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電磁彈射可靠性不佳 影響美軍新航母福特延期服役

美國《海軍時報》1月11日報道，在成本超支，進度落后的情況下，海軍新一代航母“福特”號即將開始新一輪海試。美國海軍新聞發言人肯特（Thurraya Kent）上校表示，“福特”號航母目前已經是“99 %完成狀態”。現實情況是，“福特”號目前已經花費了超過129億美元，進度落后超過一年。

“福特”號建造工作于2009年開始，由紐波特紐斯造船廠建造，將會取代“尼米茲”級航空母艦。“福特”號航母的建造成本為105億美元， 但是在建造完成后，航母上的先進系統和技術存在問題，包括電磁阻攔系統和新的發電機組都無法正常工作，嚴重拖延航母服役進度。美國海軍表示，目前已經在解決這些問題上取得了“重大進展”。

相比“尼米茲”級航母，“福特”級在電力系統和相關子系統上進行了大量改進。總發電量由“尼米茲”的約32 MW提升至“福特”的約100 MW，以應對船電用量的增加和全新的電磁彈射系統。單臺26 MW的汽輪機發電機組對美國的技術實力來說應當是手到擒來的事情，然而在2016年6月12日，“福特”號的2號主發電機發生了一次小規模電氣爆炸，至今尚未修復妥善。而且由于電力系統穩壓器無法穩定工作，發電系統達不到全功率輸出狀態。

美國海軍原本預計改良加大飛行甲板之后，“福特”級的日出動架次相比“尼米茲”級將提升約40 %。在2016年6月的一份報告中稱，“福特”號電磁彈射器平均240次彈射就會出現嚴重故障，遠達不到設計要求的4 000多次平均無故障間隔，先進阻攔系統的平均無故障間隔甚至只有20次。航母彈射和回收系統的可靠性是戰斗力的基礎保障，海灣戰爭和伊拉克戰爭時決定美軍航母部署時間的重要因素就是彈射器的大修間隔。“福特”號彈射和阻攔系統的狀況無法勝任作戰任務。

“星際班機”結構試驗器（STA）抵達加利福尼亞準備試驗

據外媒2017年1月18日消息，在執行往返國際空間站的任務途中，波音公司“星際班機”將面臨多種極端的內力和外力載荷。為驗證“星際班機”設計，波音公司研制了“結構試驗器”（STA）用于地面飛行環境模擬試驗。波音公司在其位于弗羅里達州的NASA肯尼迪航天中心“商業載人和貨物處理設施”中研制了STA，并將在加利福尼亞州亨廷頓比奇進行試驗。

STA與運載器適配器桁架結構和其他組成“宇宙神”-5運載火箭上面級的硬件連接。STA在運抵波音公司“試驗和評估設施”后開始進行試驗。在首項試驗中，STA試驗器的載人艙內部結構所承受的載荷將達到“星際班機”飛船在往返國際空間站執行任務過程中所承受最大載荷的1.5倍。

波音公司位于南加利福尼亞州的設施由多個試驗間組成，用于評估航天器和其他飛行器在不同環境中的性能，以保證飛行器滿足飛行需求。

波音公司正與NASA“商業載人計劃”進行合作，研制下一代載人宇航系統，“商業載人計劃”同時與SpaceX公司合作研制載人型“龍”飛船和“獵鷹”-9火箭，使宇航員往返于國際空間站。“星際班機”將由“宇宙神”-5火箭從弗羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地發射。

俄羅斯航天系統公司研發出小型電位傳感器將有助于增加衛星壽命

據報道，近日，俄羅斯航天系統控股公司稱，其開發出一款小型電位監測裝置，可用于保護航天器的電子器件不受電磁損壞和干擾，延長航天器壽命。該裝置尺寸僅是現有類似產品的1/4，因此在微衛星上也可使用，其性能已經通過各項試驗完整確認，具備量產條件。

太空中等離子體和電磁輻射環境會造成航天器表面帶電，其表面各部分的充電情況根據材料性質和與太陽相對方向的差異而有所不同，產生的電勢值可以達到幾十kV。航天器表面各部分的電壓差將引起放電風險，可能破壞有效信息傳輸，或損壞部分電子元器件。因此航天器和火箭上都安裝有特殊的傳感器，用來監控表面靜電場和放電情況。為了監控的有效性，在航天器上需要安裝多個電位傳感器，但此前往往因為尺寸和重量的原因而無法做到。新一代傳感器將解決這個問題。新型傳感器的重量只有40 g，而當前同類產品為300 g，因此原來安裝1個傳感器的航天器上現在可以安裝7個，這將顯著增加航天器主被動電氣保護系統的計算精度。

俄羅斯航天系統公司下屬的“測量設備”股份公司的電子物理測量方向總設計師尼古拉·普希金稱：“我們成功制造出全功能的低功耗靜電傳感器，比現有同類產品尺寸小4倍，可靠性更強。它為三通道傳感器，由用于測量直流電場的敏感元件，以及用于測量交變電場和照射電流的天線組成。”俄羅斯航天系統公司研究團隊負責人羅馬·達洛菲耶夫表示，新型傳感器上使用了公司研發生產的全新裝置——小型振動調制器。該裝置由微小零件構成，制造十分復雜，并稱該公司是目前俄羅斯僅有的幾家掌握微機電系統元件制造工藝的企業之一。

研究團隊另一名領導亞歷山大·莫古切夫稱：“我們正在對小型振動調制器開展加速壽命試驗，其表現出很高的穩定性，目前已正常工作5 000 h，并且沒有發生功能變化。經過專業試驗，證明該傳感器具備測量0到 100 kV·m場強的能力。”

研制小型傳感裝置是新一代小型航天器（微衛星和納衛星）機載設備制造工作的重要部分。未來，新的傳感器還將用于監控航天器的儀器內部帶電情況。小尺寸、低重量、低功耗、加上高可靠性和高輻射穩定性，新的傳感器將為各類航天器提供電位監測保障。

實驗室研發制造大型3D設備 提高構件可靠性

2017年初，空客公司與華中科技大學機械學院就大型3D鍛銑鑄技術舉行合作簽約儀式。該成果的研發，改變了長期以來“鑄鍛銑分離”的傳統制造歷史，開啟了實驗室制造大型機械設備的新篇章。

傳統機械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造改變其內部結構解決成型問題。但是對超大鍛機的過渡依賴，導致機械制作投資大、成本高且能耗巨大、污染嚴重，同時還難以制作梯度功能材料零件。

項目經過研發人員十多年的潛心攻關，研制出微鑄鍛同步復合設備，并創造性地將金屬鑄造和鍛壓技術合二為一，大幅提高了制件強度和韌性，提高了構件的疲勞壽命和可靠性。

“嘉庚號”科考船低噪音減振推進系統成功完成耐久性考驗

經過10天的海上試驗，“嘉庚號”科考船航行試驗圓滿結束。“嘉庚號”是3 000 t級海洋科學綜合考察船，船長77.7 m，型寬16.24 m，最高航速大于14節，續航力1萬nmile，能抵達所有無冰洋區開展海洋科學研究和教學實習。該船是一座海上綜合實驗室，搭載高性能聲學探測設備和海洋觀測設備，能支持水文、化學、生物、地質地球物理、大氣和相關學科實驗研究。該船對減振降噪要求非常高，全船采用全電力靜音推進方案，應用多種減振降噪措施，是國內建造的科考船中首次按照挪威船級社噪聲船級標準設計建造的船舶。

中船重工為該船自主設計并集成供貨整套低噪音主推進軸槳系統，包括低噪音螺旋槳、軸系、中間軸承、推力軸承和高彈性聯軸器等。在航行試驗期間，主推進系統經受了長時間的全負荷耐久考驗，特別是低噪音螺旋槳在該船特殊水下噪音及靜音模式試驗時體現了優越的性能。