一步到位!中國003航母彎道超車:直接採用電磁彈射器
隨著中國第一艘國產航母完成第二次海試,我們距離我們的航母夢越來越近了。在船廠中正在分段建造的003航母也開始了他的征程。003航母作為中國第一艘平直甲板航母,其採用的艦載機彈射裝置一直是軍迷交流的熱點,而使用蒸汽彈射器還是電磁彈射器,人們依舊爭論不休。
相當一部分人認為應該是用蒸汽彈射器,理由很簡單:沒學會走就想學跑,不怕摔死?但實際上,無論是蒸汽彈射器還是電磁彈射器,對於航母使用方面是一張白紙的中國海軍來說,就像是嬰兒跟爸爸學走路還是跟媽媽學走路一樣,殊途同歸。
蒸汽彈射是指利用航母主機鍋爐中的高壓蒸汽作為動力,利用活塞原理將飛機掛靠在活塞上,利用蒸汽動力完成加速起飛。這種方式最早出現在英國,1952年英國人米切爾發明了現代蒸汽彈射器的雛形並將其安裝在英國英仙座號航母上。這種方式與我們常見的氣槍非常類似,使用壓縮氣體和氣缸進行工作。
蒸汽彈射是美國玩的最溜的一種彈射模式,美國最早使用彈射是在漢考克號航空母艦上,而後應用在美國的埃塞克斯級航母,隨後所有的美國航母均裝備了蒸汽彈射器。蒸汽彈射器的好處就是能夠大幅度的提高艦載機的離艦速度,進而讓艦載機掛載更多的彈藥和油料起飛。
電磁彈射與蒸汽彈射在原理上有本質的區別,但在使用過程中過程基本相似。電磁彈射是利用電磁場產生的洛倫茲力將飛機「推」出去。這種方式相比利用活塞、氣缸、緩衝器等組成的蒸汽彈射,其整體結構更加簡單,組成部分僅為軌道、電容器、彈射車組成。
電磁彈射相比蒸汽彈射的好處有很多:1.部件少:常規蒸汽彈射需要將鍋爐內的高壓蒸汽引出到彈射器,利用活塞和氣缸將飛機加速。這個過程中需要管道進行連接,其中無論是穩壓,除銹都不是個簡單活。電磁彈射只需要大量的電力和電容器就可以完成,電力的傳輸依靠電力綜合控制系統完成。
2. 效率高:蒸汽彈射器需要蒸汽擁有極高的壓力,每次彈射需要消耗700公斤的高壓蒸汽。在進行多次高強度彈射工作後,主機的出力需要很長的時間才能緩過來。而其能量轉含率約為8-15%,效率非常之低。電磁彈射則只消耗電力,額外損耗也只是電磁彈射過程中產生的熱量,其效率為60%左右,遠高於蒸汽彈射器。
雖然電磁彈射有很多好處,但是其製造難度要比蒸汽彈射高很多。第一是艦體需要電力綜合控制系統輸出穩定的電力。第二,電磁彈射需要有加工要求較高的永磁體電機和大容量儲能設備。第三,電磁彈射需要有穩定的控制電力轉換系統。
這三個要求任何一個都是難如天塹,即使美國也是在長達30年的發展和技術驗證中一點一點走過來的。中國在這方面的技術起步晚,但是相關的技術準備和儲備比較早。武漢海軍工程大學的馬偉明院士在電磁工程化方面的建樹就是中國這些年進步的最直觀的體現。無論是中壓直流綜合電力系統還是永磁體電機的製作都是中國核動力全電航母的重要組成部分。
有了這些技術基礎,中國何必再去費勁費力研究已經過時的蒸汽彈射呢?一步到位就夠了!(利刃/AL)
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