如何客观评价马伟明院士的成就?

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知乎用户 舌战群诸葛​ 发表

2022.6.17

福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量 8 万余吨。

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2020.7.25

076 的消息已经传了几天了。电磁弹射,电磁拦阻,中压直流综合电力系统,5w + 吨的全电推进全部实锤。此外 003 上电磁弹射这事,几年前从超大酒桌党到尹卓金一南都已经实锤到不能再锤了。至于核潜艇用的第三代高性能电机,说出来就是杀头的罪。马院士组所有公开的涉军研究,唯一现状不明朗的只有电磁炮,不过 DDG1000 说好的电磁炮在哪里呢?2020 年还在说见不到马院士成果要证据的,自己去江南 / 葫芦岛看嘛。

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看了下全网绝大多数关于马伟明院士的评论,基本上没有几个能从技术的角度上分析马院士的成就到底领先在那里。马院士团队的成果众多,十二相整流发电机、交直流双绕组发电机、舰船中压直流综合电力系统、电磁弹射、电磁炮、无轴泵推,这里面随便挑出一个成果,都是院士级别的。2001 年靠早期电机领域的研究成果评院士,2002 年和 2011 年两次获得一等功,那会中压直流还没做出来呢,说马院士的成果没有应用的可以歇歇了,不让你知道而已。

马伟明院士最出名的研究莫过于舰船中压直流综合电力系统,归根结底可能是因为那句 “领先就领先美国”。我本硕博做的都是中高压直流输电,在美国欧洲的同领域顶尖实验室 / 企业也都交流过一段时间,而中压直流这一块军用民用其实很大程度上是相通的,因此斗胆从民用以及军方公开出版物的角度介绍一下中国舰船中压直流。至于其他的研究,电机太难了我说不明白,电磁弹射 / 电磁炮还没有公开我不敢说。在国内搞电机拖动 / 电力电子这块的或多或少都会听到一些关于马院士的评价,牛逼是真的牛逼,但因为是纯军用,在这里我就不多说了,有兴趣的可以翻翻马伟明院士早期的论文。

本文仅为科普,在确保一丁点内容也不涉密的前提下,尽力保证具有电气工程基础知识的读者能够大概理解舰船中压直流综合电力系统是个什么东西,只为了让更多人认识到马伟明院士团队的辛勤付出,毕竟马院士是我的学术偶像。评论区有大佬说我写的空泛浅显不配混技术圈的(我还是学生啊喂),也有说我写的太具体泄露国家机密的,我才博士一年级,也算认真读了文献且字斟句酌把握尺度,饶了我吧……

首先要区分几个概念:直流输电、船舶直流配电、船舶电力推进和军用舰船综合电力系统。

一、 直流输电

直流输电可以追溯到爱迪生那个年代。直流电在大多数方面比交流电有一定优势,但无法灵活变换电压和电流不容易切断两个致命弱点直接导致了其远距离输电困难且难以组网。相比之下交流电虽然折腾了点但没什么大问题,因此直流电最终败给了特斯拉的交流电。随着电力电子技术的发展,现在人类可以很轻易的实现直流电与交流电之间的转换,直流断路器的性能也越来越好,这才有了直流输电的发展。高压直流输电线路世界各国都有,只不过这些工程主要是点对点的。

二、 船舶直流配电

配电网是指用于把输电网 / 电厂发出的电能逐级分配给各类用户的电网,目前城市居民 / 工业用电主要还是交流配电,而在数据中心 / 船舶 / 飞机等领域直流配电已经运用过一段时间了。直流配电并不是什么新鲜事物,国外十几年前就提出了相关的概念,国内的高校也迅速跟进,托国网 / 南网的福,国内在实际工程建设上可能还稍微快点。详细的介绍我师兄写了个很好的回答:

直流配电网是否有可能大规模应用于电网?

直流配电的优势有很多,但类似于分布式电源接入这种事,在船舶工业并没有体现出来。具体到船舶工业,直流配电网的优势主要在于:

1. 交流电网运行时需要控制电压的幅值、频率和相位,而直流电网只需要控制电压的幅值,不存在频率稳定 / 无功功率这些问题,运行方式更为灵活,供电可靠性更高,能承受更高的功率波动。更详细的了解这一点可以去搜一下电网潮流方程,因为交流电存在相位,所以电网中各点的电压电流必须用复数来表示,整个潮流方程就变成了一个复数矩阵,而直流电就是一个实数矩阵,求解难度不是一个级别的。这说的还是稳态,暂态就更蛋疼了。

2. 直流配电更容易实现不同区域之间的隔离,安全系数更高。

3. 线路更少,布线成本更低,对线路的绝缘要求更低。

4. 同样质量铜线,直流电可以多传输五分之一的电能,功率密度更高。

这里用 DDG1000 举个例子,很多人觉得 DDG1000 采用了中压交流,其实是指其综合电力系统(IPS)以中压交流体制为主。事实上,DDG1000 除了推进 / 雷达 / 高能武器的供电仍采用中压交流以外,大多数小功率设备采用的就是直流配电:Integrated Fight Through Power (IFTP)。

Integrated Fight Through Power (IFTP) | Leonardo DRS

该系统的资料比较少,我个人的理解是,除了满足各种设备的用电需求以外,其最大的优点在于可以在舰体受损的时候自动判断故障部位,给出替代线路和补救措施,将受损的大配电网灵活重组成多个区域小网络,尽可能确保重要设备的供电可靠性。这在电力工业叫做配电网的自愈能力,这里并不是说交流配电网就没法实现自愈,而是指直流配电网更容易实现更高水平的自愈。

三、 船舶电力推进

船舶的电力推进说白了就是原动机输出的能量用于发电,再用电能驱动电动机推动船舶前进。一百多年前就已经诞生了最早的电力推进船舶,潜艇更是很早就采用电力推进,然而直到上世纪 80 年代随着大功率电力电子的发展电力推进才开始大规模应用到船舶工业。

这里稍微插入一点电力电子在电力拖动领域的应用。船舶在运行中肯定要进行各种加减速 / 转向等操作,传统船舶是通过齿轮箱和调整原动机出力来实现的,而对于电力推进船舶就需要调节电动机输入电压的幅值、相位和频率。而一切电能形式的转换,比如交流变直流、直流变交流、改变电压、改变频率、改变相位乃至输出脉冲功率,都需要依靠电力电子装置来实现。本文所介绍的一切内容,均不超出电机设计和电力电子学的范畴,对电力电子感兴趣的推荐王兆安老师的网课,b 站上就有(电机这玩意太尼玛难了)。

图 1 军舰采用机械传动 vs 电传动的能量转换效率

上图是美国海军算的结果,大意是电传动的效率为机械传动的 116%,其实这个数有很多种不同的版本,机械传动不会再有什么革命性的进步了,而电传动的效率仍有进步空间。船舶电力推进的优点这里也简单概括一下:

1. 由于能量只要拉根电线就可以传输了,推进轴系被大大简化。

2. 原动机可以在舰船内部自由布置,便于船舶设计,军用的话还便于红外隐身设计。

3. 不同的原动机可以自由的工作在不同工况,实现最高效率。

4. 不需要机械齿轮箱,节约成本与体积;噪声更小,客船坐着舒服,军舰利于反潜。

这里补充一句,船舶电力推进这块最厉害的就是瑞士 ABB,德国西门子和 E-MS,这几个企业的供应商也分布在德法意瑞这一片,全是老欧洲的黑科技,民用这块中船还有很长的路要走。因为我从本科到现在跟 ABB 打了太多交道,目前人也在瑞士,因此本文中但凡民用的我都拿 ABB 的产品举例子。ABB 主打吊舱式电力推进器 Azipod,由于不需要机械传动,螺旋桨可以全向旋转,你可以把它理解成船舶的矢量推进。缺点就是贵,功率做大有点难,可靠性略低,好像目前军舰还不是特别喜欢这种推进器。

图 2 ABB Azipod XO 吊舱式推进器,最高功率 22MW

https://new.abb.com/marine/systems-and-solutions/azipod

我在这里专门提一下西方民用电力推进的发展,是因为电力行业军用民用的差距远不如火箭 / 导弹的差距那样大,民用产品的水平,相当程度上反映了该国工业的整体水平,也会一定程度的影响该国军工产品质量。没有发达的电气装备制造业,即便我们用更低的良率为海军提供同水平的装备,代价也会比别人大的多,而这并不是靠马院士一个人就能改变的。现在是不是稍微明白一点为什么国网要推国产柔性直流,为什么铁总这么强调高铁国产化了?柔直、高铁和未来的全能舰拥有同一颗心脏。

船舶电力推进也分交流和直流,二者的优劣又要从电力电子学的角度分析一下。我之前讲过,由于轮船具有机动性的需求,对电动机需要加速减速,也就是需要产生幅值频率相位可控的交流电,而交流电网的电能是不可调的,为此需要推进变流器。推进变流器是大功率电力电子变换器的一种,首先将交流电网的交流电整流成直流电,再把直流电按照人们的需要逆变成交流电。下图是 ABB 的 ACS6000 的电路图和实物图,ACS6000 最大功率为 36MW,正好对应 DDG1000 一台电动机的功率。实物图的尺寸懒得找了,每一个柜子大概是 800x800x2000 的样子,当然军舰上的变流器肯定比商业产品紧凑很多。

图 3 ABB ACS6000 中压变频器,电路图(上)实物图(下)

ACS6000 - Medium voltage AC | ABB

从电路上看,ACS6000 采用了基于 IGCT 的三电平中性点箝位变换器,图中的 ARU 负责将交流电整流成直流电,CBU 是直流支撑电容,INU 负责把直流电逆变成可调的交流电。看到这里你应该明白直流电力推进的意义了,如果发电机发出的直接就是直流电,系统中的整流环节 ARU 可以直接省略(上图那个大柜子可以缩小起码三分之一),各个设备或直接使用直流电,或将直流电逆变成自己需要的交流电,这将大大提高系统的效率和紧凑性。

此外,交流电力推动的发电机和电动机往往工作在不同电压,因此需要额外的推进变压器。工频变压器就是大家平时见到的电力变压器,受物理规律限制,这玩意又大又重。美国的综合电力系统在中压工频交流(60Hz)和中压直流之间采用中压中频交流(200~400Hz)过渡,就是因为随着频率的提高,变压器的功率密度提高,体积降低。而如果一步到位采用直流,那就连变压器都不需要了。

图 4 同等容量的工频(50Hz)和中频(20kHz)变压器体积对比,来自赤木泰文教授

四、 军用舰船综合电力系统

最后才是本文讨论的重点,也就是综合电力系统,Integrated Power System(IPS)。

所有船舶都有自己的配电网,很多船甚至采用先进直流配电网,但如果这一配电网的电源是单独的发电机,那就算不上综合电力系统。在综合电力系统中,传统舰船机械推进系统和电力系统被合二为一,船舶所产生的一切能量均转化为电能接入电网,而所有设备均从电网中获取能量,整个船舶的能量生产、传输与消耗均采用电能的形式,实现能源的统一供应、分配、使用和管理。相比之下,传统军舰需要配置不同的原动机分别用于推进、大功率雷达 / 电子战设备供电、日常设备供电、高能武器供电、备用供电,结构无比复杂且灵活性极差。

一个典型的反面例子就是福特级航母。福特说是采用了 IPS,这个 IPS 实现了生活用电 / 电磁弹射器 / 雷达等电子设备的电力灵活分配,但由于 10w 吨级别的电力推进技术尚不成熟,福特的推进仍采用核反应堆 + 蒸汽涡轮推动螺旋桨的方式。因此从严格的意义上讲,福特只能算采用了先进船用配电网,而不是综合电力系统。

图 5 传统军舰 vs 电力推动 + 综合电力系统

图 6 某 LNG 船中压交流配电网示意图

从标题上看我专门标出了军用,这是因为对于不少实现了电力推进的民船,如果全船采用同一个配电网,大部分功率用于推进,小部分功率用于全船的其他设备供电,那在某种程度上你也可以说他采用了综合电力系统,也就是全电船舶。上图是一个采用中压交流配电的 LNG 船,四台共计 42MW 的发电机接入 6.6kV/60Hz 的交流母线,整个船的所有用电设备均从这根母线上获取电能。

军用舰船的综合电力系统虽说结构上跟民船没有什么本质区别,但其性能指标,尤其是对稳定性和灵活性的要求远超过民船,从难度上讲可以说是两种事物。毕竟民用船舶主要追求价格低、操纵性好、节约空间和减少排放等指标,大多数民船也就慢慢悠悠开着经济航速跑运输,功率基本上是恒定的。而军用船舶的总功率可能不如十几万吨的货轮,但其功率波动性远超民船。举个例子,四面 22 英尺的 AMDR-S 大盾的功率就是十几兆瓦的级别(我自己估计的,有没有雷达大佬纠正一下),DDG1000 总功率也就不到 80MW,这种大功率雷达只有在有明确敌情的情况下才会全功率运转,这一上一下就是 10% 的功率波动,如此大的波动会对船舶的供电稳定性带来极大的冲击,甚至直接趴窝,更不用说未来战舰上的各种高能武器。这也是为什么马院士会说综合电力系统是 “为了解决高能武器上舰的问题”。毕竟电磁炮、电磁弹射、高能激光 / 微波这些东西一旦全速运转起来,各个都是兆瓦级别的负载,舰船供电系统的稳定性问题会变得极度复杂。甚至在极端的情况下,需要牺牲部分军舰的动力供电,将更多电能分配给雷达 / 高能武器等设备,这也是民用系统不需要考虑的。

尽管我之前讲了很多直流比交流的优越性,但并不是说交流供电无法解决这个问题,只是需要花很大的代价,且稳定性也无法做到很好,而直流供电从原理上就比较容易解决这个问题。为了更好的说明舰船直流配电的优势,本文就以当今世界已服役的军舰里综合电力系统的标杆,DDG1000 朱姆沃尔特级驱逐舰为例来分析一下直流系统的优点在哪里。下图是美军文献里的 DDG1000 电气系统结构图,我自己 P 了个中文介绍便于理解。

图 7 DDG1000 电气系统结构图

图 8 DDG1000 直流区域配电系统结构图

下面开始《如何准确且优雅的吹 DDG1000》。

1. DDG1000 拥有两套独立的供电系统,在图中分为红绿两色,每套均包含一台主涡轮发电机 MTG、辅助涡轮发电机 ATG 和应急柴油发电机 EDG,输出 4.16kV/60Hz 交流电。两套系统可以并联运行,也可以分别独立运行,一旦一套系统失效,故障部分会被迅速隔离,另一套系统仍可确保所有设备的供电,只是功率减半。总装机功率 78MW,也就比 QE 小那么一点,然而人家可是航母。充沛的功率可以充分释放舰载设备的性能(同样装着 346A 雷达,055 比 052D 因为功率更大,可以在更长的时间内开更多面盾搜索更远的距离且不会影响其他性能),也代表着未来丰富的扩展空间。

2. DDG1000 的发电部分采用罗罗的 MT-30 燃气轮机配合 GE 的交流发电机,功率密度世界第一,新一代的高温超导发电机交给了诺格,09 年刚完成满功率实验;推进电机本打算一步到位采用两台 35MW 的永磁电机(单台 70 吨 +),然而 05 年因为定子绝缘问题悲剧了,退而求其次采用阿尔斯通的先进感应电机 AIM(单台 200 吨 +),这一下子两台推进电机上就增重了 300 吨。虽然技术上有点倒退,但这个电机法国人已经玩了 20 多年,在设计上已经接近了材料技术的极限,下一代 IPS 要想在功率密度上有突破,只能采用永磁或超导电机。

3. DDG1000 的配电系统也就是前面提到的 IFTP,采用 1kV 直流,只能说是低压直流,美国海军自己叫他 DC Zonal Electric Distribution System,直流区域配电系统。读了我这篇文章以后就不要用什么 “DDG1000 是中压交流” 这样笼统的说法了,人家采用的明明是中压交流 + 低压直流的混合体制,这也说明美国海军充分意识到了直流的优势,只是中压直流在当时面临太多的困难。从图 7 中可以看出 DDG1000 的配电系统被分为了四个区;图 8 中只花了三个区,但对每个区的内部结构进行了更详细的介绍。对于每个区域,PCM-4 将 4.16kV/60Hz 交流电整流成 1kV 直流电,PCM-1 将 1kV 直流电转换为 800V 直流电供大型设备使用,PCM-3 将 800V 直流电转换为 270V 直流电供小型设备使用,PCM-2 将 1kV 直流电逆变为 450V/60Hz 交流电供交流负载使用。这套系统以电力电子变换器为核心,可为舰上电力负载提供灵活、可靠且高质量的电能,除了体积和成本大幅降低以外,由于采用了分区设计,且直流配电网自带灵活的特征,一旦设备受损,可以自动重构并隔离故障部位,最大程度上保证供电可靠性。

4. 我个人很好奇 DDG1000 以后装雷达 / 高能武器的供能问题如何解决,在不大改供电系统的前提下,应该是直接从 4.16kV 交流电网取电,毕竟 1kV 直流够呛带的动四面大盾(再次召唤雷达大佬)。

5. DDG1000 只是体制上稍显落后,以中国的工业水平造个 DDG1000,无论是功率密度、效率还是可靠性只会更拉跨。

讲完了美国人(其实 DDG1000 动力部分很多核心技术来自欧洲)的牛逼之处,让我们脑洞一下,如果把 DDG1000 的供电系统整个换成中压直流体制会怎么样。

1. 供电系统功率密度进一步提高,运行方式更灵活,可靠性更高,更容易实现区域隔离。以上都是物理规律决定的,具体数值很遗憾我在这里给不出来,得看美国人未来的论文了,但肯定好不少。

2. 在交流系统中,由于采用工频交流电,发电机的转速通常为每分钟 3000 转,原动机和发电机之间必须加装减速齿轮箱。如果换成中压直流,对发电机转速不再有任何要求,所有的齿轮箱都可以省略,进一步降低噪声水平。

3. 在交流系统中,所有并网的交流发电机的频率和相位必须匹配,这导致不同调速性能的原动机(例如柴油机和燃气轮机)很难并联使用。对于全燃的 DDG1000 不是什么问题,但对于柴燃联合的 QE 来说,采用中压直流可以极大降低不同发电机的并网难度,并进一步提高效率。而对于我国来说,由于燃机技术日常孱弱,就更需要靠中压直流来弥补劣势了。(听上去是不是有点歼 20 靠飞控来给发动机找补的意思了?中国硬件不行靠软件弥补的东西太多了……)

4. 目前 DDG1000 上暂时没看到储能模块,但如果考虑上高能武器,大容量储能装置(例如超级电容、燃料电池、飞轮等等)是必不可少的。中压直流体制下储能装置的并网远比交流体制简单,能量转换效率也更高。

5. 由于省去了整流单元,图 7 推进变流器的功率密度和效率大幅度提高。推进变压器(我觉得应该有,但图里是看不到,欢迎大佬指正)也可以省去。

6. 由于发电机直接输出直流,因此配电网的交直流转换模块 PCM-1 可以省去,结构进一步精简,效率提高。

接下来讲一讲马伟明院士具体做了什么,毕竟中压直流综合电力系统是一个太宽泛的概念,马院士在其大多数子系统上均做出了杰出的成果。由于涉及到了我军的武器装备,我实在不想跟上面那样详细的展开讲,因此在这部分我只会选择性的复制粘贴中国知网上就能找到的公开论文的原文。不涉密的技术问题可以在评论区讨论。这些东西电力电子 / 电机专业的看一眼就知道多牛逼,非业内人士只要明白了我之前讲的东西应该也能懂个大概了,保密侠请退散

图 9 保密就是保打赢,泄密就是打不赢

1. 2003 年在世界上首先提出中压直流综合电力技术路线,开展了舰船综合电力技术基础研究与关键技术攻关。在设备层面,研制了高功率密度燃气轮机发电模块和柴油机发电模块、中压直流输电模块、高转矩密度推进模块、直流区域配电模块;在系统层面,先后攻克了舰船综合电力系统的电网结构理论、系统模型与仿真、并联机组功率均分、系统稳定性分析与控制系统分层协调保护、系统接口设计以及高功率瓶颈技术,完成了中压直流综合电力系统集成和性能试验。
2. 攻克了几百千瓦至数十兆瓦级整流发电机的集成优化设计、高效冷却、输出电压精确控制、关键加工工艺固化等关键技术,解决了时间常数和功率等级有量级差异的燃气轮机发电机组和柴油发电机组并联运行难题,提高了我国舰用发电机的单机容量、集成化程度、运行效率和功率密度。
3. 创造性地提出了采用三次谐波注入和蒸发冷却技术的多套多相绕组大功率推进电机系统方案,突破了非正弦供电电机优化设计、强迫式蒸发冷却、新型磁脂旋转密封、大型鼠笼转子搅拌摩擦焊接、中压大容量变频器分布式电路结构设计、高速高性能通信、调速性能优化、故障冗余控制和减振降噪控制等关键技术,研制成功大容量新型感应推进电动机及其配套的变频调速装置,实现了我国舰用电力推进系统的高功率等级、高功率密度和高效率,满足了大型舰船模块化应用的需求。
4. 突破了高能量密度、长脉宽和长寿命的惯性储能技术,创造性地提出了将拖动机、励磁机、旋转整流器及主发电机共轴集成,并将飞轮与转子合二为一的储能电机方案,提高了装置的功率密度和能量密度,解决了脉冲功率装置与不同容量电力系统适配的难题。
5. 采用时域仿真和基于状态方程的特征值分析方法,计算中压直流综合电力系统的稳定性,通过合理设计发电机、推进变频器等参数,解决了交流整流发电机并联运行时带恒功率负载时的稳定性问题。利用直流区域变配电分系统的状态空间平均数学模型,采用输入输出阻抗比奈奎斯特曲线的相角裕度和幅值裕度,评估了该分系统的稳定性,计算得出该分系统在全工况范围内均能保证稳定运行。
6. 中压直流综合电力系统可划分为 3 个层次网络,即中压直流输电网、直流区域变配电网和日用负载配电网。为减少系统不同层次网络短路故障的影响范围、提高负载的供电连续性,3 个层次网络之间的保护配置应相互匹配。为此,实验室分析了 3 个层次网络的短路故障特性,研究了短路故障的快速提取方法,提出了中压直流综合电力系统分层协调保护策略,给出了 3 个层次网络内部和网络之间保护匹配性技术要求及其具体的实现方法。进行 3 个层次网络的短路故障试验,结果表明,所提出的保护策略可实现系统不同层次网络内部和网络之间的协调保护。
7. 实验室分析了中压电缆电磁屏蔽效能和周围产生的动态磁场,提出了中压直流电缆设计和敷设方法,以提高电缆的电磁屏蔽效能和降低电缆周围的动态磁场。提出了信息网络 + 现场总线 + 点对点硬线连接的信息接口设计原则,提高了数据传输速率和可靠性。
8. 实验室设计并构建了燃气轮机发电机组和柴油发电机组并联,且给推进分系统和直流区域配电分系统供电的最小中压直流综合电力系统,完成了设备和分系统的性能试验,完成了系统额定效率、系统稳态电能品质、系统动态性能、推进功率限制、系统连续运行、系统故障保护、能量管理、系统电磁兼容、振动噪声、动态磁场、超导限流等试验,试验结果达到了设计的技术指标要求。

图 10 舰船中压直流综合电力系统样机,截图自 CCTV

虽然我也只能从公开渠道获取信息,但马伟明院士的成果在我看来拥有相当高的完成度,一些文章中也指出了该系统后续的优化方向。

1. 直流断路器是直流配电网的最大技术难点之一。配电网难免遇到短路故障,此时短路电流会迅速上升,必须依靠断路器迅速切断远超额定的故障电流,否则整个系统都会崩溃。如果强行把承载电流的两块导体拉开,电流会在两个导体的断口产生电弧,交流电由于是正弦,只要等个几十毫秒电流过零,电弧自然消失,而直流电没有过零点,电弧难以熄灭。而对于舰船的直流配电网,由于发电机的瞬态阻抗很低(为了追求功率密度),且线路很短电感很小,短路电流上升速度比陆上的直流配电网更快,可以说是最难的情况了。从公开文章上看,马院士采用了超导限流配合中压直流断路器的组合,而中压直流断路器这块还有很大的进步空间。不过我并不担心这一块,与电力系统一次设备相反,我国的二次设备,尤其是继电保护,从高校到企业都是吊打国外的水平。从学术上说,我本人在清华就做过直流断路器,以我的所见所闻,欧美学校的研究水平不比国内的清华西交浙大华科厉害到哪里去。软件上,托我国过去电力基础设施太差的福,我国的继电保护理论 / 算法被逼成了世界第一(喜闻乐见的硬件不行软件凑 x2)。硬件上,由于直流断路器是个新事物,大家的积累都不多,而国网南网这些年在直流输配电领域大干快上,也把国内制造商的水平逼了上来。以上这些,绝对能保证我们的军舰未来能用上好东西。

高压直流断路器目前的研究概况如何?

直流断路器这块继续搬运师兄写的科普,虽然电网用的高压直流断路器和舰船用的中压直流断路器在设计思路上有一定区别,但面临的困难和采用的技术总体上是类似的。

2. 先进的控制策略。很遗憾,我本人没涉及具体研发,并不了解系统的实际运行状况。从论文里看,针对未来高能武器上舰的问题,需要继续研究脉冲负载的运行特性及其对舰船综合电力系统的电能品质和安全稳定性的影响机理;由于中压直流系统提供了极大的灵活性,需要根据军舰的不同工况和任务需求来设计全舰能量管理算法,保证系统经济性、机动性和安全性都不断趋向最优。

3. 先进的永磁电机 / 高温超导电机。电机学我是真的学不明白,但国内的水平还是有所了解的。不要被部分营销号骗了,国内有进步,在潜艇上的小功率推进电机还可以看看,大功率的跟国外还差不少。事实上,任何涉及到动力、材料,涉及到基础工业、技术积累的东西,谦虚点绝对没错。

4. 先进储能技术。都说高能武器上舰了,储能这东西自然是能量密度越高越好,响应速度越快越好,吞吐能力越大越好。除了发展更先进的储能技术以外,有时候一种储能方式无法满足所有要求,就需要多种配合使用。中压直流天然的适合多种储能接入,但对应的控制策略也需要研究。

5. 芯片。没错,不只是华为中兴,动力这块也需要各种芯片。图 3 的电路图里采用的就是大功率二极管和 IGCT(ABB 喜欢用自己家的 IGCT,别的公司以 IGBT 为主)。IGBT/IGCT 这东西,说白了就是个开关,只不过他们可以以数千赫兹的频率开关数兆瓦的功率。国内小功率的有比亚迪在做,大功率的有中车在做,性能可以说堪用(比起几年前全靠进口要好多了),但跟国外产品相比还需要更多的时间来提升工艺。之前说的都是硅基的器件,新一代的碳化硅器件国内也在追,比美国日本还差点,不过在电力这块,硅和碳化硅的区别,远不如雷达领域砷化镓和氮化镓的区别那么大。此外,电力装置的控制也需要用 DSP+FPGA,不过对运算能力的要求远不如 5G / 雷达,用中电 XX 所的国产货应该能顶上了,最近看学校里给本科生练手的小科研项目都开始用国产芯片了,好现象。

图 11 国产大功率二极管、IGBT、IGCT(中车时代电气)及碳化硅 MOSFET(基本半导体),有幸跟这两家公司的人都打过交道

最后说一下马伟明院士成果在世界上的地位。你问我马院士的成果领先不领先?结果必然是领先,因为马院士做出来了,而美国人还没做出来,中压直流比中压交流的优越性是任何一篇论文里明明白白写着的。为什么领先?原因一方面自然是因为马院士前瞻的眼光及其团队的辛勤工作,但美国人就不努力么?DDG1000 之所以采用中压交流体制,我想更多是因为其综合电力系统立项于上世纪 90 年代,当时的电气工程,尤其是电力电子技术的水平并不足以支撑中压直流。美国人大概率觉得直接上中压直流风险过高,且当时并没有发展新技术的紧迫性,便走了相对稳妥的路线,从中压工频交流开始,经过中压中频交流,最终发展成中压直流。我国综合电力系统立项时,中压直流技术的相关研究和应用比 DDG1000 那个年代丰富了很多。我们作为追随者,不兵行险着,是无法实现超越的。我相信只要美国人有了紧迫感,未来几年自然会拿出性能更先进、完成度更高的新一代舰船中压直流综合电力系统。

以上所有内容总结成一句话:我们一瘸一拐的走了 70 年,终于和欧美站到了同一条起跑线上,革命尚未成功,同志仍需努力。

图 12 美国海军综合电力系统发展蓝图,中压直流是其最终目标,说什么直流交流只是两条技术路线没有先进落后之分的,谁都别杠,咱以美国海军为准行不行?


至于我对马伟明院士的看法,我在高赞答案

@小青蛙科密特

的评论区里怼松云的时候已经说的很清楚了,仅为个人观点,在这里总结几点:

1. 马院士在他个人职业生涯初期的研究成果,例如十二相整流发电机系统,充分展现了他个人的聪明才智。电机这玩意应该是电气工程里面最抽象的,本人愚钝,本科就被电机学劝退了。犹记电机学课上全班人被三相电机的基本电磁关系杀的人仰马翻,授课老师随口提到马院士的十二相整流电机 / 交直流电机的时候全场惊为天人。电机学老师是个很高冷的人,印象中只有讲到马院士成果的那会说了一句 “真厉害”。为了写这个回答我特地又把马院士的公开文章翻出来全看了一遍,很惭愧,六年以后,电机那些东西我还是读不懂。

2. 马院士从出名之后,就已经远离科研第一线,国家需要的也不再是他个人的智商,而是项目管理能力。21 世纪,别的学科我不敢说,工程这块如果有哪个研究还需要院士亲自下场解决某个科学问题的,那就是科研体系的失败。至于他本人的任务,是为团队选择一个前沿且可行的研究方向,并通过自己的影响力去获得资源,确保研究成功,并把自己的研究成果实打实的转化为生产效率 / 战斗力的提高。举电磁弹射的例子,我相信绝大多数科研工作都是他团队内的科研人员完成的,马院士做的,是判断中国需要、且可以实现电磁弹射,为电磁弹射研究获取资源,把握研究的大方向,研究完成后说服船舶 / 海军采用电磁弹射的路线,最终 003 用上电弹。

3. 所谓马院士的 “摘桃子” 论。当所有人都觉得美国人电磁弹射还没搞好,中国还得从蒸弹开始一步一步走的时候,如果谁能突然出现在决策者面前,告诉他们电磁弹射的绝大多数关键问题已经被他搞定了,继续给钱大概率能实现弯道超车,并成功说服决策者的话,八一勋章就是他的。很多人,有这能力,有这资源,没这胆识,没这眼光,也没这运气。搞学术的,文章被别人抢先发了的还少么?一步领先,就能一步登天。

4. 在电气领域,科学家只需要解决原理问题,并通过小尺寸样机确定原理可行,剩下的任务交给工业部门去做(当然不是完全甩给工业部门,后续技术问题都需要原始设计团队来填坑),我自己无论在中国还是瑞士读书,也都需要经常跟企业讨论实际的工程问题。特斯拉自己再聪明,没有威斯汀豪斯,也打不过爱迪生。

5. 很多人只关注马院士的成就,但我觉得最重要的是他带出了海军工程大学的电力集成创新团队,有了这么一批人才,即便没有马院士,中国在舰船电气领域也不会落后于人。从张盖凡教授,到马伟明院士,再到新一代的肖飞、王东等青年科学家,江山代有才人出,而高素质的科研团队才是持久的。至于拿海工大是双非说事的,不如查查北美那几所电力电子名校在北美排多少名,又不如去问问中国电气工程排名最高的几所学校有哪个敢瞧不起马院士组。

6. 我很不喜欢 “过誉” 这个词。说马院士成果没几个实际应用的,只能说是不了解内情。作为一个电气行业的从业者,很高兴能看到本行业的杰出人物能够获得如此殊荣,现在的中国给科研人员多高的礼遇都不过分。最近知乎上碰见了两个人都说马院士是造神,一个说马院士只会发论文捣鼓理论做出来的东西都是玩具没有应用价值工业口根本看不上,另一个说马院士就是个做工程应用的没有任何理论创新类似的人中国一大把,不如二位出来论战一下?

7. 马院士的成果说到底还是构筑在中国的基础工业水平之上,这一块我想中国电气装备制造业的同仁们应该有话讲。本文中多次提到了中国有很多靠新一代的算法、架构、概念来弥补硬件上的不足,最终实现跟西方发达国家同档水平的案例。如果举个军圈更熟悉的例子,那就是 346A 和 SPY-1Dv(喜闻乐见的硬件不行软件凑 x3),然而软硬件全面领先的 SPY-6 马上就要来了。进步是有的,然而强敌也没有停下来,道阻且长啊。

8. 最后感叹一句,各种理工科论文我没少看,但只有从马院士的文章里,才能看到 “列强” 这个词。马伟明院士到底是个中国军人

参考文献:

1. 马伟明. 舰船动力发展的方向 – 综合电力系统 [D]. , 2002.

2. 马伟明. 交直流电力集成技术 [J]. 中国工程科学, 2002, 4(12): 53-59.

3. 马伟明. 电力集成技术 [J]. 电工技术学报, 2005, 20(1): 16-20.

4. 马伟明. 舰船电气化与信息化复合发展之思考 [J]. 海军工程大学学报, 2010, 22(5): 1-4.

5. 马伟明. 电力电子在舰船电力系统中的典型应用 [J]. 电工技术学报, 2011, 26(5): 1-7.

6. 马伟明. 舰船综合电力系统中的机电能量转换技术 [J]. 电气工程学报, 2015, 10(4): 3-10.

7. 付立军, 刘鲁锋, 王刚, 等. 我国舰船中压直流综合电力系统研究进展 [J]. 中国舰船研究, 2016, 11(1): 72-79.

8. 王琦, 马伟明, 付立军, 等. 舰船综合电力系统继电保护策略 [D]. , 2007.

9. Doerry N H, Fireman H. Designing all electric ships[C]//Proceedings of the Ninth International Marine Design Conference. IEEE, 2006: 475-498.

10. Doerry N, Amy J, Krolick C. History and the status of electric ship propulsion, integrated power systems, and future trends in the US Navy[J]. Proceedings of the IEEE, 2015, 103(12): 2243-2251.

11. Doerry N, Amy J. Electric ship power and energy system architectures[C]//2017 IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS). IEEE, 2017: 1-64.

12. 汤建华, 赵乌恩, 杨子龙. 船舶综合电力推进技术发展思路研究 [J]. 舰船科学技术, 2010, 32(5): 133-138.

13. 王森, 刘勇. 直流配电网及其在舰船区域配电的应用 [J]. 船电技术, 2014, 34(11): 77-80.

14. Huang A Q, Crow M L, Heydt G T, et al. The future renewable electric energy delivery and management (FREEDM) system: the energy internet[J]. Proceedings of the IEEE, 2010, 99(1): 133-148.

15. O’Rourke R. Navy DDG-1000 (DD (X)) and CG (X) Programs: Background and Issues for Congress[C]. LIBRARY OF CONGRESS WASHINGTON DC CONGRESSIONAL RESEARCH SERVICE, 2006.

16. 黄友朋. 北约对全电力推进战舰的研究 [J]. 船电技术, 2000 (5): 11.

17. 张狄林. 美国综合电力推进技术发展综述 [J]. 船电技术, 2010, 30(12): 47-49.

18. 张义农, 汤建华. 美英未来舰船综合电力系统电制选择分析 [D]. , 2012.

19. 王伟, 孟少邦, 姚世强, 等. 电力推进船舶直流网配电系统设计 [J]. 山西科技, 2018 (2018 年 04): 145-149.

20. 冀路明, 汪庆周. 二十一世纪的 Azipod 吊舱式电力推进系统 [J]. 船舶工程, 2002, 2: 61-64.

21. Dujic D, Mogorovic M. High-Power Mv MFT Design Optimisation Challenges[C]//ECPE Workshop:“New Technologies for Medium-Frequency Solid-State Transformers”. 2019 (POST_TALK).

22. Dujic D, Javaid U. MVDC Power Distribution Networks and Technologies for Marine Applications[C]//TALK at ECPE Workshop on DC Grids, Technologies and Applications. 2018 (POST_TALK).

23. 胡健, 杨宣访, 陈帆, 等. 基于直流区域配电的船舶电网潮流计算 [J]. 电力系统保护与控制, 2014, 42(18): 20-24.

24. Javaid U, Dujić D, Van Der Merwe W. MVDC marine electrical distribution: Are we ready?[C]//IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. IEEE, 2015: 000823-000828.

25. Industry ABB. Drive ACS6000 Brochure and Datasheet Rev[J].

26. 刘路辉, 叶志浩, 付立军, 等. 快速直流断路器研究现状与展望 [J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(4): 966-978.

27. 石艳, 汪天. 舰船电力推进用高功率密度先进感应电动机 [C]// 第六届国际船舶电工技术学术会议论文集. 2006.

知乎用户 phorcys phorcys 发表

科技部网站上关于马院士,有篇新闻稿,有张图

海军工程大学电力集成创新团队

电磁炮大家都知道了

第三个 “卫星推射”

质量投射器 啊!!!

已应用” 啊!!

仿佛看到了什么不得了的东西

知乎用户 小青蛙科密特 发表

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正好有人在评论区谈到福特级的事情。我这儿也多说两句。

技术上我不懂,zhihu 上也没人懂。但是可以确定的是,电磁弹射是个新东西,谁也没完全掌握。美国走在中国前面,也问题一大堆。以前老说摸着美国过河,现在是俩人一起站河里了。

美国的电磁弹射技术,毕竟是成功很多次了。说明最关键的一步已经走完了。剩下可靠性什么的就是工程问题一个个解决就行了。如果哪天大家发现福特级技术成熟了,弹射过关了,那是正常现象。并不是说美国爸爸天下无敌,中国要亡国了。

另外一方面,中国这边很可能也不是一帆风顺。那也别老想着体制问题,国民劣根性。那就是正常科技发展规律。国家可能有问题也不说--跟中国人打交道是地狱级难度,不如不让你们知道。+++++++++++++++++++++

正好这阵儿弹射航母下水,电磁弹射技术属于真正的确定了 —- 当然了,也就意味着它不再是先进技术了。

给大家打个预防针。

这个事儿最后国家肯定要论功行赏。具体整个过程中,马伟明的贡献有多大,咱们谁也不知道。我从网上知道的消息——我也只能从网上知道——其中比较可信的是,马伟明在海军早期选择弹射技术时做了一些电磁弹射的可行性研究,另外就是那张海军司令给他打伞的著名照片。

整个这个项目肯定是有无数人参与进来,从总工到民工,每个人都是功臣。这么说吧,你就是管后勤,让这么多人吃好喝好,都不容易。但是国家肯定只能树一两个典型,这个没办法,只能这样,要是笼统地说电磁弹射集体奖那等于都没奖。别觉得国家无视基层人员。诺贝尔奖就仨人——现代科研可能就仨人搞出成果么?

这个典型是不是马伟明,不好说。如果不是,很正常。有可能他做了一些前期的工作,后面就是其他人接手了,如果这样那最后整体来看也不应该是他。而且完全有可能是个管理方面的人被当作第一功臣。电磁弹射这种事儿,本质是直线电机 + 电机驱动,属于那种不简单,但你砸钱投入应该能做出来,反正也没有市场竞争,专利壁垒之类。把整个项目管好反倒可能是最难的一点。举个例子,说起曼哈顿计划,大家想起谁?奥本海默是不是。他是物理大牛不假,但你看在那个项目里比他牛的有得是,最后怎么他出名了?所以说如果最后表彰的第一人不是马伟明,那就说明他确实不是,没什么奇怪的。到时候肯定有人说是国家亏待人才,别跟着起哄。说这话的是装傻,起哄的是真傻。

简单来说,如果事后表彰马伟明,那不叫造神,那是他应得的。如果表彰的人不是他,不是中国不重视人才,是因为整个项目中他不是第一贡献的人。

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这两天马伟明又高升了,也算是国家对他的肯定。正好也借这个机会科普一下电力电子有关的技术。另外正好看到一位叫松云的作者的答案,看的出来他对技术不太懂,本来想在他的评论里指出一些错误。后来觉得还是单独写成回答比较好,所以就放在这里了。文末有他回答的原文。

想说这么几点

  1. 说马伟明是包装出来的工程师离科学家门槛有明显差距。这个是错的。实际上科学家和工程师的界限是十分模糊的。典型的比如特斯拉(指那个克罗地亚人)。钱学森也是。

2. 马伟明是大学老师,学者,不是企业总工。这个要注意,所以他的成果就是解决比较前期的技术问题,而不是真正做出产品。后面的工作有更适合的人,单位去完成。所以松云答案里地 1,2 条不是马伟明工作的缺陷,而是他职业定位就是这样。说他的成果是实验室初期成果,那时因为他的任务就是搞实验室初期成果。如果高校里直接出产品,那是厂家的失职。

3. 我看过马伟明的书和一些论文。他水平肯定是有的,做出那些成果并不是什么神话。周围认识的电力电子方面的人对他的工作也都是肯定的。另外也机缘巧合见过他拿奖的推荐人,确实给海军解决了问题。我说的这一条,完全没法证明自己说得是实话,我也不去证明。网络就是这样,俗话说在网上没人知道你是人是狗。这个是网络世界的无奈,也是魅力所在。松云作者所说的什么常年接触各路院士以及业内人士,也是同理。

4. 松云答案里第二个第 3 条(我不知道为什么在第 6 条后面还有第二个第 3 条……)有错。说大意想说马伟明出名以后似乎精力资源无限,多个方面搞科研。自然是吹牛。这里我解释一下电力技术的情况。电力技术大体有 4 个方向,电力系统(清华),电力电子(浙大,南航), 高压(西安交大,重大)和电机。括号里是相关方向比较强的大学,搞电机的不知道。这里面研究电机方向的人兼通电力电子是很常见的,反之不一定,比如说我自己。这是再看马伟明经历:

博士——电机

交直流发电——电机设计

船舶电力系统电磁干扰——电力电子

电磁弹射——电机和电力电子

电磁炮——电机和电力电子

综合电力系统——电力电子

新能源汽车——电力电子,电机

当然以上这些马伟明不一定都参与啊,我就是说一下技术而已。

注意最后一个,名字上是电力系统,但实际上做电力系统的人主要研究大型的电网,比如一个国家的电网。小型独立的电网,比如船舶,飞机上的电网,或者一栋大楼的电网,电力电子技术牵扯比较多。不难看出来,马伟明的科研一直是围绕电机和电力电子进行,没有任何异常。只是技术应用背景不一样而已。新能源汽车的事头次听说,但联系到最近几年国家对电车的投入,去热点地区抢经费是大学老师一贯做法。美国大学里陆海空通吃的老师有的是——指同时给波音,gm 和海军做项目。。。

前面提到的钱老反倒是神人,力学出身,没事儿还来个工程控制论

5. 正好也说说松云答案里的第 5 条。从一个课题里截留一些经费搞点儿别的东西其实是搞科研的惯用手段,当然不能进个人腰包。这还是一个很重要的手段。打个比方,如果我是个做饭的,老板天天让我炖肉,可是我也想证明自己能炒菜,怎么办?哪天我把老板给我卖肉的钱拿出一点来炒个菜,告诉老板这次炖的肉得配合这个菜好吃,下次就有理由说我也能炒菜了。

6. 还是第 5 条,这条特逗想多说两句。大家想想,是不是从小到大这种人特多:你干了什么漂亮事儿,他马上说我也行 / 我要做比你做的好 / 我早就想到了。松云无非想说马伟明在电磁弹射上其实没什么新东西。其实这就是马伟明高明的地方,在恰当的时间,把恰当的技术展示给恰当的人。把握机会就是本事,工业口都高人显然是错过了绝佳的机会,结果风头被马伟明抢走,只能自认倒霉。而且搞科研确实就是钓鱼,先用一个小的实验装置证明可行性(可能还是部分可能),让资方逐步加钱。另外注意,有些行业,比如航空航天,军工,还要求不能全是新东西,要不可靠性成问题。松云的答案还是自相矛盾,一边说马伟明搞的都是陈旧技术,又说没有任何理论技术基础,不太明白。最后再加一点,电磁弹射一定会依靠自动控制技术,不可能没有自动化基础。

说起旧瓶装新酒,想起一个叫 pearlman 的教授,用小波进行图像压缩,一举成名。他就是典型的用了老旧技术解决新问题的人。特斯拉电车用的电机就有和特斯拉本人发明的一样原理的东西。

7. 他一上来说马伟明包装出来的。也对也不对。明星科学家都得经过包装,不过不能只靠包装。乔丹也是 NBA 力捧,不过人禁得起这捧。马伟明显然是有真材实料的。这个和袁隆平有点像,比如高的成果局限在实验室里,说着说水平并没有高于其他所有人,但名气大得多。这里面有很多机遇的因素在里面。马伟明的成功不能说没有运气的因素作用,国家想立个典型,他的实力也担得起这个典型。

8. 松云答案的评论里好多支持的声音,说什么难得见一个实话等等。我提醒一下,和大众唱反调的原因有很多种可能性。世人皆醉我独醒只是其中一种,其他还有装傻和真傻的,也有人就是简单地想出风头而已,显得自己与众不同。另外污蔑一个国家的英雄是一个有效的进攻手段,所以你看咱们国家从古至今各个英雄都有揭秘的文章蹦出来。这也是一个有利可图的行当。当然要是不要钱免费干就太亏了。

作者:松云
链接:https://www.zhihu.com/question/21187205/answer/754278492
来源:知乎
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不请自来
常年接触工程院机械运载和电子信息工程学部、与一票院士和长江、百人直接打交道,对学术正道与歪门邪道还是有一定辨别能力的。
先说结论:
马是一个海军包装出来的优秀工程师,距离科学家的门槛有非常明显的距离。
很多人只看到各种包装宣传,没看到的事情:
1、马能获一等奖、上院士,成果聚焦在船用输配电系统上,还是所在单位的垄断性质拿到的项目,距离科工口的综合电力管理系统,有大约二十年差距。
2、马出名后 “成果” 很多,电磁弹射、综合电力、电磁炮算是三大件。
按照工业口标准,都是实验室初期质量,能发很好看的 SCI,仅此而已。
3、此人很精明,依托装备口大评委身份,当了两船科技委副主任,然后两船的多年苦干成果被海大团队包了进去,好像很牛的样子,然而主机定点科研、生产、服务单位,还是科工口。
4、吹了很久的船用综合电力系统,马团队没有解决过任何一项关键问题,对,没有任何一项。
真干活且出了大成果的是两家央企,从原理到关键核心零部件,都取得了丰硕成果。
5、被吹上天的电磁弹射,其早年宣传稿中自吹所谓自筹几千万,其实是违规截留结余课题经费搞出来的小金库…… 那些钱搞出了一个工业口 90 年代就可以搞但毫无必要的小型化演示模型,然后没有任何理论储备没有任何机械工程与自动化基础,就开始钓鱼……
6、最近被尬吹的电磁炮…… 北集团笑而不语。
3、正常科学家,一辈子基本上只能解决一个大问题,哪怕是工程院院士,基本上也只能聚焦在一个领域,无他,精力与资源都是有限的。
而马出名后,似乎无限精力无限资源,还能搞新能源车…… 唯一解释,就是相关成果都是演示样板而不具备实用价值,其主要竞争优势,源自其身居用户高级裁判员岗位的垄断地位。

知乎用户 千斤鸿毛 发表

这个应该够了吧?

知乎用户 知乎用户 8sO39k 发表

试问知乎有谁有资格评价他?

知乎用户 王海 发表

我也说一下我所了解的。首先,老马自己很能干,不仅是一个顶级的科研工作者,还是一个顶级的项目管理大师。早期的成果是小团队干的,后期那些涉及很多领域的超牛逼的技术是所里团队的成果,这个团队成员都是全国找来的,包括海工、科大、清华等各个院校的。来了的人几乎被他整的生不如死,因为关键项目、关键技术他会亲自开会,研讨技术细节,加上骂人又特别凶,我的同学常年处于崩溃边缘,十几年没什么假期,每天工作十几个小时。上千人的大所,几百个博士这样干,不出成绩才怪。

知乎用户 天阶夜如水 发表

诸位同僚努力吧,央视爸爸又说胡话了

cctv 新闻,“中国电磁弹射之父马伟明院士…”

知乎用户 农作物飞行员 发表

知乎用户 笑笑虬髯客 发表

谢邀:

马院士的成就是随着时间呈现线性上升的,而如果出现了指数式的增长,也不要奇怪。他的成果的意义需要时间来回答,可能意味着一个新时代的到来。

知乎用户 谜之狗贼 发表

他和吴提督都是真正的爱国者。

知乎用户 心灰意冷 发表

没资格评价

抖个机灵吧

我愿称呼马院士为——万磁王~

不服你看看他设想中的全能舰都装的啥——电磁炮,电磁火箭炮,电磁鱼雷……

知乎用户 Aaron liu​ 发表

党啊,人民啊,我没钱了啊 #滑稽

在卫生间里自己掏钱研究解决从德国购买电机的震动问题

从自己的科研经费小金库里拿出 2000 万自费研制了我国的电磁弹射

而且干了这么多小贡献后,

发型还很帅

你说这都啥人啊 #捂脸# 狗头

这是神。

知乎用户 王悠 发表

无法客观评价!太牛!

本来是高度机密的东西,现在已经不得不报出来。因为已经藏不住了!

知乎用户 孤雁 发表

我客观评价不了,不懂。我只知道全世界 200 多国家,就一家实现电磁弹射,另一家正在实现电磁弹射。

至于这玩意领不领先美帝我更不知道,因为我都分辨不出来小米和 OPPO 的区别,我怎么去分辨一个自己不可能见到更不可能自己使用的东西。

最后,做技术做到中央委员的,钱学森老前辈都没达到的成就(我在这里声明,没有一丝一毫对钱老的不尊重,钱老是我一生的偶像,在现在的中国任何一个科学家再牛逼也不可能超过钱老那一代科学家在中国人心中的地位,因为大家都在钱老那一代人种的苹果树下生活),由此可见军队和国家对马院士的认可。

知乎用户 心若芳洲 发表

一说到类似的问题,汉奸和酸丁的精神头就都来了。没办法。在 90 后挑大梁之前,中国无论是科技界、还是教育界、还是媒体演艺界,都将是满怀汉奸情结的人是主流。即便是没有汉奸情结的人,对自己人的成就,也是夸半句贬半句,总是有所保留。心里那股对洋人的迷之崇拜与畏惧是从骨髓里涌上来的……

有汉奸情结的人,对中国人取得的成就,永远无法容忍。

知乎用户 PE Pro​ 发表

这样评价够了不?

知乎用户 风行趣味探照灯 发表

中国核弹射之父,34 岁成为教授,38 岁成为博士生导师,41 岁成为中国工程院士。

因为他我国舰艇有了完全自主知识产权的知识中国芯,美国专家评论,一人可以抵十师。

马伟明在没有实验设备的情况下,就自己造出两台小型十二相电机,自己改装实验室。

从图纸设计,反复实验,计算参数等都亲历亲为,经过五年奋斗,马伟明研制出了属于中国并且有国际领先水平的十二箱整流发电机。

经过 10 年磨砺,2001 年,马伟明研制出世界上首台交直流双绕组发电机系统。

知乎用户 sunny136 发表

我觉得 99.999999% 的知乎 er 都是学不明白电磁场、电动力学和模电的。连这些玩意都学不懂,还要去客观评价一个学科开山鼻祖,真不知道哪来的自信。

知乎用户 玛丽亚 发表

牛皮就完事了。我就是想知道全能舰怎么个搞法。

我是咋想想不通的,改变未来的海战格局的产品。现在的大洋海战还是航母对轰,使用舰载机发现对面航母编队然后出动大批量舰载机,由战斗机保护并由攻击机使用反舰导弹执行对航母战斗群的打击。那么全能舰呢,如果是传统 ddg,那么 055 就可以很好执行,很显然不是传统 ddg。如果是现代大和,那么也只能颠覆式执行对陆进攻任务,想象一下 3 座三连装 460 电磁炮的正义吧。

知乎用户 福源​ 发表

看了如下视频,您就知道马伟明院士的成就对祖国的贡献有多大了!

他为中国航母走向深蓝,奠定了坚实的科技基础。

你觉得对的话,请点个赞。

知乎用户 大能猫 发表

我只能说我现在回答的是道听途说,真实性不知道。他老人家自费研制出常压电磁弹射,美国是超高压。如果是真的,脑洞开一下,不需要核动力也可以电磁弹射,那么辽宁号这种级别的训练舰也能迎来春天。

知乎用户 嗝儿 发表

军人最高荣誉八一勋章获得者,职级专业技术一级,待遇是中央军委级。

航母,军舰,潜艇,大炮,什么都搞,搞得那一方面技术还特么都是世界上数一数二的。

我相信美国佬,肯定有专门研究他的团队。

知乎用户 飞翔的兔子 发表

据我所知,马院士的功劳不仅仅是一个电磁弹射器,还有更猛的,是啥我就不说了,补充一点,马院士是有名的拼命三郎

知乎用户 天魔君 发表

套情报的?

知乎用户 天机原则上不泄露 发表

首先,我们要清楚马院士的工作单位

然后,我们就应该明白

真正能够客观评价马院士成就的人不能公开评价

而声称能客观又进行公开评价的人要么是扯蛋要么是想进去扯着蛋捡肥皂

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马院士的具体成就我们不知道

但我们能够知道马院士因为卓越的成就倍受尊敬

要不然

作为海军司令的上将为何要亲自给一名少将撑伞?

此等殊荣一定是与巨大成就匹配的。

知乎用户 re 从零开始的程序员 发表

咋现在网上传的是电的就是他领头的?

知乎用户 缺根弦 发表

评价? 你们也配?

知乎用户 云长 发表

曾看到过一张海军上将吴胜利为他打伞的照片。我想这能从侧面回答一点儿题主的问题。

知乎用户 匿名用户 发表

按照 “2019 年全军共用信息系统装备预研(基础类项目)第一批指南 164 项指南需求信息” 来看,马伟明院士的全直流系统要么是只能给实验的小船用,要么就是故障率高且不成熟。

知乎用户 李刚 发表

当年还在学校读书的时候,就是学校最大的荣光了。那时候还没电磁弹射什么的事情,没想到多年后又看到马院士的名字。

知乎用户 rolling stone 发表

马院士是在军口评的院士,41,因保密原因其成果应用和技术水平在业界影响力有限,故被议论占了的军方优势。只说一点证明马院士的过人之处,据传马院士前期搞电弹,动了船口汽弹的奶酪,船口动员各方力量打压,马院士据理力争,坚持并功成,这一点就不是一般人能做到的,一己之力带领团队及业界开拓了舰船综合电力装备跨越发展,赶上世界先进水平并局部超越,为我海军走向深蓝助力。

知乎用户 lew salace 发表

最近主题教育学习十九届四中全会公报,看到马院士现在是中央委员会委员了…..

我估计真的应该是整出了特别特别不得了的大杀器,当时心里那个激动啊,当着领导又不太好笑得太猖狂,所以表情有点扭曲,旁边同事问我怎么了?怎么听到马伟明院士你这么反常啊?他别是你家亲戚吧??

我心想我家有这种亲戚我还能在这儿跟你坐而论道吗?

知乎用户 剑本凡铁 发表

他最重要的论文应该很难公开发表吧?所以,如何评价?

知乎用户 无所谓起什么 发表

国士无双

知乎用户 冷傲 发表

等着电磁弹射航母,无轴泵喷推进核潜艇服役,应该就能打消那些怀疑论者了。有时候我也有点怀疑,但是自从 075 突然出现,我的疑虑基本消失,我算是一个关心军事小二十年的伪军米,055 的出现就像比歼二零还让我惊喜,075 突然出现简直就是平地起惊雷,下水俩三个月前一直有些模糊的图片在网上披露,说实话我是不信的,没想到突然就下水了

知乎用户 种花家的兔崽子 发表

直钩钓鱼帖???

知乎用户 海的那边 发表

———— 第 1 次更新分割线 ————

评论区有个说法特别奇怪:“没那么快,等东西出来你再质疑”——这么没逻辑的话,你怎么说的出口?东西都出来了,还质疑个什么?还能质疑吗?——老实说,知乎的评论区质量是逐年下降的。

———— 第 2 次更新分割线————

回复里有人说,“你还没资格深入了解……”。—— 所有的问题首先是语文问题。我这个回答写的虽然很多,其实要表达的就是一个意思:实验室成不成,和工程上成不成是两码事。我的回答压根不涉及任何细节,也压根不涉及任何深入了解。

我不知道你是哪路大神,如果我没资格深入了解,那也许你是有资格的?那行,你告诉我,来句痛快话吧:到底成了没有?没成的话啥时候能成?不用扯别的。不用说什么深入了解。

———— 第 3 次更新分割线————

回复里有人说,“你的意思是靠忽悠能进中央委员???”—— 你说这话纯粹是居心叵测,不怀好意。你休想误导这个帖子的读者,更休想误导我。

————原始回答如下————

对马的评价,我一开始是佩服,后来是观望。他的所有言论,有个致命短板:迄今为止没看到一个工程实现。只听楼梯响,不见人下来。

至于有评论说 “说马院士的成果没有应用的可以歇歇了,不让你知道而已。”。为了保密,但愿如此吧。不过,技术既然不保密,成果也就无需保密。是不是?既然都已经告诉世界说有这项技术了,那还怕告诉世界说自己有这项技术的实质可用成果?你觉得这说辞能说得通吗?

还有评论说,“这种机密的事情,你也想知道细节?”。中国原子弹成了,百姓要过细节?中国氢弹也成了,百姓要过细节?要细节跟要到底成不成的结果,有联系吗?我这帖子,从上到下没有一个字提出要细节,我奇怪你怎么想到要细节?

实验室验证,属于理论验证。实验室验证通过,只是证明理论上可行。但理论上可行和实用尚有距离,有些则是十分巨大的距离。

比如原子弹,理论上就是把两块合起来超过一公斤、各自不到一公斤的铀撞在一起就会引发核爆炸。原理公布出来是不是简单得不能再简单?

但是这件事的技术难度首要的有两条:一是要有足够数量的武器级的铀,二是怎样让核装药的能量充分反应不要浪费。这里面的工程级别问题太多。这就导致想造原子弹的国家很多,但能够造原子弹的国家不多。不要说这是美国等列强搞禁运才造成亚非拉美第三世界造不出原子弹。就是不禁运,绝大部分国家也是搞不出原子弹的。

说回全电推进,美国科幻战舰 “朱姆沃尔特” 级的 2 号舰 DDG-1001“迈克尔 · 蒙索尔号” 在海试中,第二天就因为较为重大的故障而返厂维修,这次海试也不得不匆匆结束。引发国人嘲笑。但后来发现故障 " 只不过是一个小小的感应线圈失效而引起的。" 这说明什么?说明朱级驱逐舰的全电推进并没有重大的设计缺陷和不可纠正的重大工程问题。之所以没有大造特造,可能另有原因,比如成本过高。

再说电磁弹射,据说美国福特号航母的电磁弹射故障率比蒸汽弹射高十倍,以及传言特朗普下令要取消电弹重新上蒸汽云云。

首先是,特朗普这张大嘴说出的话你能信吗?

其次不要忘记的是,全电推进和电磁弹射在美军都是切切实实上舰实际使用了。这和实验室成果不可同日而语。而我国的 055 大驱,虽然是在马院士科技发明后下水,但迄今(2020.9.3)并未看到全电推进上到 055 这一级的舰上。电磁弹射更是连实机弹射的结果也迄今没有公布。网上看到的那个电磁弹射视频,并非中国的。可见实验室成果到工程化结果的转化并不容易。何况这些技术一旦上舰,也同样会面临各种实验室中想不到的问题。

说这些,不是想贬低我们抬高美帝,而是想说,理论要联系实际,检验真理的唯一标准是实践,脚踏实地、苦干巧干拿出结结实实的实战成果才是我们大家希望的结果。喜欢自嗨确实很爽,然而并没有什么暖用。

希望我们的电磁弹射技术早日上舰,并获得完美的成功。

知乎用户 shuai​ 发表

这还不能说明问题吗

知乎用户 CGSQJ 发表

别的不多说,举个简单的例子

假如一个人发过一篇 nature,你认为他厉不厉害?而假如一个人发过 100 篇 nature,那你会认为他厉害,还是会认为里面有问题?

相似地,假如一个人毕其一生,解决了某领域中某一个重大科学问题,这样的人值不值得尊敬?而假如一个人解决了一大堆尖端科学问题,并且都成为了世界领先,那么你会认为他值得尊敬,还是会认为里面有问题?

知也无涯,但生也有涯

知乎用户 曾来白帝 发表

过于先进不便展示

知乎用户 甲子说事 发表

马伟明院士到底有多么大的能力,我们目前还是没有看到。而航空航天领域的院士们,特别低调,许多成果已经利用了。希望 “喊火” 与拔高到珠穆朗玛的马伟明院士,专注于科研和教学,尽量不要分散注意力,尽量搞好团结,保持好共产党员的光辉形象!

知乎用户 mackouowen​​ 发表

其实马院士还有一个特别牛逼的创新就是轨道炮钢笔化,没电了插上充电宝,一个充电宝可以发射的弹珠连起来能绕地球两圈

对了 你们都别跟人说 这是机密 我国中南海保镖和渗透到 cia 的特工都配备这类装备

知乎用户 李李 发表

我就想问一下,这种全电舰船是不是被 EMP 炸弹隔着几百米外炸一下就会全舰失去控制,如果是这样的话那需要防御的范围比传统舰船会大很多,防御难度会大大增加。那还是保留一些非全电舰船为好。

知乎用户 佩波中士 发表

仅次于两弹一星。

知乎用户 bbb aaa 发表

没法客观。等 002 003 出来看看是不是电弹就能客观了。现在来看不是很乐观。

知乎用户 匿名用户 发表

有幸见过马院士本人,还有过几句简单的交流。很和善朴实的一位老人,有他们那一代人特有的气息。

知乎用户 江浩 发表

我们没有超级英雄,只有活生生的一个个伟大的人组成的伟大的人民群体,致敬!让敌人憎恨、害怕、颤抖吧。

知乎用户 勿以赢小而不麻 发表

不是我说,在座的各位谁有资格评价?

知乎用户 总梦见你 发表

他的成果绝大多数都是保密的,咱们能知道的就一个电磁炮和电磁弹射。我都不清楚他的伟大成就,我咋个评价。

知乎用户 统叶护可汗 发表

他这块技术,我不懂说不上啥,但是我相信军队对他的看法。

知乎用户 飞白 发表

国士无双!

具体评价,知乎估计没几个能说出来吧!

真正懂的,估计 “涉密”!

高能武器,上舰!

再想一下哪个渔船上的不知名炮。

懂!

知乎用户 穷哥们儿马云 发表

八一勋章,我没资格评价

知乎用户 gzl6899 发表

目前无法评价,谁知道马伟明院士的研究成果的技术突破、设计细节、具体参数?知道的能上知乎随便讲吗?确定不涉及泄密吗?都不知道的还是不要评价了吧。。。

知乎用户 马某人 发表

百度真反动

知乎用户 松云 发表

1、船用输变电装备,超过院士门槛。其他,论文水平和各种社会地位,主要源自占了个好坑。

2、两院、一流大学 / 研究机构、科工口企事业单位这批国之基石,开展战略性工程项目,长期以来的正确道路都是依靠沉淀积累几十年的人才、公共知识与经验,开展工程实践,按照真正实战标准克服一个个小问题小概率,最终再若干五年计划输出完整成熟的可靠系统。在这样的正常工作模式下,任何一个技术进步,都是需要全行业顶尖单位、一流人才,按照分级总师制度和现代工业经济管理模式开展大协作,持续大力投入才可能稳步向前。

海大、马,孤零零…… 然后靠若干为了发文建立起来的验证模型(精度还非常低远远低于国家级实验室),在没有行业充分协作、没有国家重大专项等级的投入情况下,就号称搞出了世界一流工程技术成果……

这事儿,谁爱信谁信,我个人肯定不会去说诸如大忽悠、欺瞒、大跃进之类的评语。

知乎用户 小汲哥聊装修 发表

马伟明预言成真,11 万吨航母存在严重缺陷,美下令不惜代价要成功

知乎用户 不畏浮云遮望眼 发表

我听说他是自己卖了房研制电磁炮

知乎用户 莫名 发表

云泥之异,没资格评论

知乎用户 九霄云外 发表

马院士,能力杠杠的,但是他的一些新概念 wq 和其他杀手锏一样,被能量守恒限制得死死的。就是那句:充电两小时,通话五分钟。卡在充电和储能上面。

还有就是材料的问题,高磁场容易被搞坏

知乎用户 gg gg​ 发表

哈哈 看你们闹得欢 实践是检验真理的唯一标准

知乎用户 nbabc​ 发表

马伟明长期致力于独立系统集成化发供电、电力电子、电力系统电磁兼容、舰船综合电力系统技术等领域的研究,承担国家和国防重大装备重点课题 40 多项,获得具有自主知识产权的发明专利 40 多项,20 多项关键技术成果居世界先进水平;所有创新成果全部应用到我国自行研制的作战舰艇。他领导研制成功国产十二相整流发电机,填补国家空白,装备多艘潜艇,这一成果获国家科技进步一等奖。

作为电力系统及自动化学科的带头人,他长期致力于独立系统集成化发电、独立电力系统电磁兼容、电力电子应用技术等领域的研究,先后承担了近 20 项国家和军队高新工程和重大科研项目。

虽然第一次了解到这些,我觉得作为一个军事专家,他填补了国家的空白,让国防力量大大提升,他就是一个英雄。

知乎用户 匿名用户 发表

请对我们

武安显圣护国佑民忠孝灵佑普济电磁真君

说话客气一点。

知乎用户 匿名用户 发表

马院士新世纪之初来做讲座还是个帅小伙,13 年再看他作报告已经衰老了不少。

他自己研究厉害,下面带出来的队伍也很突出,连着两年的博士都拿了全国百篇博士论文。

马院士坐镇电气学科,感觉还是很靠谱的。把一些吹牛逼的假成果压下去了。

知乎用户 李晓峰 发表

自费研究出电磁弹射器,看来中国的科研经费投入还是少了

知乎用户 韩慕鱼 发表

我都能评价院士了?

知乎用户 裤衩和肚兜 发表

一句话:坐等 003 下水 电弹,打一波人的脸。

知乎用户 希夷 发表

客观?局座的客观就是:既生瑜何生亮!

知乎用户 miaobg 发表

有些人就是吃饱了撑的,靠污名化别人显摆自己;还有可能就是代言人。

知乎用户 匿名用户 发表

某不科学的超电磁炮

知乎用户 章鱼何其少 发表

楼上列出两点,地位比军官还高。主要通过一张打伞照片。

他自己发言,谁谁谁都不如他。

我相信他是有能力的,但是你们都自己好好想想,你们提供这两点能当做证据么?

知乎用户 EMS G 发表

很久前听说过他们团队的一个说法,5+2,白加黑;比现在所谓的 996 辛苦多了。

知乎用户 匿名用户 发表

整个知乎没有可以客观评价他的,唯一能做的只有客观展示,展示他的荣誉,展示他的谈论

知乎用户 嗯 就这样 发表

上电机课,我们电机老师对马院士充满了敬仰。

知乎用户 游游荡荡的虎 发表

看看最近的电气专业学科评估结果!一大堆电气老虎级名校里一个孤零零的没听说过的院校。再对比一下前几次的结果就明白了!

知乎用户 Stephen Yu 发表

电磁王!

知乎用户 匿名用户 发表

电磁弹射啊,国之重器啊

知乎用户 匿名用户 发表

尚未投入使用,没法客观评价。

知乎用户 匿名用户 发表

中央委员

知乎用户 一起耍耍 发表

以一个普通人的视角来看 马院士 四字 国士无双

知乎用户 zhangyimou 发表

好的,很好,军人是我们和平生活的基础,是我们一切工作的伟大的保护人,就是冲着军人,我就支持他,科研只是一种劳动密集型的工作,我们不搞个人英雄主义,我们注重集体的功劳!!!

知乎用户 匿名用户 发表

小老师说了,他精力旺盛,部队内博士不知道,部队外博士有 7-8 个。

知乎用户 卷王之王 发表

注册个知乎账号就飘了?一个评价这个大佬一会评价那个大佬

知乎用户 雾都林 发表

我记得我在 b 站上看见一位军事专家评论,他说马伟明院士是超过钱学森先生贡献的一位科学家

知乎用户 刘导 发表

abb 的 acs6000 应用多年,直接转矩控制和 igct 技术辗压国内清北教授,是真的强。

知乎用户 男朋友 发表

刚好今天有幸听了他的一个讲座,确实不是我们一般人能够评价的,国士无双

知乎用户 知乎用户 572w4d 发表

客观不了,因为不知道、不了解、不明白他的成就

知乎用户 阿怪 发表

大概也比得上十个师

知乎用户 品味人生 mahang20 发表

我很佩服马伟明院士,我也姓马,是电力电子与电力传动方向的博士毕业,他写的书我一直想看,但网上买不到很遗憾。

知乎用户 匿名用户 发表

电气大佬

知乎用户 匿名用户 发表

微博上有个造船的叫船人老姚,听他说马院士其实不止一提,那点研究出来的技术要是有用怎么没在民用船舶行业上见过?可见其实没啥

知乎用户 Carl 发表

问题是没见实物呀。不好评价。

知乎用户 匿名用户 发表

吹了这么多,你能发 science,nature。不能发的话,是龙给我盘着,是虎给我卧着,我一篇用黄金换淀粉的 science,照样能给院士铺路。而且是科学院哦。

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