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1 # 狼煙火燎
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2 # 力通科技論壇
如今,美國航母艦隊時不時就來南海和臺灣海峽耀武揚威,我們需要更大更先進的航母編隊來抗衡,走出近海,走進太平洋,挺近美國西海岸……
中國003號電磁彈射起飛示意圖
何為先進,除了先進的掛載,先進的防護,那就艦載機的彈射起飛系統,而彈射起飛更為先進的就是電池彈射起飛。我國正在製造當中的航母很有可能就是電磁彈射起飛。那麼電彈射和蒸汽彈射有什麼不同呢。
蒸汽彈射起飛的艦載機
首先,動力不同,顧名思義,蒸汽彈射,利用的高壓鍋爐產生高壓蒸汽儲存到高壓儲能罐裡,透過蒸汽卸放的強大推力,帶動滑塊,彈射飛機起飛。而電磁彈射則是利用通電導體在磁場中受力原理,推動飛機起飛。
電磁彈射起飛的滑道
其次,蒸汽彈射,需要大鍋爐,特大儲能氣罐,佔用空間大,笨重,而且氣壓卸放不好控制,不能彈射過小的飛機,而且每次氣壓卸放之後儲氣時間長,彈射間隔時間長,彈射效率低。電磁彈射,電流大小容易控制,彈力大小更容易調節,可以彈射不同種類大小的飛機,而且,能量轉換迅速,彈射效率高。提高戰時飛機起飛頻率,提高戰鬥力。
電磁彈射能效更好,轉換率更好,佔用空間不僅更小,而且環境更容易保持清潔。
電磁彈射示意圖
據說我國電磁彈射已經非常成熟,已建有路基電磁彈射系統,成功彈射幾千次。在馬偉明教授的帶領下,綜合航電管理系統已獨霸天下,即便是常規航母都可以用電磁彈射,而電力也能做到完美分配,期待中國的003航母電磁彈射的到來……
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3 # 每點新防務
蒸汽彈射器
二戰後,蒸汽彈射器成為了世界主要航母所採用的的一種艦載機放飛方式。而之所以採用這種放飛系統,就在於二戰後噴氣戰鬥機發展迅速,戰鬥力驚人。所以以美英為首的國家在建造航母時,紛紛配置了大量噴氣式艦載機,但是這種艦載機的重量遠比二戰時期的艦載機重,已經無法使用自身動力和老式彈射器放飛了。
於是在1951年英國的柯林‧米切爾中校提出將航母蒸汽輪機的蒸汽連動到彈射器上,進而發明了可供航母彈射放飛艦載機使用的蒸汽彈射器。蒸汽彈射器從牽引艦載機放飛的形式上可分成兩種:“拖索式”和“前輪牽引式”。前者是以鋼索將艦載機掛載於滑塊上,再以其快速向前移動,將飛機沿著甲板上的軌道拖曳加速,進而起飛;後者則是將飛機前輪上的彈射杆掛載於甲板上彈射器的滑塊中,經由彈射的拖曳達到加速之效。後者比前者省下大量的人力,彈射時間也更短,但艦載機需要經過專門設計,目前這種彈射法為主流。
美國海軍現役的“尼米茲”級航母,全部10艘採用的都是這種“前輪牽引式”的蒸汽彈射器,即C-13型蒸汽彈射器。雖然蒸汽彈射器具有技術成熟度高的優點,可是蒸汽彈射器造價昂貴,在設計、製造和安裝上均十分複雜,平時維護保養也非常費工夫,還有佔用航母空間過大和過重(以尼米茲級來說,4部蒸汽彈射器重量就有2280噸,體積則有2265立方米)。
一般大型航母上都有2部以上的蒸汽彈射器,可以在2秒內將飛機自0加速到每小時185公里,大約每60秒即可讓一架飛機升空。目前世界上只有美國的C-13型蒸汽彈射器準備在航母上使用,甚至連法國海軍的“戴高樂”核動力航母也是向美國購買的此型號。
電磁彈射器
在美國海軍在2009年開始建造新一代“福特”級航母首艦時,曾經驕傲地向世界宣佈:該級航母將採用世界上首套艦載機電磁彈射系統,將與“先進攔阻系統”一道,將現役“尼米茲”級航母的艦載機出動率峰值120次,大幅提升到每日160次!但在福特號於2017年“被”服役後,其電磁彈射系統與先進攔阻系統就一直狀態不佳,故障率遠超設計值數百倍,根本難以參加實戰,直到現在都在持續改進中,這是美軍又一次替我們“淌了雷區”!
其實電磁彈射器的工作原理並不複雜:電磁彈射器的主要部件是一套直線電動機,利用強大電流透過線圈產生的磁場推動滑塊高速前進。但從世人皆知的理論轉化成可以產生將45噸物體加速到130節高速的電磁彈射器,公開資訊還是在2010年底由美國通用原子公司正式測試成功的。但這套系統因為美國海軍為了趕“福特”號的工期,這套史無前例的“黑科技”,竟然在沒有建設陸基全尺寸測試平臺、也沒有進行充分測試的情況下,於2013年5月8日將世界上第一套電磁彈射器安裝到了建造中的福特號核動力航空母艦上。
電磁彈射器有一套獨立的控制系統。利用霍爾效應,檢測系統的運作,精確地控制彈射速度。由於這套系統能讓加速度更穩定,使得彈射系統對航艦甲板造成的損傷也更小,使用的可靠性更高。相較於傳統的彈射器,電磁彈射器的重量更輕,只有20噸左右。而且佔用的空間更小,運作需要的人力也更少,可靠性也更高。
電磁彈射器最大的優點在於其加速度可以精確地控制。針對重型的戰鬥機和小型的無人機,可以調節不同的加速度,以適應其不同的起飛速度要求;另外電磁彈射器的最大彈射功率能夠達到122兆焦耳,而傳統的蒸汽彈射器功率只有95兆焦耳。相較之下,電磁彈射器的功率足足多出了29%。其次,電磁彈射器能量利用率也高出了5%。
而中國在電磁彈射器這種所謂的“黑科技”方面的研究,其實與美國的差距並不明顯,甚至還要超過他們。這在之前央視報道的馬偉明教授的科研成果時曾經說過,而且電磁彈射的控制技術在工業及資訊領域有大量的方法可以借鑑,如向量控制技術、直接轉矩控制技術、工業匯流排技術及計算機技術等等。所以中國攻克並應用、完善電磁彈射技術根本不存在無法逾越的障礙。並且先前中國軍事專家也透露,幾年前中國陸基電磁彈射器就經過了上千次測試。按照這樣的技術進展,網上流傳中國003就要安裝3-4部電磁彈射器的訊息,大體還是可靠地。
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4 # 使用者1814242367124
從理論上講蒸汽彈射器和電磁彈射器是有嚴格區別的,蒸汽彈射器起步早,電磁彈射器是在蒸汽彈射器基礎上升級改進而來的,它們二者有不同特點。
蒸汽彈射器是航母最早使用的一項推動戰鬥機起飛的技術,對提高艦載機戰鬥力起到了巨大作用。它的弊端就是佔據航母三分之一的空間必須建造大型儲氣罐來滿足蒸汽彈射器需母甲板要,彈射器速度較慢推力沒有電磁彈射器推力大。蒸汽彈射器將航母甲板剖開裝備儲氣管道,另外,由於儲氣罐體積大佔據航母大部空間使艦載機數量減少影響航母的戰鬥力。
電磁彈射器它分直流電力綜合系統和交流電力系統,馬偉明院士團隊發明直流電力綜合系統而是在常規動力航母上研製成功的領先美國20年。美國採用交流電力系統它的弊端就是必須在核動力航母上才能實現,在常規動力航母上無法完成。
電磁彈射器優點:
1是節省了航母內部大量空間,由於馬偉明院士研製電磁彈射器是直流電力綜合系統尤如一個儲電櫃,將巨大電能儲存起來隨時隨地都可以用不影響航母速度。
2是增加大量艦載機,由於省去了儲氣罐面積可以增加近20架艦載機數量提高了航母作戰能力,對敵人構成巨大威懾力。
3是電磁彈射器增大對艦載機的推力使艦載機載彈量增加可以達到滿負荷載彈量。推力大勢必造成艦載機飛行速度加快減少事故率。
4是電磁彈射器對航母甲板破產性小有利於航母的保養,對艦載機損害少。
5電磁彈射器比蒸汽彈射器頻率高,可以在短時間內快速將艦載機彈射升空搶佔制空權改變戰爭格局。
因此,電磁彈射器比蒸汽彈射器效能先進作戰效率高是決定戰爭勝負的關鍵技術。
回覆列表
電磁彈射是目前世界上最先進的艦載機彈射方式,蒸汽彈射則是應用了半個世紀之久的一種最成熟的彈射方式,目前只有美國將兩者彈射都裝備齊全了,而我國現在兩種彈射都沒有,還採用的滑躍起飛方式。不過據說003型航母上就會用到了電磁彈射了,但這些都是網路上的訊息,並沒有得到證實,甚至傳言我國電磁彈射技術比美國的更先進,我們總是在網路上笑話美國人的福特級,服役好幾年了結果電磁彈射還不斷的發生各種問題,殊不知也許我們的電磁彈射服役後,問題恐怕也不會少吧,畢竟新技術上馬出現各種BUG事常有的事,這個非常正常!下面我們就來簡單說說蒸汽彈射和電磁彈射兩者方式區別:
先說說電磁彈射,高中物理我們就學過洛倫茲力,也就是運動的電荷在磁場中會受到力的作用,這個力的大小F=BIL,F代表受到的力的大小,B代表磁場強度,I代表電流大小。電磁彈射就是按照這個原理在沿著飛機的起飛跑道下鋪設兩條導軌,導軌中間安上一個滑塊,每次彈射都給這個滑塊通電,導軌在強大電流作用下會形成一個垂直滑塊的磁場,滑塊在通電電流作用下就會在這個洛倫茲力的作用下向前加速,當然滑塊肯定是帶著飛機一起完成整個加速過程並完成起飛,這樣就完成了一次電磁彈射。從F=BIL這個公式我們就可以知道,這個彈射的力是可以透過電流來調節的,這一點非常重要。
現代航母在條件允許下會裝備多種飛機,比如預警機、各種艦載戰鬥機,各種型號無人機,尤其是在未來空戰中無人機的作用會越來越重要,而電磁彈射可以透過調節電流大小來調節洛倫茲力,這樣就能彈射各種不同型號的飛機,尤其是彈射小型無人機,這在以往的蒸汽彈射上是無法實現的。
在說說蒸汽彈射,蒸汽彈射的技術目前已經非常成熟,當然這個成熟也僅僅限於美國,因為只有美國人用這種彈射方式彈射了半個世紀的飛機,像法國的戴高樂號航母的蒸汽彈射系統也都是找美國買的。蒸汽彈射的原理很簡單,這就有點像小時候的爆米花,就是不斷的加壓加壓再加壓,然後突然釋放爆發,依靠這個強大的壓力釋放一下子將飛機推出去。只是航母上是透過鍋爐不斷的燒水產生高溫高壓的蒸汽,然後注入到甲板下發的蒸汽儲存罐裡,這個罐子透過管子與蒸汽彈射器連線起來,蒸汽閥一開啟就會猛推蒸汽彈射器的滑塊,然後滑塊帶動著飛機一起被彈射出去。
電磁彈射和蒸汽彈射比起來有哪些優勢呢?電磁彈射是新一代的彈射器,比起蒸汽彈射在原理上優勢非常明顯,首先蒸汽彈射高壓氣體的突然釋放形成衝擊荷載,瞬間的力非常大,這對飛機的機體結構和飛行員都是有不好影響的,飛行員在整個彈射過程中會被瞬間的高速影響而感到不適應,甚至還會有短暫失明的情況,而飛機的機體結構也會因為彈射而進行加強,增加了飛機的死重。電磁彈射就好很多,整個彈射過程是均勻受力加速,彈射同樣的飛機對機體強度和飛行員的適應性都要好很多。
第二電磁彈射能更好的控制推力大小,彈射不同的飛機只需要調節電流的大小就行,這樣很多小型無人機就可以上航母了,尤其是很多偵查無人機就可以代替戰鬥機執行巡邏警戒任務,減輕戰鬥機的負擔。蒸汽彈射雖然也能透過調節蒸汽壓力和流量方法,對彈射器的輸出功率進行調節,但調節的範圍很有限,像中小型無人機因為重量太輕,在蒸汽彈射爆發下會被扯碎解體,因此其根本就無法透過蒸汽彈射起飛。
第三蒸汽彈射整套裝置體積太大了,蒸汽彈射器可不僅僅只是彈射器這麼簡單,鍋爐燒出來的蒸汽要透過高壓管道送到儲存罐裡,再有儲存罐輸送到蒸汽彈射器位置,儲存罐本身就很大,也切每個彈射器起碼至少配2個才能保證連續起飛,整套管道、各種裝置、蒸汽儲存罐佔用了航母大量的體積,這些在電磁彈射就沒有這個問題。
第四電磁彈射操控更為簡單,美國福特級在電磁彈射方面操縱人數要少百分之三十左右