[科普中国]-消磁船

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专为肌艇检测消除磁性的勤务舰船。以最大限度地减弱舰艇磁场强度，提高对磁引信水中武器和磁力探测仪的防御能力。分为大型消磁船和小型消磁船。航速15-20节。船上装有大功率消磁发电机组、电流控制装置、消磁电缆、拉缆机和测磁仪等。大型消磁船满载排水量千吨左右，用于对5 000～8 000吨舰艇的消磁；小型消磁船满载排水量500吨左右，用于对5 000吨以下舰艇的消磁。2

用途消磁船是为舰艇检查并消减舰艇自身固定磁性的辅助舰船水面舰艇经过消磁处理后处于低磁状态，因而大大减少了遭受磁性水雷的威胁，提高了它们进出基地、港口以及海区活动的安全性。潜艇通过消磁处理后，就可有效地防止反潜机的磁性探测、增加了隐蔽性。

由于地球是一个巨大的磁体，钢铁建造的舰艇长期在地磁场的磁化、外力冲击下，同围空间和内部就会产生磁场，被磁化的舰艇很容易受到磁性水雷、鱼雷等武器攻。打，或是成为磁性探测设备的目标。现代海海战，定期消磁不仅用以保护舰艇免受磁性武器威胁，也是舰艇实现“隐身”的必要条件。3

为各类军舰在海上进行检查并消除磁性的船。设有大功率消磁发电机组、消磁电流控制设备、消磁电缆、卷车、测磁仪和拉缆机等消磁作业设备。在特定的消磁场地，消磁船通过磁强仪检测被消磁船的磁场，取得原始数据后，调整消磁线圈与电流对被消磁船进行消磁处理，然后再次进行检测，直到磁场达到要求的标准为止。排水量数百吨至近千吨，航速约10～18km。多采用电力推进。4

注意事项使用消磁船进行消磁作业时，对消磁场地有较为严格的要求：水深足够、海底平坦、风浪和海流较小、风力不大、选择平潮时段进行，且周围海域无大量的磁性物质；一般情况下，还要在这种消磁场内没置若干个浮筒，以保证被消磁舰艇进入消磁场地后，能够定位于主磁方向 被消磁舰驶入消磁场地后，按照南北磁航向要求用缆绳固定。消磁工程师根据被消磁舰艇的型号、吨位、铁磁物质的分布和测得的磁场大，确定采用的消磁方式、绕缆的匝数以及点位，并在电脑终端上键入脉冲电流时间、强度等参数官兵按照确定的点位进行绕缆，将一道道电缆缠满钢铁战舰的全身。绕缆工序完成后，即开始对被消磁舰反复通电、测量、调整，直到磁场参数达到要求。一艘舰艇整个消磁过程通常要反复通电20次左右。3

工作原理消磁船的主消磁系统和辅消磁系统均采用临时线圈消磁法。主消磁系统提供的脉冲电流又称工作电流，它形成舰船消磁所需的冲击磁场，其作用是打乱船舶固定磁性磁场，使铁磁材料中的磁畴处于无序状态，从而达到消磁的目的。辅消磁系统提供地磁补偿电流，供给消磁补偿线圈。该电流是一个可连续调整的直流电流，形成被消磁舰船地磁补偿磁场，以抵消地球磁场对船舶的感应作用，使消磁过程中达到无磁带磁化的条件。主消磁系统和辅消磁系统两者相互配合，协同工作，以消除被消磁舰船的固定磁性磁场。

根据实际消磁要求，消磁船的主消磁系统要完成综合消磁和一般消磁两种工作。消磁船的消磁系统分为主消磁系统和辅消磁系统，下面对其分别进行分析。

1)辅消磁系统

辅消磁系统一般由辅消磁发电机组、辅消磁电流控制设备、直流断路器、消磁电缆等构成。

辅消磁系统以消磁电流整流器来调节励磁电压的方式控制辅消磁发电机的电枢电压大小，达到调节辅消磁补偿电流的目的。对于补偿电流方向的改变则是通过直流断路器的选择实现的，并且为了稳定电枢电流值设计了去磁设备。

2)主消磁系统

主消磁系统一般由消磁发电机、消磁控制设备、消磁电缆、消磁开关板等构成。

根据控制方式不同，这里把现有消磁船的主消磁系统分为主消磁系统A、主消磁系统B和主消磁系统C。 5

发展方向对现有消磁船消磁系统的分析可以清楚地看出，科学技术各个领域的发展是消磁系统和设备发展的前提条件，消磁船和消磁系统的研制经历了从电机扩大机机组控制到模拟电路、集成电路及全数字控制各个技术发展阶段。对消磁系统高精度、高可靠性和可维护性等性能的追求是消磁系统和设备发展的动力所在，同时大吨位舰船日益增长的消磁需求也为消磁系统和设备的发展提供了一个重要契机。

在现阶段相关科学领域技术发展和应用的前提下，舰船消磁对消磁能力和精度不断增长的应用需求提出了消磁系统和设备技术发展的几个方向。

(1)多层网络技术。网络技术的快速发展使得系统结构更简洁清晰、系统控制更智能可靠、系统施工更方便简单，系统维修更准确快速。通过网络技术在工业控制场合的广泛应用，网络总线通信传输能力得到了工业界的一致认可，其快速性和可靠性经受了实践的充分考验。

因此，在未来的消磁船消磁系统和设备中网络总线技术的应用将更加广泛，提高消磁船和消磁系统的快速性与可靠性，将是消磁船和消磁系统一个重要发展方向。

针对计算机和网络总线技术的应用，未来的消磁船和消磁系统在系统结构上应该采用多层的网络技术，例如采用底层为实时性能高的现场总线网络，上层为工业以太网络。现场总线网络将系统分布在船上各处的控制设备连接起来，进行实时数据通信，以满足控制器对现场设备进行实时控制的要求；工业以太网络负责控制设备与上位监控的通信，准确完成用户对系统的监视和控制功能。

(2)系统智能管理技术。计算机硬件和软件的快速发展带动了工业控制应用中的系统智能管理技术，使得控制系统具备自动控制被控对象、自动检测系统状态、自动诊断系统故障、自动保护系统安全、自动重构系统结构、自动记录系统信息等智能管理功能。目前许多先进的工业控制系统中通过计算机的应用使系统具备越来越强的智能管理功能，这一先进技术在消磁系统上的应用也将成为一个重要的发展方向。

尽管在现有的消磁船和消磁系统中已经具备了一定的智能管理功能，但相比当前先进的工业控制系统仍然存在较大差距。因此，基于多层网络技术的大型程控电路系统、先进的工业控制计算机、大容量数据库系统和友好直观的人机界面软件等先进技术的应用，将给消磁系统和设备带来更强的智能管理功能。

(3)多船联合消磁技术。随着大吨位舰船对消磁需求的日益强烈，使用两艘或两艘以上小型消磁船联合起来对某一艘大吨位的舰船进行消磁的应用需求也将随之产生，使得多船联合消磁技术成为消磁船和消磁系统的重要发展方向。

因此，在进行新的消磁船和消磁系统设计或者对现有消磁船和消磁系统进行改造的过程中，系统组成应该包括消磁船和消磁系统与其他消磁船的消磁系统进行联合消磁的通信接口和控制设备。同时，为达到对舰船消磁的效果，多船联合消磁对消磁系统和设备的实时性和同步性提出了新的要求。

(4)大型消磁船和消磁系统。当使用两艘或两艘以上小型消磁船联合起来仍然无法满足对某一条大吨位的舰船进行消磁的功能，需建造更大型的消磁船和消磁系统来满足实际需求。

大型的消磁船和消磁系统的建造使得系统中设备的各个要素都增大了很多，比如控制网络中的节点数将增多、通信负载将加重、消磁发电机组的功率和尺寸将增大、构成消磁回路的开关数量和容量将增大等。虽然现有消磁船、消磁系统和现阶段成熟的相关工业技术可以为大型消磁船和消磁系统的设计、建造提供许多可借鉴的经验，但系统设备各要素的增大对这些技术在大型消磁船和消磁系统应用中提出了不少充满挑战性的课题。5