超導(dǎo)技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用

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1、超導(dǎo)技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用作者摘要：本文對高溫超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要介紹，并且對于高溫超導(dǎo)技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用情況進(jìn)行了概述。列出了國外超導(dǎo)軍事應(yīng)用的具體事例。關(guān)鍵詞：超導(dǎo)應(yīng)用，高溫超導(dǎo)材料，超導(dǎo)弱電應(yīng)用，超導(dǎo)強(qiáng)電應(yīng)用1.概述八十年代后期高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，在世界范圍內(nèi)掀起“超導(dǎo)熱”。經(jīng)過約20年的研究開發(fā)，高溫超導(dǎo)技術(shù)在超導(dǎo)材料、超導(dǎo)弱電和超導(dǎo)強(qiáng)電等方面取得了重大進(jìn)展和突破。超導(dǎo)技術(shù)在眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用具有極為突出的優(yōu)點(diǎn)或具有不可取代的作用。隨著高溫超導(dǎo)材料和低溫制冷技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是生產(chǎn)成本較低

2、的第二代高溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn)，使其應(yīng)用步伐加快。高溫超導(dǎo)材料出現(xiàn)，使得超導(dǎo)設(shè)備結(jié)構(gòu)更為簡單、熱力學(xué)特性更佳、成本降低和運(yùn)行可靠性提高，大大拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是在海軍裝備應(yīng)用上，如在超導(dǎo)電機(jī)、彈射裝置、掃雷具、儲(chǔ)能等武器系統(tǒng)應(yīng)用中，可以減少武器系統(tǒng)的體積、重量和噪聲，提高效率和容量密度，突破了一些能源、精度等方面的障礙，實(shí)現(xiàn)在裝備上、艦船上有限空間，復(fù)雜環(huán)境條件下，武器裝備性能的大幅度提高，它在軍事上的重要性尤其令人向往，具有重要的戰(zhàn)略意義。概括地說，高溫超導(dǎo)技術(shù)的主要應(yīng)用有：(1)超導(dǎo)材料應(yīng)用:超導(dǎo)

3、薄膜、超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)帶材和線材等。(2)弱電應(yīng)用：高溫超導(dǎo)器件（信道化多路器、濾波器等）在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，如用在預(yù)警飛機(jī)、雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備、導(dǎo)彈制導(dǎo)部件等現(xiàn)代信息戰(zhàn)武器裝備中；計(jì)算機(jī)應(yīng)用，使用超導(dǎo)A/D轉(zhuǎn)換器、超導(dǎo)高速數(shù)據(jù)開關(guān)后，可大大提高性能；磁特種傳感器（超導(dǎo)量子干涉儀SQUID）主要用于潛艇探測、反潛和潛艇導(dǎo)航、紅外成像、儀器儀表、醫(yī)學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用等。(3)超導(dǎo)強(qiáng)電應(yīng)用：限流器、變壓器、磁儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)等應(yīng)用。高溫超導(dǎo)發(fā)電機(jī)可作為艦船的電力推進(jìn)系統(tǒng)；將高溫超導(dǎo)限流器用于艦船電力系統(tǒng)的過電流保護(hù)：高

4、溫超導(dǎo)磁體可以制造磁懸浮列車：高溫超導(dǎo)磁儲(chǔ)能器（SMES）可用于新犁高能脈沖（激光、微波、粒子束）武器及電磁發(fā)射器的儲(chǔ)能器，并且可用于艦船電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具有重要軍事應(yīng)用價(jià)值。2.超導(dǎo)材料與超導(dǎo)器件的應(yīng)用高溫超導(dǎo)材料是超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的基礎(chǔ)，而超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)高溫超導(dǎo)材料迅速走向產(chǎn)業(yè)化。高溫超導(dǎo)材料潛在的巨大應(yīng)用需求推動(dòng)超導(dǎo)材料迅速發(fā)展，使得超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化已成為世界范圍內(nèi)關(guān)注的重要高新技術(shù)材料之一。高溫超導(dǎo)薄膜除了應(yīng)用于超導(dǎo)濾波器子系統(tǒng)外，在其他許多電子學(xué)器件，如諧振器、傳輸線、延遲線、移相器

5、、耦合器、天線等中都有廣泛的應(yīng)用。這些器件可以降低超導(dǎo)器件在微波和更高頻率下的應(yīng)用低通訊的信號(hào)損耗，提高接收機(jī)的靈敏度，對軍事應(yīng)用具有重要價(jià)值，因此，高溫超導(dǎo)薄膜應(yīng)用前景廣闊。另外，高溫超導(dǎo)限流器的開發(fā)是發(fā)展艦船大容量電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，而超導(dǎo)磁儲(chǔ)能器是很有潛力的大功率脈沖電源，可用于微波武器及艦船電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)。其他應(yīng)用還包括：航天方面的磁窗（用高場超導(dǎo)永磁體解決航天器再入大氣層時(shí)的通訊中斷問題）、陀螺儀、高速離心分離（如，對U235的分離）、超導(dǎo)磁性掃雷技術(shù)、超導(dǎo)衛(wèi)星傳感技術(shù)等。3.超導(dǎo)技術(shù)弱電應(yīng)用

6、從目前國際上高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的趨勢來看，其弱電技術(shù)應(yīng)用范圍主要有：(1)通信領(lǐng)域中，高溫超導(dǎo)在移動(dòng)電話基站中的應(yīng)用；(2)超導(dǎo)技術(shù)在精密檢測領(lǐng)域的應(yīng)用是基于超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）應(yīng)用，它主要應(yīng)用在潛艇探測、反潛艇和潛艇導(dǎo)航、心磁測量、無損檢測和大地電磁測量等方面；(3)超導(dǎo)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，用在現(xiàn)代信息戰(zhàn)武器裝備（如預(yù)警飛機(jī)、雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備、導(dǎo)彈制導(dǎo)部件等）中。3.1國外超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用情況超導(dǎo)技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域里應(yīng)用的研究，在國際上先后啟動(dòng)了一系列重大研究聲發(fā)計(jì)劃，如美國海軍實(shí)驗(yàn)室(NRL

7、)的高溫超導(dǎo)空間開發(fā)計(jì)劃（HTSSE)，美國國防部高級(jí)計(jì)劃局（DARPA)HTS電子學(xué)與雷達(dá)應(yīng)用計(jì)劃，歐洲的高級(jí)通信技術(shù)服務(wù)計(jì)劃（ACTS)中的HTS通信系統(tǒng)（SUCOM）研究，德國用于未來通信技術(shù)的超導(dǎo)體與陶瓷應(yīng)用研究計(jì)劃，美國和加拿大聯(lián)合組織的HTS在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用研究等。已證明HTS器件可以與低溫制冷器集成構(gòu)成各種子系統(tǒng)，既可在地面上使用，也可在空間系統(tǒng)中使用。超導(dǎo)與低溫電子技術(shù)一直受到美國政府和軍方的高度重視，早在上世紀(jì)八十年代美國將超導(dǎo)電子學(xué)列為五大軍事電子學(xué)之一。九十年代，美國又將超導(dǎo)列

8、為二十一世紀(jì)國防關(guān)鍵技術(shù)，其中，超導(dǎo)技術(shù)為其研究開發(fā)的主要方向，有關(guān)研究始終在政府和場軍方的支持下進(jìn)行。九十年代初針對未來空間應(yīng)用，在DARPA的支持下，海軍實(shí)驗(yàn)室(NRL）啟動(dòng)了高溫超導(dǎo)空間試驗(yàn)（HTSSE）計(jì)劃I，有20個(gè)以上公司和研究所參加了第一階段，即HTSSE-I的工作，其目標(biāo)是為首次空間實(shí)驗(yàn)提供所需的各種高溫超導(dǎo)部件，所有部件在1991年提交到美國海軍實(shí)驗(yàn)室（NRL)，并在那里進(jìn)行測試。HTSSE–Ⅱ階段開始于1991年，將集中精力于高溫超導(dǎo)