直通式消磁法对舰船燃油安全性的分析研究

朱运裕 唐申生

（海军驻武汉七一二研究所军事代表室,）

1 引言

两次世界大战及战后从未间断过的局部战争中，均出现过水雷战。由于水雷的威胁，导致大量的战斗舰艇和商船被击沉[1]。战争使人们不得不研究各种反水雷的兵器以及如何减小水雷的威胁。减小水雷威胁的途径之一，是提高舰艇的防护能力，进入二十一世纪舰艇的防护能力已经提升为舰艇的隐身性能。尽管如此，在传统的舰艇磁防护领域中，科技工作者仍在研究新的磁防护和减少舰艇磁性的方法，从而进一步提高舰艇的磁防护性能。

2 消磁方法的发展

消磁是减少舰艇磁/电特征信号的一门科学[2]。主要技术途径有三个方面：

（1）从材料方面入手

舰艇设计时，艇用壳体选用非磁性材料或低磁性材料，艇内的大型设备用低磁性材料建造，如采用低磁材料生产发电机组，设备装船时进行消磁处理，从而使舰艇少受或不受地球磁场的影响。

（2）安装消磁系统

在舰艇上安装消磁系统，消磁系统通常由消磁绕组、消磁控制设备和测磁装置三大部分组成，这种消磁系统有时又称之为内消磁系统。利用消磁系统给消磁绕组通电，通电的消磁绕组，将产生磁场，从而补偿舰艇所产生的垂直纵向磁场和横向磁场，使舰艇少受或不受磁性武器的威胁。

（3）外部消磁处理

利用消磁站、消磁船和其它外部消磁手段，对舰艇进行消磁处理是世界各国普遍运用的消磁方法之一。为了满足对不同吨位的舰艇消磁的需要，世界上一些发达国家均建有若干专门为舰艇服务的消磁站，这些消磁站建造成本较高，大型吨位的消磁站建造成本高达数亿美元。

3 直通式消磁方法

传统的消磁方法是将舰艇当作一个铁心，消磁时在艇体外面临时缠绕消磁线圈，利用给缠绕的消磁线圈中通以脉冲消磁电流产生的感应磁场，对舰艇进行磁性处理，从而达到减少舰艇磁性的目的。

直通式消磁方法直接在船体上通电，利用船体钢材内部流过的电流产生的电磁场能量进行消磁。这种新方法是将消磁电流从电源由一组电缆引至舰艇艉部，流经船体，再从艏部由另一组电缆返回电源，直通式消磁方法的消磁原理和电缆布置如图1所示。

图1 直通式消磁方法的消磁原理和电缆布置示意图

直通式消磁方法由于工作磁场的磁力线主要在船体内封闭传播，能量利用率可大幅提高，具有消磁速度快、作业人员劳动强度低、能量消耗小、投入成本少、环境要求低、使用方便，能够移动等优点，特别适合于战时对大量中小型舰船进行磁性处理。

4 直通式消磁方法所涉及到的安全性问题

对舰艇采用直通式消磁方法，消磁时船体内将通过数以万安倍的脉冲电流，这种新型消磁磁方法的应用，导致了一系列有待研究的新问题的出现，特别是涉及到被消磁对象安全性方面的问题较多，主要有如下几个方面：

（1）人员的安全性

众所周知，对舰艇无论是采用内消磁和外消磁作业时，对艇员没有任何安全性的影响。但采用直通式消磁方法，进行消磁作业时，数以万安倍的脉冲电流将通过船体流动，这种大功率脉冲电流的对艇上人员的安全有无影响，进行消磁作业时对人员移动有无限制性要求。

（2）磁敏感设备的安全性

采用直通式消磁方法，进行消磁作业时，通过船体流动的脉冲电流将产生感应磁场，感应磁场对实船装备的磁敏感设备有无破坏和损伤，消磁作业时，磁敏感设备是否需要临时拆除或采取其它磁屏蔽措施。

（3）武备系统的安生性

采用直通式消磁方法，进行消磁作业时，较大的脉冲消磁电流是否会对武备系统中的磁敏感器件造成伤害，或引起磁敏感器件的误动作，导致意外出现。

（4）舰船燃油的安全性

舰艇中装有大量的燃油，一般燃油舱均设置在舱底，采用直通式消磁方法，进行消磁作业时，较大的脉冲消磁电流通过船体时，是否会导致艇用燃油安全性问题的出现。

5 对舰船燃油安全性的分析与研究

针对运用直通式消磁方法出现的安全性方面存在的担忧，项目组从理论和实验验证两方面进行了深入细致的分析研究。对船体通电时，首先要确保燃油绝对安全。为了证实直通式消磁方法对燃油安全性的影响，建造了一台验证样机，通过试验验证表明，该方法工程应用安全，对燃油安全性的验证情况如下：

（1）艇用燃油的基本情况

舰艇用燃油通常为柴油，-10号柴油、0号柴油，两型柴油的主要性能指标见表1。

表1 -10号柴油、0号柴油主要性能指标

图2 燃油安全性试验装置结构框图

（2）试验装置的组成

在实验室制造了一套燃油安全性试验装置样机，样机由柴油舱模拟装置、脉冲功率电源、外供电源、参数监测装置、开关仪表等环节组成部分。如图1所示。

（3）试验验证结果

试验前柴油舱模拟装置用艇用柴油注满，然后进行了强电流多次冲击，验证结果表明：充满柴油的柴油舱模拟装置完好，无异常，柴油舱模拟装置的温度正常，试验数据见表2。

表2 柴油舱模拟装置通电试验记录

6 结论

综上所述，直通式消磁方法是一种安全、可靠的新型消磁方法，可广泛适用对铁性材料进行去磁处理，同样能满足对舰艇进行消磁的需要。

[1]刘智琛. 舰船消磁技术. [S.l]海军出版社, 1996.

[2]美国海军舰船技术手册, S9086- QN- STM- 010/CH-475.