中国为何一定要研电磁弹射器 甲板占用面积缩小2/3

2017年02月06日 15:43 新浪军事 微博
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  去年11月4日,中国工程院院士、海军工程大学教授马伟明荣获本年度何梁何利基金最高级别奖项——“科学与技术成就奖”。马伟明院士能够获此殊荣的原因就在于在电磁弹射、综合电力推进、新能源接入技术等领域取得了一批具有完全自主知识产权的原创性成果,共获国家科技进步一等奖2项,国家技术发明三等奖2项。那么相对于蒸汽弹射器来说,电磁弹射器究竟有哪些优点呢?

  首先,电磁弹射的最大弹射能力高达122兆焦耳,比蒸汽弹射器高出约29%,可以弹射重量更大的舰载机。电器弹射的加速均匀且力量可控。美军C-13-1型蒸汽弹射器发射是最大过载达到6G,而整个行程的平均加速度仅有2G多一点,F/A-18战斗攻击机飞行员常常调侃C-13-1弹射器在后段往往没有飞机自身的发动机加速得快。电磁弹射器的推力启动段没有蒸汽那种突发爆炸性的冲击,峰值过载从6G可以降低到3G,这不仅对飞机结构和寿命有着巨大的好处,对飞行员的身体承受能力也是一个不错的改善。

  此外,由于电磁弹射的加速和弹射器的长度没有关系,除了受到气动阻力和摩擦阻力的影响外,弹射初段到末段的基本加速度不会出现太大的波动,这就比蒸汽弹射的逐步下降来得更有效率。根据计算,平均加速度一样时,电磁弹射器可以比蒸汽弹射器让飞机多载重8%至15%。

  另一个比较重要的好处在于电磁弹射器具有很大的能量输出调节范围。蒸汽弹射器的功率输出依靠一个叫速率阀的东西,利用控制蒸汽流量的方式控制弹射器的功率输出,机械的可调节性能输出达到1:6就差不多是极限了;而电磁弹射的功率输出是由电路系统控制的,从大功率民用变电的经验可知1:100以内的变化是相当容易的。美国海军未来将会大量使用轻重不一的无人机,蒸汽弹射器很难适应这个要求。对航母的设计是和海军操作人员来说,电磁弹射器是一个大福音,它不仅将机库甲板的占用面积缩减到原来的1/3,而且重量还轻了一半。如美国现役航母1座C-13-1型蒸汽弹射器的总质量为538吨,体积超过1100立方米;而电磁弹射的质量小于280吨,体积小于425立方米。

  大幅减轻高过重心位置的重量对航母的稳性设计是个很有益的举措,既不用再为复杂的蒸汽管道迷宫所困扰,也不用再为灼热的蒸汽泄漏和四处污溅、难以清洁的润滑油所发愁。同时,电磁弹射器还具有比蒸汽弹射器更小的体积和质量,电磁弹射采用电气化信息化手段,简化了操作方法,并可实现全系统的状态监控和故障自诊断,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,并且节省了全寿命周期费用。

  还有一个好处是电磁弹射器能与滑跃式甲板巧妙融合,而蒸汽弹射器却没有电磁弹射器的灵活,它不能弯曲,就无法与滑跃起飞结合,而电磁弹射器与滑跃式起飞结合后能进一步增加飞机的载重量。如果将来中国研制出了电磁弹射器,并实用于辽宁号,不仅可使辽宁号可以搭载更多像美国无人机一样的机种,还可以进一步增加歼-15的载弹量,这样就大大提升了辽宁号的作战能力。因为蒸汽弹射和电磁弹射在技术上不具备继承性,哪怕中国耗费巨资和时间完全掌握了蒸汽弹射技术,到电磁弹射之时一切都要近乎于从头开始。

  美国先蒸汽弹射,后电磁弹射只是因为历史原因,中国则会根据自身实际情况做选择。根据网络信息中国的电磁弹射和蒸汽弹射都不乏振奋人心的消息,由此可见,蒸汽弹射和电磁弹射方案都在军方的选择方案中,两者的进度很可能大致处于同一水平,至于鹿死谁手,很可能取决于两个团队的技术成果性能和成熟度的比拼。(作者署名:战略吐槽秀)

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