[科普中國]-消磁船

分類

專為肌艇檢測消除磁性的勤務艦船。以最大限度地減弱艦艇磁場強度，提高對磁引信水中武器和磁力探測儀的防御能力。分為大型消磁船和小型消磁船。航速15-20節(jié)。船上裝有大功率消磁發(fā)電機組、電流控制裝置、消磁電纜、拉纜機和測磁儀等。大型消磁船滿載排水量千噸左右，用于對5 000～8 000噸艦艇的消磁；小型消磁船滿載排水量500噸左右，用于對5 000噸以下艦艇的消磁。2

用途消磁船是為艦艇檢查并消減艦艇自身固定磁性的輔助艦船水面艦艇經(jīng)過消磁處理后處于低磁狀態(tài)，因而大大減少了遭受磁性水雷的威脅，提高了它們進出基地、港口以及海區(qū)活動的安全性。潛艇通過消磁處理后，就可有效地防止反潛機的磁性探測、增加了隱蔽性。

由于地球是一個巨大的磁體，鋼鐵建造的艦艇長期在地磁場的磁化、外力沖擊下，同圍空間和內(nèi)部就會產(chǎn)生磁場，被磁化的艦艇很容易受到磁性水雷、魚雷等武器攻。打，或是成為磁性探測設(shè)備的目標。現(xiàn)代海海戰(zhàn)，定期消磁不僅用以保護艦艇免受磁性武器威脅，也是艦艇實現(xiàn)“隱身”的必要條件。3

為各類軍艦在海上進行檢查并消除磁性的船。設(shè)有大功率消磁發(fā)電機組、消磁電流控制設(shè)備、消磁電纜、卷車、測磁儀和拉纜機等消磁作業(yè)設(shè)備。在特定的消磁場地，消磁船通過磁強儀檢測被消磁船的磁場，取得原始數(shù)據(jù)后，調(diào)整消磁線圈與電流對被消磁船進行消磁處理，然后再次進行檢測，直到磁場達到要求的標準為止。排水量數(shù)百噸至近千噸，航速約10～18km。多采用電力推進。4

注意事項使用消磁船進行消磁作業(yè)時，對消磁場地有較為嚴格的要求：水深足夠、海底平坦、風浪和海流較小、風力不大、選擇平潮時段進行，且周圍海域無大量的磁性物質(zhì)；一般情況下，還要在這種消磁場內(nèi)沒置若干個浮筒，以保證被消磁艦艇進入消磁場地后，能夠定位于主磁方向 被消磁艦駛?cè)胂艌龅睾?，按照南北磁航向要求用纜繩固定。消磁工程師根據(jù)被消磁艦艇的型號、噸位、鐵磁物質(zhì)的分布和測得的磁場大，確定采用的消磁方式、繞纜的匝數(shù)以及點位，并在電腦終端上鍵入脈沖電流時間、強度等參數(shù)官兵按照確定的點位進行繞纜，將一道道電纜纏滿鋼鐵戰(zhàn)艦的全身。繞纜工序完成后，即開始對被消磁艦反復通電、測量、調(diào)整，直到磁場參數(shù)達到要求。一艘艦艇整個消磁過程通常要反復通電20次左右。3

工作原理消磁船的主消磁系統(tǒng)和輔消磁系統(tǒng)均采用臨時線圈消磁法。主消磁系統(tǒng)提供的脈沖電流又稱工作電流，它形成艦船消磁所需的沖擊磁場，其作用是打亂船舶固定磁性磁場，使鐵磁材料中的磁疇處于無序狀態(tài)，從而達到消磁的目的。輔消磁系統(tǒng)提供地磁補償電流，供給消磁補償線圈。該電流是一個可連續(xù)調(diào)整的直流電流，形成被消磁艦船地磁補償磁場，以抵消地球磁場對船舶的感應作用，使消磁過程中達到無磁帶磁化的條件。主消磁系統(tǒng)和輔消磁系統(tǒng)兩者相互配合，協(xié)同工作，以消除被消磁艦船的固定磁性磁場。

根據(jù)實際消磁要求，消磁船的主消磁系統(tǒng)要完成綜合消磁和一般消磁兩種工作。消磁船的消磁系統(tǒng)分為主消磁系統(tǒng)和輔消磁系統(tǒng)，下面對其分別進行分析。

1)輔消磁系統(tǒng)

輔消磁系統(tǒng)一般由輔消磁發(fā)電機組、輔消磁電流控制設(shè)備、直流斷路器、消磁電纜等構(gòu)成。

輔消磁系統(tǒng)以消磁電流整流器來調(diào)節(jié)勵磁電壓的方式控制輔消磁發(fā)電機的電樞電壓大小，達到調(diào)節(jié)輔消磁補償電流的目的。對于補償電流方向的改變則是通過直流斷路器的選擇實現(xiàn)的，并且為了穩(wěn)定電樞電流值設(shè)計了去磁設(shè)備。

2)主消磁系統(tǒng)

主消磁系統(tǒng)一般由消磁發(fā)電機、消磁控制設(shè)備、消磁電纜、消磁開關(guān)板等構(gòu)成。

根據(jù)控制方式不同，這里把現(xiàn)有消磁船的主消磁系統(tǒng)分為主消磁系統(tǒng)A、主消磁系統(tǒng)B和主消磁系統(tǒng)C。 5

發(fā)展方向?qū)ΜF(xiàn)有消磁船消磁系統(tǒng)的分析可以清楚地看出，科學技術(shù)各個領(lǐng)域的發(fā)展是消磁系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)展的前提條件，消磁船和消磁系統(tǒng)的研制經(jīng)歷了從電機擴大機機組控制到模擬電路、集成電路及全數(shù)字控制各個技術(shù)發(fā)展階段。對消磁系統(tǒng)高精度、高可靠性和可維護性等性能的追求是消磁系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)展的動力所在，同時大噸位艦船日益增長的消磁需求也為消磁系統(tǒng)和設(shè)備的發(fā)展提供了一個重要契機。

在現(xiàn)階段相關(guān)科學領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和應用的前提下，艦船消磁對消磁能力和精度不斷增長的應用需求提出了消磁系統(tǒng)和設(shè)備技術(shù)發(fā)展的幾個方向。

(1)多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡潔清晰、系統(tǒng)控制更智能可靠、系統(tǒng)施工更方便簡單，系統(tǒng)維修更準確快速。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制場合的廣泛應用，網(wǎng)絡(luò)總線通信傳輸能力得到了工業(yè)界的一致認可，其快速性和可靠性經(jīng)受了實踐的充分考驗。

因此，在未來的消磁船消磁系統(tǒng)和設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的應用將更加廣泛，提高消磁船和消磁系統(tǒng)的快速性與可靠性，將是消磁船和消磁系統(tǒng)一個重要發(fā)展方向。

針對計算機和網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的應用，未來的消磁船和消磁系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上應該采用多層的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如采用底層為實時性能高的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，上層為工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)分布在船上各處的控制設(shè)備連接起來，進行實時數(shù)據(jù)通信，以滿足控制器對現(xiàn)場設(shè)備進行實時控制的要求；工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)負責控制設(shè)備與上位監(jiān)控的通信，準確完成用戶對系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能。

(2)系統(tǒng)智能管理技術(shù)。計算機硬件和軟件的快速發(fā)展帶動了工業(yè)控制應用中的系統(tǒng)智能管理技術(shù)，使得控制系統(tǒng)具備自動控制被控對象、自動檢測系統(tǒng)狀態(tài)、自動診斷系統(tǒng)故障、自動保護系統(tǒng)安全、自動重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、自動記錄系統(tǒng)信息等智能管理功能。目前許多先進的工業(yè)控制系統(tǒng)中通過計算機的應用使系統(tǒng)具備越來越強的智能管理功能，這一先進技術(shù)在消磁系統(tǒng)上的應用也將成為一個重要的發(fā)展方向。

盡管在現(xiàn)有的消磁船和消磁系統(tǒng)中已經(jīng)具備了一定的智能管理功能，但相比當前先進的工業(yè)控制系統(tǒng)仍然存在較大差距。因此，基于多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大型程控電路系統(tǒng)、先進的工業(yè)控制計算機、大容量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和友好直觀的人機界面軟件等先進技術(shù)的應用，將給消磁系統(tǒng)和設(shè)備帶來更強的智能管理功能。

(3)多船聯(lián)合消磁技術(shù)。隨著大噸位艦船對消磁需求的日益強烈，使用兩艘或兩艘以上小型消磁船聯(lián)合起來對某一艘大噸位的艦船進行消磁的應用需求也將隨之產(chǎn)生，使得多船聯(lián)合消磁技術(shù)成為消磁船和消磁系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。

因此，在進行新的消磁船和消磁系統(tǒng)設(shè)計或者對現(xiàn)有消磁船和消磁系統(tǒng)進行改造的過程中，系統(tǒng)組成應該包括消磁船和消磁系統(tǒng)與其他消磁船的消磁系統(tǒng)進行聯(lián)合消磁的通信接口和控制設(shè)備。同時，為達到對艦船消磁的效果，多船聯(lián)合消磁對消磁系統(tǒng)和設(shè)備的實時性和同步性提出了新的要求。

(4)大型消磁船和消磁系統(tǒng)。當使用兩艘或兩艘以上小型消磁船聯(lián)合起來仍然無法滿足對某一條大噸位的艦船進行消磁的功能，需建造更大型的消磁船和消磁系統(tǒng)來滿足實際需求。

大型的消磁船和消磁系統(tǒng)的建造使得系統(tǒng)中設(shè)備的各個要素都增大了很多，比如控制網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)將增多、通信負載將加重、消磁發(fā)電機組的功率和尺寸將增大、構(gòu)成消磁回路的開關(guān)數(shù)量和容量將增大等。雖然現(xiàn)有消磁船、消磁系統(tǒng)和現(xiàn)階段成熟的相關(guān)工業(yè)技術(shù)可以為大型消磁船和消磁系統(tǒng)的設(shè)計、建造提供許多可借鑒的經(jīng)驗，但系統(tǒng)設(shè)備各要素的增大對這些技術(shù)在大型消磁船和消磁系統(tǒng)應用中提出了不少充滿挑戰(zhàn)性的課題。5