時，較大的脈沖消磁電流是否會對武備系統中的磁敏感器件造成傷害，或引起磁敏感器件的誤動作，導致意外出現。

（4）艦船燃油的安全性

艦艇中裝有大量的燃油，一般燃油艙均設置在艙底，采用直通式消磁方法，進行消磁作業時，較大的脈沖消磁電流通過船體時，是否會導致艇用燃油安全性問題的出現。

5 對艦船燃油安全性的分析與研究

針對運用直通式消磁方法出現的安全性方面存在的擔憂，項目組從理論和實驗驗證兩方面進行了深入細致的分析研究。對船體通電時，首先要確保燃油絕對安全。為了證實直通式消磁方法對燃油安全性的影響，建造了一臺驗證樣機，通過試驗驗證表明，該方法工程應用安全，對燃油安全性的驗證情況如下：

（1）艇用燃油的基本情況

艦艇用燃油通常為柴油，-10號柴油、0號柴油，兩型柴油的主要性能指標見表1。

表1 -10號柴油、0號柴油主要性能指標

圖2 燃油安全性試驗裝置結構框圖

（2）試驗裝置的組成

在實驗室制造了一套燃油安全性試驗裝置樣機，樣機由柴油艙模擬裝置、脈沖功率電源、外供電源、參數監測裝置、開關儀表等環節組成部分。如圖1所示。

（3）試驗驗證結果

試驗前柴油艙模擬裝置用艇用柴油注滿，然后進行了強電流多次沖擊，驗證結果表明：充滿柴油的柴油艙模擬裝置完好，無異常，柴油艙模擬裝置的溫度正常，試驗數據見表2。

表2 柴油艙模擬裝置通電試驗記錄

6 結論

綜上所述，直通式消磁方法是一種安全、可靠的新型消磁方法，可廣泛適用對鐵性材料進行去磁處理，同樣能滿足對艦艇進行消磁的需要。

[1]劉智琛. 艦船消磁技術. [S.l]海軍出版社, 1996.

[2]美國海軍艦船技術手冊, S9086- QN- STM- 010/CH-475.