航母的电磁弹射有5大优势、20多优点,蒸汽弹射航母是无法抗衡的

原标题:航母的电磁弹射有5大优势、20多优点,蒸汽弹射航母是无法抗衡的

进入21世纪,随著储能、电力电子、直线电机、控制技术的发展,美国重新开发了实用化飞机电磁弹射技术。1999年12月10日,美国海军选择了诺斯罗普・格鲁曼公司与通用原子公司,依次开展了全尺寸、全功率、半长度的飞机电磁弹射样机的研制。历经几回合的比较,最后在2004年4月选择了通用原子公司的方案,陆上演示验证祥机的研制逐渐展开。2009年6月,美国重新确定了在2015年服役的下一代“福特”级航母CVN78中安装 机电磁弹射并且授予通用原子公司5.73亿美元研制合同。2010年12月18日,美国海军于新泽西州菜克赫斯特基地顺利弹射了F/A-18舰载机,标志着电磁弹射技术的成熟化与实战化已经到来。美国不遗余力地研制飞机电磁弹射达到军事领先的目的不言而喻。航母的电磁弹射有5大优势、20多优点,蒸汽弹射航母是无法抗衡的。

我国未来航母的电磁弹射

相对传统蒸汽弹射,飞机电磁弹射具有极大优势:

1)弹射能力越来越强。蒸汽弹射器利用机械方法控制蒸汽注入汽缸,推力无法准确控制,而且输出的能量调节范围比较小,所以过重与过轻的飞机均无法弹射,这便是目前美国现役航母之上无法同时装备重型舰载机与轻型无人机的关键原因。 电磁弹射的极限弹射能力高于蒸汽弹射器能到29%,能量最大达122兆瓦,而且 电磁弹射输出能量调节范围宽广,所以其弹射能力是蒸汽弹射器无法比拟的。

F35试验电磁弹射

2)弹射性能越来越好。典型蒸汽弹射器的加速度峰值平均为1.15-1.2,实际值可能出现峰值2以上的情况,而且弹射末速度误差可达2.57m/s。因为蒸汽弹射器推力输出不平稳,舰载机机体会因为受力不平稳而受损。相比而言,电磁弹射利用优化弹射曲线,并且采用闭环反馈实时控制手段,加速度峰值均值只达到1.05,弹射末速度误差可控制在0~1.5m/s之内。电磁弹射推力可控,加速稳定,可大幅度减小对于舰载机与各部件的冲击,有利于飞机结构的设计,并且可使机体的使用寿命延长31%。还能缓解飞行员的身心压力。

老式蒸汽弹射

蒸汽弹射器自冷态启动时,稳定预热时间短达24小时,因而 电磁弹射的准备时间绝不到15分钟。,大大提高了战场应急反应能力与作战效率。此外、蒸汽弹射器能量效率只为4%-6%,因而电磁弹射的能量效率比蒸汽弹射高10倍以上,可达60%左右,大大提高了能量利用率。

3)弹射装置可靠性越来越好。蒸汽弹射器是一个高温高压的简单机械系统,部件众多,全台系统的固有可靠性很低,2次大故障间隔的平均值周期大约405周。 电磁弹射采用四能量链多余度结构,弹射过程之中可容忍一个能量链条出现故障,其余的能量链可以保证任务完成,可靠性大大提高,2次大故障间隔的平均值周期可超过1300周。

电磁弹射适装性很好

蒸汽弹射器作为开口汽缸结构,作为保证活塞往复运动时汽缸内的压力,需要采用金属密封条,受损更换十分繁杂和频繁。然而电磁弹射依靠定、动子间电磁场的非物理接触传力特性,取消了许多高磨损的机械设备,使用寿命有着极大的优势。

4)装置适装性越来越好。美国现役航母1座C13型蒸汽弹射器的总质量约为538吨,体积超过1100立方。反观电磁弹射的质量小于280吨,体积小于425立方。更为严重的是,蒸汽弹射器大部分质量位于顶层甲板,导致船体重心升高,对航行稳定性是不利的,然而电磁弹射可分开布置的特性,能够避免这个问题。

蒸汽弹射器需要较多人工维护

蒸汽弹射器多个部件间经由高温高压的管路连接,而且弹射汽缸需要整体安装。导致航母的总体安装和布置难度比较困难。然而电磁弹射采用模块化设计,直线电机可以分段安装与拆卸,各个部件透过电缆或是信号网络连接,布置多样化,适装性越来越方便。

5)运行与维护成本低。蒸汽弹射器一次弹射作业需消耗614公斤蒸汽,耗用航母大量的淡水资源与加热淡水所需要的能源。反观电磁弹射,在3秒的弹射时间内功率大约为100兆瓦,折算下来只消耗大约83千焦电能。除此之外,对润滑油、冷却水等其他辅助需求, 电磁弹射更具有非常明显的优势。

蒸汽弹射器维护检修困难

蒸汽弹射器人力需求量巨大,维护保养耗时耗力始终是作为美军所诟病的难题,所以其全寿命周期费用十分巨大。 电磁弹射采用电气化信息化手段,简化了操作方法,并且可实现全台系统的状态监控与故障自我诊断,人力需求减小30%,维护工作量大大降低,平均故障修复时间大大减少,而且还节省了全寿命周期费用。

我国两种弹射的试验

总体来说电磁弹射相对于蒸汽弹射具有明显的优势,电磁弹射取代蒸汽弹射是必然的趋势,因为电磁弹射更好地适应了航空母舰数字化和信息化的要求,装备蒸汽弹射航母将很难对装备电磁弹射的航母产生实质性威胁返回搜狐,查看更多

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