舰艇消磁系统
ship degaussing system
jianting xiaoci xitong
舰艇消磁系统
舰艇上用于抵消自身磁场而安装的消磁绕组、电源和控制设备的总称。旧称舰艇消磁装置。基本工作原理是：用消磁绕组通电产生与舰艇磁场分布特性一致而方向相反的磁场，来抵消舰艇磁场，从而提高舰艇对磁引信水中武器和磁力探潜仪的防御能力。
消磁绕组，由沿着设计规定的位置和路线布设的电缆和接线箱构成。通常有垂向绕组、横向绕组、纵向水平绕组和纵向肋骨绕组等(见图)。垂向绕组(有的称为M绕组)，平行于船体水线面布设并构成回路，通电后沿垂直方向产生绕组磁场，用来抵消舰艇垂直磁性形成的磁场。根据舰艇大小、使命和消磁要求的不同，垂向绕组可设计成单层或上、下两层。横向绕组(有的称为A绕组)，平行于船体纵剖面布设并构成回路，通常形成左右舷对称的两条支线(也有的布设在中纵剖面内形成单支线)，通电后沿左右舷方向产生绕组磁场，用来抵消舰艇横向磁性形成的磁场。纵向水平绕组(有的称为FQ绕组)，平行于船体水线面布设，在舰艇前半部和后半部绕向相反，通电后沿垂直方向产生首半段和尾半段方向相反的绕组磁场，可部分抵消舰艇纵向磁性形成的磁场，由于抵消效果不如纵向肋骨绕组，已逐渐被纵向肋骨绕组所取代。纵向肋骨绕组(有的称为L绕组)，平行于船体横剖面由舰首至舰尾按一定间距布设并构成回路，通电后沿首尾线方向产生绕组磁场，用来抵消舰艇纵向磁性形成的磁场。消磁绕组除上述基本类型外，对于航行区域不大的小型舰艇，可用轻型绕组来代替垂向绕组；对于某些用低磁或非磁材料建造的舰艇，可仅在机舱等铁磁物质集中的部位布设局部绕组；对于消磁要求较严格的反水雷舰艇，还设有抵消涡流磁场的绕组。为使消磁绕组产生的磁场与舰艇磁场的分布特性一致，各绕组都由舰首至舰尾分成匝数不同的若干区段，电缆也须严格按照设计的位置和路线布设，同时还要定期到消磁站进行检测、调整。消磁电源用于给消磁绕组供电。通常为可控硅整流装置、电机放大机或电机放大机－直流发电机组合。每一种绕组的各个区段以串联由一个电源供电，也可以由多个电源分别向各个区段供电。电源功率一般在数千瓦至数十千瓦之间。消磁控制设备，包括消磁电流调整器、消磁配电板等。消磁电流调整器，用来依据舰艇的航向、摇摆角度和所处的磁纬度不同，对消磁绕组的电流进行自动调整，使消磁绕组产生的磁场随舰艇磁场同步变化。根据取得调整信号方式的不同，消磁电流调整器有3种类型：①由电罗经取得航向信号，或由平台罗经取得航向、摇摆信号，磁纬度信号由人工设定，构成基于罗经信号的控制系统。②在舰艇上安装三轴磁强计，测量作用在舰艇纵向、横向、垂向的地球磁场强度，构成基于地磁信号的控制系统。③在某些特征点上测量舰艇磁场，构成直接以舰艇磁场为信号的控制系统。前两种已广泛用于各种舰艇；后一种还在研究发展中。此外，为抵消舰艇涡流磁场，前两种调整器还需要取得舰艇摇摆、转向的角速度信号，这通常用在相应信道中增设微分环节来实现。
(a)垂向绕组
(b)横向绕组
(c)纵向水平绕组
(d)纵向肋骨绕组
舰艇消磁系统绕组示意图
德国于1939年3月在英国海岸布放大量磁性水雷，迫使英国动用大量人力和经费进行消磁技术研究，1940年在商船和舰艇上大致沿着水平面布设简单的线圈，通以固定的电流，以减弱舰船自身磁场强度。随后，美国也进行了类似的工作。第二次世界大战末期至20世纪50年代初，消磁绕组已发展成垂向、横向、纵向绕组系统，消磁电流调整方法也由在绕组电路内串联电阻进行手动调整或继电器分级调整，发展成利用电罗经航向信号的消磁电流调整器。60年代先后出现了利用平台罗经和三轴磁强计的消磁电流调整器。利用平台罗经信号的消磁电流调整器，多用于潜艇；利用三轴磁强计的消磁电流调整器则广泛用于水面舰艇。70年代以后，通过精心配置消磁绕组、提高调整器精度、改善设备可靠性等措施，与磁场测量、数据处理、机械设备磁性控制等技术配合，以及低磁与非磁材料的应用，使反水雷舰艇消磁系统的综合水平提高很快，代表着舰艇消磁技术的前沿水平；同时，潜艇消磁系统需要综合考虑防御磁性水中武器和防御磁性探测两方面的要求，也形成具有特色的研究领域。