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院士带队研制高性能发电机系统装备我军潜艇
分类:武器

图片 1 资料图:马伟明

首页> 军事新闻> 中国军情> 中国潜艇装备世界首台交直流双绕组发电机(图) 来源:2013-01-02 15:22 hawk 分享到: 图片 2 图片 3 图片 4 图片 5 图片 6 图片 7

人物小传

图片 8 资料图:浮出水面的039型潜艇。

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马伟明,中国工程院院士,舰船动力与电气工程专家,海军工程大学电力电子技术研究所所长、舰船综合电力技术国防科技重点实验室主任、教授、博士生导师,海军专业技术少将军衔。第九、第十一届全国人大代表,中国共产党第十六次代表大会代表。荣膺“中国发明创业奖”特等奖、“军队专业技术重大贡献奖”、“优秀科技青年创业奖”、“求是杰出青年实用工程奖”、 “何梁何利奖”。被授予全国十大“杰出专业技术人才”、“国家有突出贡献的中青年专家”和“当代发明家”荣誉称号。先后主持和参加国家及军队重大科研课题40 余项,获国家科技进步一等奖2 项,国家发明三等奖2 项,军队科技进步一等奖、二等奖各4 项。

  人物档案:马伟明,男,汉族,50岁,中共党员,海军工程大学电力电子技术研究所所长、教授,中国工程院院士。长期致力于舰船电气工程领域研究,带领科研创新团队在舰船综合电力技术和电磁发射领域取得了一系列具有自主知识产权的成果,为国家科技进步与国防装备建设作出了突出贡献。曾获国家科技进步一等奖2项,军队科技进步一等奖4项等。

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他34 岁破格晋升教授,38 岁成为博士生导师,41 岁当选中国工程院最年轻的院士,42 岁晋升海军少将军衔,专业技术一级,一等功荣立者;他在世界上最早提出“电力集成”理论,先后攻克制约国家、军队装备发展的重大技术难关近千个,有20 多项成果为“世界首创”、“国际领先”:他,就是海军工程大学教授马伟明,一位具有传奇色彩的年轻科学家。

  2010年12月14日,人民大会堂小礼堂,马伟明代表刚刚获奖的“十佳全国优秀科技工作者”发言。这位国防科技创新的领跑者致力创新,打破国外技术封锁,为我军舰船装上“中国心”的故事,不断引来阵阵掌声。

马伟明将军(资料图)

新型潜艇的“专家医生”

  海军工程大学教授、舰船综合电力技术国防科技重点实验室主任马伟明曾经是中国最年轻的工程院院士,长期致力于舰船电器工程领域的研究,带领科研创新团队取得一系列具有自主知识产权的原创性成果,为国家科技进步与国防装备建设作出了突出贡献,使我国在舰船动力平台新的发展方向上,逐步赶超世界发达国家先进水平。

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在海军工程大学,大家都知道马伟明院士脾气犟、性子急。那年,即将担负战备执勤任务的某型潜艇充电发电机突然出现严重故障,导致该型潜艇全部停航,部队上下心急如焚。马伟明闻讯,星夜找到海军首长说:“请把这个任务交给我!”在别人眼里,这是一块“烫手山芋”,不仅技术风险高,而且费力不讨好:一旦查出问题来,无论涉及设计方还是制造方,都要得罪人。别人躲都躲不及的事,为什么非要主动揽过来?马伟明的解释铿锵有力: “我是海军的院士,装备出了问题,我不去研究,海军还要我这个院士干什么?”

  “人气低迷”的课题组长

资料图:中国海军039宋级潜艇装填鱼雷

春节,马伟明和同事们放弃了休假。大年初二,马伟明因疲劳过度被送进了医院。他人在医院,心却挂着研究进展,每天打完点滴就赶紧溜回实验室。经过几十个日夜、近千次的反复实验之后,他们终于模拟出了与故障装备完全相同的故障形态。很快,一套详细的技改措施,连同整个事故的分析报告送到了上级机关,“趴窝”的潜艇,又重新起航了。从此,同类的“病因”再也没有在该型潜艇出现过。

  “我要特别感谢我的恩师张盖凡教授。”面对来自全国的数百位听众,马伟明再次讲起带他走上电机研究之路的导师。

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过去,我海军潜艇电机设备主要依靠进口,严重制约海军战斗力建设。“为不受制于人,核心技术必须国产化,否则,我们永远只能拴在别人的裤腰带上过日子。”面对国外的技术封锁,马伟明态度坚决。舰艇体积重量有严格限制,怎样在这种情况下提供高品质、大容量的交直流电力,一直是世界各国海军致力追求的目标。经过研究论证,马伟明在国际上率先提出电力集成的技术思想,即用一台电机同时发出交流和直流两种电。经过十年的艰苦攻关,马伟明创立了三相交流和多相整流同时供电的发电机基本理论,攻克了这类电机电磁参数计算、系统稳定性、传导干扰预测及其抑制、短路电流计算等关键技术,成功研制出世界第一台交直流双绕组发电机系统,并获得国家发明专利。

  海军工程大学电气工程系老教授张盖凡算是马伟明的伯乐。

资料图:中国海军039宋级潜艇攻击群

随着大型战舰对舰载电力需求的快速增长,马伟明提出研制体积重量更小、发电容量更大的高速感应整流发电机供电系统的设想,又一次确立了我国在多相发电机整流供电系统理论研究和工程技术上的世界领先地位。

  1978年,马伟明考入海军工程大学电气工程系,张盖凡主讲《电机过渡过程》,教学中两人建立起深厚的师生情谊。

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舰艇领域的“电力权威”

  毕业后,张盖凡引导马伟明回校读研,进入由他开辟的同步发电机整流供电系统这一研究领域。研究生毕业,张盖凡把马伟明调到身边工作。1992年,他又推荐马伟明到清华读博。正是在清华学习期间开拓了眼界,随着研究的不断深入,范围不断扩大,一个新的研究方向——电力系统电磁兼容进入马伟明的视野。

资料图:中国海军039改进型宋级潜艇

几年前,我国采用新一代舰船综合电推技术的新型舰船项目上马。一些国外的大型电气集团看到了商机,纷纷找到马伟明,要求开展合作。早就成竹在胸的马伟明提出了一个听起来有些“不合理”的条件:从发电变电到配电,硬件全部采用中国产品,只是把中国人并不太成熟的相关技术交给外方来做。但是,出了问题,责任由外方承担。一直处于欧美技术前沿的两家大型电气公司,被马伟明这种毫无商量余地的自信底气所震撼。他们深知,这位黄皮肤黑头发的中国教授马伟明,是电力推进系统的权威。最后,他们不得不同意了这种近乎苛刻的合作模式。“什么叫世界领先水平?”马伟明的理解是:“你开辟了一个研究方向,始终有人跟着你做,这才叫是领先,否则,即使首创而无人跟随,也谈不上领先。”

  马伟明说:“对我的培养,张教授真是煞费苦心,方法就是压担子,逼我走到前台。”

  科技群英谱

“固有振荡”是困惑电机界的世界性难题。我军新一代潜艇引进外国某公司供电系统的第一次技术谈判中,马伟明曾善意地向该公司专家提出这个问题,但对方当时不屑一顾,傲慢地表示自己的产品不存在问题。

  上世纪90年代初,张盖凡刚刚从海军有关部门争取到一个多相发电机整流系统运行稳定性研究项目。其时我国刚刚与一家著名跨国公司谈判引进其多相发电机系统,该系统运行的稳定性,直接关系到其应用装备的成败。

  人物档案:马伟明,男,汉族,50岁,中共党员,海军工程大学电力电子技术研究所所长、教授,中国工程院院士。长期致力于舰船电气工程领域研究,带领科研创新团队在舰船综合电力技术和电磁发射领域取得了一系列具有自主知识产权的成果,为国家科技进步与国防装备建设作出了突出贡献。曾获国家科技进步一等奖2项,军队科技进步一等奖4项等。

马伟明和他的同事只有3 万 5 千元的科研经费,外加一间由洗脸间改造的实验室。在经历一次次失败之后,马伟明成功研制出“带整流负载的多相同步电机稳定装置”,发明了带稳定绕组的多相整流发电机,从根本上解决了“固有振荡”这个世界性难题,并获得国家发明专利。

  此前,张盖凡带着几名年轻教员经过4年攻关,已取得了前期成果。但他深知自己年事已高,必须选定一位堪当大任的“接班人”。出人意料,老先生挑中了刚刚硕士毕业的马伟明。

  2010年12月14日,人民大会堂小礼堂,马伟明代表刚刚获奖的“十佳全国优秀科技工作者”发言。这位国防科技创新的领跑者致力创新,打破国外技术封锁,为我军舰船装上“中国心”的故事,不断引来阵阵掌声。

难道中国已解决发电机整流系统振荡顽症?外国公司的技术人员很快就从英国出版的世界专利索引权威刊物《DERWENT》上得到证实。“您能以您的专利帮助我们解决振荡问题,我们愿意向您本人支付相当于贵国150 万现钞作为酬劳。”150 万元,的确有着强大的诱惑力,但它未能撼动马伟明:“专利技术的转让是有价的,但到底多少钱,则不是我关心的事,因为作为一项职务发明,它不仅仅属于我个人,更属于我的国家!”事已至此,该公司别无选择,只有老老实实购买中国的发明专利。

  马伟明低迷的“人气指数”,丝毫没有动摇张盖凡的决心。马伟明一到位,他直接让马伟明当了课题组组长,自己则退居二线,做起了顾问。

  海军工程大学教授、舰船综合电力技术国防科技重点实验室主任马伟明曾经是中国最年轻的工程院院士,长期致力于舰船电器工程领域的研究,带领科研创新团队取得一系列具有自主知识产权的原创性成果,为国家科技进步与国防装备建设作出了突出贡献,使我国在舰船动力平台新的发展方向上,逐步赶超世界发达国家先进水平。

一心助推“中国制造”

  多相发电机整流系统运行稳定性的研究,就这样在马伟明的领衔下展开了。马伟明没有辜负张盖凡的“慧眼”,很快发现了不容忽视的低频振荡问题。

  “人气低迷”的课题组长

几年前,我国从国外引进的某大型发电机系统发生重大故障。作为中方首席专家,马伟明参与代表团与该国代表团谈判。经过现场勘察,马伟明和同事很快找到症结:发电机设计先天不足,责任完全在对方。谈判刚刚开始,该国代表团便矢口否认中方结论,指责中方违反操作规程。他们还得意地拿出一份图纸,趾高气昂地说:“先生,这是我们的设计图纸,你们所说的一切,只不过是主观臆断而已!”。在他们看来,我方没有发电机设计图纸,无法从本质上提出反驳证据。令外国代表做梦都没想到的是,早在在谈判之前,马伟明和同事就已经绘出了设计图纸。当马伟明把那张比对方大10 倍的图纸摆在谈判桌上时,10 名该国资深电机专家顿时目瞪口呆。“天哪,太不可思议了!这张图纸和我们设计的图纸完全一样!”一位外方专家禁不住喊出声来。但他们仍然强词夺理:“你们的理论太离奇,我们听不懂!”“先生,我们是在讨论科学!”马伟明指着图纸,大声吼道, “你不懂,我可以教你!”一旁的翻译被这雄狮般的怒吼惊呆了,望着马伟明久久不敢张口。“照直译!”马伟明厉声道:“再加一句:我分文不收,免费教!”这次,外方人员显然是听懂了,证据面前,他们不得不低下高昂的头颅。

  脾气倔、性子急的“烈马”

  “我要特别感谢我的恩师张盖凡教授。”面对来自全国的数百位听众,马伟明再次讲起带他走上电机研究之路的导师。

风力发电变流器是环保新能源风力发电机的核心部件之一。马伟明率领的科研团队与湘潭电机厂有着多年合作。

  有人说马伟明人如其名,是匹脾气倔、性子急的“烈马”。马伟明挺喜欢这个比喻。

  海军工程大学电气工程系老教授张盖凡算是马伟明的伯乐。

一次协作中,马伟明了解到,我国虽然能自主生产2 兆瓦级永磁直驱发电机组,但与机组配套的并网变流器却全部依赖进口,严重制约了国内风电产业的发展。马伟明决心利用团队的力量,打破外国人的技术垄断。他们费时两年多,成功突破大功率变流器的多项关键技术和设计 “瓶颈”,研制出具有自主知识产权的2 兆瓦级永磁直驱风力发电变流器。

  他只相信科学,崇洋媚外、迷信权威的思路在他这里绝对要碰钉子。“对一些高科技,不少人首先问西方发达国家有没有。西方国家有了,我们才搞;没有,便认为你是疯子、骗子。我就偏不信这个邪!”

  1978年,马伟明考入海军工程大学电气工程系,张盖凡主讲《电机过渡过程》,教学中两人建立起深厚的师生情谊。

经鉴定,这一“中国创造”打破了西方国家的技术垄断,为我国大功率直驱风力发电变流器技术国产化与产业化提供了技术支撑,填补了国内空白,达到了国际先进水平,部分指标优于国外同类产品,具有重大的社会和经济效益。

  上世纪90年代初,我国研制新型常规潜艇,需要进口高效能的十二相整流发电机系统。在与外商的技术谈判中,马伟明提出该型电机系统存在“固有振荡”问题,对方却不屑一顾,傲慢地声称他们的产品不存在问题。

  毕业后,张盖凡引导马伟明回校读研,进入由他开辟的同步发电机整流供电系统这一研究领域。研究生毕业,张盖凡把马伟明调到身边工作。1992年,他又推荐马伟明到清华读博。正是在清华学习期间开拓了眼界,随着研究的不断深入,范围不断扩大,一个新的研究方向——电力系统电磁兼容进入马伟明的视野。

随后,马伟明和他的团队趁势将3 兆瓦级风力发电变流器研制了出来,接着又开始研制5 兆瓦级风力发电变频器……这些成果的诞生,不仅能满足未来直驱式风力发电应用的需求,还可以拓展到船舶、飞机等其它应用领域,对于新能源、分布式发电技术的国产化具有重要的推动作用。

  这件事对他刺激很大,唯有靠中国人自己发愤图强,真正掌握核心技术,才能在世界高技术领域占有一席之地。他们用仅有的35000元,造了两台小型十二相电机,在洗脸间改造的简陋实验室里开展研究。1800多个日日夜夜,终于查明原因,成功研制出带整流负载的多相同步电机稳定装置,发明了带稳定绕组的多相整流发电机,从根本上解决了“固有振荡”难题,此项发明荣获国家科技进步一等奖。

  马伟明说:“对我的培养,张教授真是煞费苦心,方法就是压担子,逼我走到前台。”

当年,外国进口给中国的风力发电变流器,便从230 万一台,一路狂跌,降到每台98 万元。湘潭电机厂订购了400 台2 兆瓦级并网变流装置,不过这次的价格要比之前便宜得多。按照每台降价130 万计算,湘潭电机厂仅此一项就节约了10 多个亿。

  当他再赴该公司验收设备,指出该类电机系统存在的设计缺陷时,外方首席专家还狡辩:“你的理论太离奇,我们听不懂。”

  上世纪90年代初,张盖凡刚刚从海军有关部门争取到一个多相发电机整流系统运行稳定性研究项目。其时我国刚刚与一家著名跨国公司谈判引进其多相发电机系统,该系统运行的稳定性,直接关系到其应用装备的成败。

在此项技术专利转让谈判时,令当地政府和生产企业都万万没想到的是,马伟明只是象征性的收取了1%的技术转让费。面对大家的困惑和不解,马伟明淡定地说:“我的想法很简单,就是要让‘中国创造’在世界高科技领域占有一席之地。”

  压抑了很久的怒火,一下子窜到了头顶,马伟明直视对方,一字一句说道:“先生,我们是在讨论科学,你不懂,我可以教你!”

  此前,张盖凡带着几名年轻教员经过4年攻关,已取得了前期成果。但他深知自己年事已高,必须选定一位堪当大任的“接班人”。出人意料,老先生挑中了刚刚硕士毕业的马伟明。

科学技术没有国界,但科学家有自己的祖国。维护国家利益,提升“中国制造”的品质,一直是马伟明内心世界最朴素的愿望。

  一旁的翻译久久没有张口。

  马伟明低迷的“人气指数”,丝毫没有动摇张盖凡的决心。马伟明一到位,他直接让马伟明当了课题组组长,自己则退居二线,做起了顾问。

  “照直译!”马伟明说,“再加一句:免费教!”

  多相发电机整流系统运行稳定性的研究,就这样在马伟明的领衔下展开了。马伟明没有辜负张盖凡的“慧眼”,很快发现了不容忽视的低频振荡问题。

  这之后,外国专家通过从世界专利索引上证实“带整流负载的多相同步电机稳定装置”由马伟明发明,又提出“私下交易”,要马伟明帮他们解决“固有振荡”。马伟明义正辞严:“专利技术是有价的,它不仅属于我个人,更属于我的祖国!”

  脾气倔、性子急的“烈马”

  此后,这家公司不得不将原来视为核心机密的整套设计图纸送中方审查,并花高价购买我国专利。

  有人说马伟明人如其名,是匹脾气倔、性子急的“烈马”。马伟明挺喜欢这个比喻。

  舰船“中国心”的设计者

  他只相信科学,崇洋媚外、迷信权威的思路在他这里绝对要碰钉子。“对一些高科技,不少人首先问西方发达国家有没有。西方国家有了,我们才搞;没有,便认为你是疯子、骗子。我就偏不信这个邪!”

  有人把发动机比作舰船的“心脏”,心脏的好坏直接影响舰船的生命力。马伟明就是为舰船设计“心脏”的人。

  上世纪90年代初,我国研制新型常规潜艇,需要进口高效能的十二相整流发电机系统。在与外商的技术谈判中,马伟明提出该型电机系统存在“固有振荡”问题,对方却不屑一顾,傲慢地声称他们的产品不存在问题。

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