据中国专利公布公告网显示，由上海宇航系统工程研究所申请专利的新发明“一种在临近空间电磁发射卫星的系统和方法”在近日公布。

这可以说是中国首创的颠覆性技术，电磁发射是通过将电磁能转变为动能，实现物体高速或超高速发射的技术。它既可用于分离时末速度 100 m/s 量级的飞机弹射,也可用于3 km/s量级的炮弹和 8 km/s 量级的航天器发射。相比于传统利用机械能或化学能发射的方式,电磁发射在效率、可靠性、安全性、可操作性等方面具有显著优势,是一种未来航天发射新型技术。

这项专利包括：飞艇系统、电磁发射系统和卫星系统。飞艇系统运行于20～100km高度的临近空间范围内，用于承载电磁发射系统和卫星系统，包括大型气囊及其支撑结构系统、基于柔性薄膜太阳电池阵及储能装置的能源系统、气动舵面及飞行控制系统、任务管理系统、电动螺旋桨推进系统。其中：

(资料图)

目前，全球小卫星发射有2种方式，以主星（大中型主载荷）的部署周期和轨道高度要求为主，利用大中型火箭搭载小卫星入轨，这是以往部署小卫星的主要方式。这种方式由于是以主星为主，因此小卫星的发射时间和轨道选择非常有限，使得小卫星的部署也十分受限。

另一种是没有主星（大中型主载荷），利用小型火箭发射多颗轨道相近的小卫星。这种方式可实现相对快速发射，非常灵活且降低了成本，十分有利于激发卫星的部署力度和创新星座应用方案。

而中国科学家构思了临近空间发射小卫星技术，一方面降低发射成本，另一方面可以做到任意时间地点发射，因为临近空间一般是指距地面20～100km 之间的空域，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间，这一空间气流相对平稳、垂直对流小，气象条件优越，发射安排可以灵活机动,同时可以规避影响发射的任何气象问题。

另外由于我们自主拥有天基测控技术以及测控平台重复使用技术，从而使得我们的发射成本更加低廉。

卫星侦察的发展趋势是小型化、低成本和高性能，即不断地提高星上信息处理、数据压缩和数据实时传输的能力，保持良好的多星组网状态，使小卫星在军事活动中发挥更大的作用。临近空间发射卫星可以说是正好符合这样的发展趋势。

这项技术最颠覆的是利用电磁发射技术发射卫星，电磁发射成本低、操控安全、适应性强，能量释放易于控制，可重复快速发射，可为快速、低成本地向太空投送小卫星和物资提供新思路提供可能性。

除此之外，临近空间飞行器在地面低速起飞段燃油消耗量大，在完成相同飞行任务的前提下，电磁发射方式提供了高起飞速度，可以有效降低燃料占比，进而缩小飞行器起飞质量和起飞规模，或可提高其有效运载能力。

这项技术的难度是非常高的，举个例子，弹射过程中，直线电机的动子速度从 0 逐渐达到最高速，通入直线电机的电能频率不断升高，电压也不断加大，能量存储系统输出的电能需要通过电力调节分系统实现电能的变换，其难点在于处理的电能瞬态功率大需要对高压大电流进行调节。这就需要攻克大功率变流控制技术。

从这可以看出，中国的电磁技术已经非常成熟，而这马伟明可以说功不可没，马伟明在电磁技术上为中国构建了一套完整而系统的理论，从而为电磁技术的多样化发展提供了可能性。

比如马伟明参与研制的单兵、班组、车载可携带式电磁发射超高速狙击步枪，已完成对数公里外的目标进行精确直瞄打击试验；大口径电磁发射迫击炮，可将100公斤重的炮弹发射初速超过音速。美国的同类武器120毫米电磁迫击炮为420m/s，已经研究了40年 ；研制成功用于电磁炮的的电池电容复合储能装置，放电脉冲电流75倍时寿命可达3万次，美国走了弯路，2016年才改用同类技术路径 。

可以说，正是马伟明构建了完整而系统的电磁发射理论，中国才得以在各项电磁发射技术上领先美国，走出属于中国自己的道路。

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