國產航母如虎添翼!中國軍方或已證實電磁彈射技術獲突破

據2015年11月6日出版的《解放軍報》第3版報導,11月4日,在北京召開的何梁何利基金2015年度頒獎大會上,中國海軍工程大學教授馬偉明榮獲2015年度何梁何利基金最高級別獎項——「科學與技術成就獎」,馬偉明院士長期致力於艦船電氣工程領域研究,在艦船綜合電力技術、電磁發射技術等領域取得了一批具有完全自主智慧財產權的原創性成果。這或許從側面證實了中國在電磁彈射技術方面已取得重大突破。

圖為網絡上流傳的中國航母電磁彈射器試驗場圖片。

目前世界上在電磁彈射器領域居領先地位的是美國。早在1946年,美國西屋電氣公司就曾提出過電磁彈射器的構想。現役最成熟的「電磁飛機彈射系統」(EMALS)由美國通用原子公司研發。圖為美國「電磁飛機彈射系統」(EMALS)系統構成示意圖。

電磁彈射器的基本原理如下:通電導體在磁場中會受到磁場力的作用,電磁彈射就是用強電流通過電磁鐵產生強磁場作用於連接飛機的牽引器上。牽引器位於磁場中的部分通強電流,就會受到磁場力作用產生加速度,使之帶動飛機作加速運動,達到起飛速度後飛機脫離飛行甲板起飛。實際電磁彈射在原理上與電磁軌道炮有相似之處,但​​前者要復雜很多。圖為電磁軌道炮原理示意圖。

在電磁彈射器問世前,各國航母主要使用蒸汽彈射器放飛艦載機。圖為蒸汽彈射器工作原理示意圖。蒸汽彈射器具有彈射功率大,性能可靠等優點。但也存在固有缺點。蒸汽彈射器的功率輸出依靠速率閥,利用控制蒸汽流量的方式控制彈射器的功率輸出,機械的可調節性能輸出達到1:6就已是極限。其在放飛艦載機時會對機體本身產生大過載,從而損傷機體。蒸汽彈射器顯然不適合彈射尺寸較小的無人機。

而電磁彈射的功率輸出是由電路系統控制的,從大功率民用變電的經驗可知1:100以內的變化十分容易。這樣其不僅適用於彈射各種尺寸的無人機,也能降低彈射時對艦載機的結構損傷。

圖為美軍F A-18戰機從航母上彈射瞬間,可見蒸汽彈射軌道上升起的蒸汽。

美國海軍未來將會大量使用輕重不一的無人機,蒸汽彈射器很難適應這個要求。對航母的設計是和海軍操作人員來說,電磁彈射器是一個大福音,它不僅將機庫甲板的佔用面積縮減到原來的三分之一,而且重量還減輕了一半。

圖為福特號使用EMALS彈射器彈射F-35C戰機想像圖,甲板上還能看到一架艦載無人機準備彈射起飛。

圖為研發人員在進行EMALS電磁彈射器的縮比例彈射試驗,這張能看到很多電磁彈射軌道的細節。

圖為美國「電磁飛機彈射系統」(EMALS)系統的細節圖,可見彈射軌道下方密布了各種電纜。

圖為2010年6月初,美海軍在新澤西州萊克赫斯特海軍航空站進行電磁彈射器測試,測試機是一架T-45C教練機。這是美軍目前使用電磁彈射器成功彈射過的五種軍機中的第一種。

圖為2010年6月9日-10日,美軍利用EMALS成功彈射一架C-2運輸機。

圖為2010年12月18日,美軍成功使用EMALS彈射器將一架F/A-18E「超級大黃蜂」戰鬥機彈射升空。

圖為2011年9月27日,萊克赫斯特海軍航空站,美軍首次測試利用電磁彈射器將E-2D預警機彈射升空。

圖為2011年11月18日,美軍成功使用EMALS彈射器彈射F-35C艦載隱身戰機。

圖為2015年6月5日,美國海軍福特號航母首次成功完成電磁彈射測試,兩次將道具車彈入水中,標誌著最新型EMALS電磁彈射系統已可投入使用使用。

圖為福特號上的美海軍艦員將道具車與EMALS彈射器相連接,可見車的尺寸並不小。

圖為2015年6月5日,福特號航母利用EMALS彈射器彈射道具車瞬間。

圖為2015年6月5日,福特號航母利用EMALS彈射器彈射道具車瞬間。

小車落入海中。

除美海軍外,美國航空航天局(NASA)也研究過電磁彈射技術。圖為NASA的電磁彈射試驗軌道。

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat35/node702714

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