“电磁撬” 载重跑出286米/秒

纪中展

“电磁撬”全景图及电磁火箭发射概念图。

时速可达1030公里/小时，“电磁撬”上了热搜！

这是10月19日的一则新闻：中国已经阶段性建成并成功运行世界首个电磁驱动地面超高速试验设施，被称为“电磁撬”。它可以将吨级及以上物体高速运输，达到每秒286米，距离音速（每秒340米）已非常接近，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界纪录。

这是世界首个电磁驱动地面超高速科学研究与试验设施，2019年10月开工建造，2021年9月完工并交付，当年12月投入使用。整个系统拥有高速大推力直线电机、百兆瓦级宽频变频供电等关键核心技术，是由中科院电工所先进电磁驱动技术研究院和山东产业技术研究院主导设计制造，投资33亿元建造出来的大推力高速度电磁推进装置的重大项目。

“电磁撬”对于大多数人来说是比较陌生的。事实上，它属于空气动力学的一种试验设备，是在陆地进行超音速试验的重要装置，是使用电磁弹射相关技术进行试验和测试的装置。

什么是电磁推进（发射或弹射）技术？这是一种利用电磁力，将物体驱动到高速或超高速的发射技术。具体来说，它可以将电磁能变换为发射载荷所需的瞬时动能，在短距离内将负载加速至高速，可突破传统发射方式的速度和能量极限，目前主要应用方式包括电磁弹射、电磁轨道炮以及电磁推射。

事实上，在我国第三艘航空母舰福建舰安装的电磁弹射装置上，电磁弹射轨道与战斗机连接并推动战斗机前进的部分也可以说是一种小“电磁撬”，准确的说，它是电磁推进（弹射）装置。

值得关注的是，此次运行的“电磁撬”是试验设施，目的是用来试验相关的技术原理能不能实现，在实际运用中会碰到什么问题。

因为高速地面交通、航空飞行器等先进装备的研发，必须要解决复杂动态过程下的空气动力学、高强度先进材料、高速测控等一系列前沿技术问题。采用电磁推进技术建造的“电磁撬”设施，具有推力大、响应快、精确可控等优势，利于解决相关的尖端试验和测试问题。

“电磁撬”的进步性主要体现在以下几点：速度和发射重量不断提升，即在改进的过程中，包括新材料、新工艺、新的结构设计和新的控制系统等均获得提升，从而可以应用到其他的电磁推进技术中，提高试验和测试效率；有利于电磁推进技术的广泛应用和快速发展，可运用于军用的电磁炮、电磁弹射器和民用的火箭发射等。

“电磁撬”的成功运行，为我国在先进材料、高速空气动力学、冲击与碰撞力学等前沿科学的研究提供了测试机会，也将带动磁悬浮、航空器与地面高速装备的超高速电磁发射与推进等前沿技术的快速发展。比如，我国正在研究多种可以用来洲际飞行的高超音速飞行器等。“电磁撬”可以直接把高超音速飞机送到高空中，并提供5倍音速的初始速度，讓高超音速飞机节省大量燃油，使得这些计划更具有可行性。

未来，这些发展将为我国在电磁驱动及相关领域的研究开发、成果转化创造出更有利的条件，帮助我们在此领域占据世界领先位置。