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美國航母上的電磁彈射器區域性特寫
電磁彈射器是航母艦載機在航母上進行彈射起飛的關鍵部件,目前美國在電磁彈射器研製方面技術最為成熟,領跑世界。從結構組成來看,航母艦載機電磁彈射系統主要包括控制系統、電力調節系統、驅動裝置三大部分,它具有明顯的技術優勢:
第一:可控性好,大小飛機都能彈射。電磁彈射系統採用了先進的檢測技術和閉環向量控制技術,彈射適應能力強,不但能彈射重達30多噸的重型飛機,也能彈射數百千克的無人機,提高了航母的作業能力。
第二:快速反應能力強。蒸汽彈射器對航母上輔助系統,如液壓、蒸汽、潤滑系統等的依賴性較大,而電磁彈射系統從冷態到彈射準備好只需不到1小時的時間,快速反應能力強。這意味艦載機出動效率得到大幅提高。
第三:可靠性高。電磁彈射系統主要由固態電力、電子元件和金屬結構件組成,加之結合了完善的冗餘和容錯設計技術,因此係統可靠性大大優於蒸汽彈射器。測試資料顯示,電磁彈射的重大故障間隔時間是蒸汽彈射器的3倍。
第四:體積小、質量輕。美海軍現役航母上的蒸汽彈射器的重量為538噸,體積超過l100立方米;而電磁彈射系統的重量小於280噸,體積小於425立方米。由於電磁彈射系統的質量輕,體積小,有利航母總體佈局,而且節省費用。
第五:效率高。一般的蒸汽彈射器的效率只有6%左右,絕大部分能量都被排出的大量蒸汽帶走;而電磁彈射系統的效率可達60%,這意味著電磁彈射減少了對艦上動力系統的需求。
第六:維護和使用費用低。與蒸汽彈射系統相比,電磁彈射系統結構簡單,可靠性高,可維性良好,操作使用自動化程度高,電磁彈射器有自動監視系統執行,提供故障資訊,大大減少維修的工作量和對人員數量的需求,降低全壽命費用。
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3 # 懷澤崇禮
電磁彈射相對於蒸汽彈射,結構要簡單的多,結構簡單,相應的,體積就會減小,在航母上寸土寸金,省下來的地方可以用作其他用途:機庫,彈藥庫…
蒸汽彈射對彈射器的蒸汽密封性要求很高,導軌的橡膠密封圈的使用壽命很短,需要經常維護更換,再者,蒸汽彈射器在軌道執行過程中,會出現能量衰減,對大型飛機的推送能力有限,而電磁彈射的能量輸出是透過電能轉換的,能量衰減基本可以忽略。
在彈射過程中,不同體積,重量的飛機需要的蒸汽儲存量不同,多餘的蒸汽必須釋放掉才能彈射,準備過程比較繁瑣,而電磁彈射就相對簡單的多,需要多大的推力只需調整電壓即可。
當然,蒸汽彈射也不是都是缺點,電磁彈射對電能要求較高,常規航母很難提供持續,大量的電能,只有核動力航母才能夠使用電磁彈射。
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福特級航母正在安裝電磁彈射器。
優點有很多,主要有以下三點。第一,電磁彈射器系統更加簡單,雖然是新型的裝備,而且是高科技產物,但是電磁彈射器確實整個系統比蒸汽彈射器簡單了許多。蒸汽彈射器因為需要龐大的蒸汽管線和壓力系統,因此整個系統重大上千噸,且經過常年發展,其技術已經走進了瓶頸和死衚衕,為了提高一點點的彈射重量,就需要大大提高系統的複雜程度和彈射距離,這導致其故障頻發且造價昂高,擠佔了更多的空間。
電磁彈射器屬於換代產品。
第二、電磁彈射器彈射效率更高,蒸汽彈射器在彈射中,前幾次的彈射藉助於高壓鍋爐提供的蒸汽還能夠保障基本的效能要求,但是隨著鍋爐內蒸汽壓力的下降,研究發現第五次彈射之後,彈射器的功率就開始降低,不但彈射重量降低,甚至彈射器恢復彈射狀態的時間也會變長,導致其僅能以較慢的速度交替彈射飛機。電磁彈射器則不存在這一問題,其彈射效率要高許多,起碼不用顧及蒸汽壓力損耗。
福特級航母率先採用電磁彈射技術。
第三、電磁彈射器彈射功率可控。彈射器雖然很強調最大彈射重量,但是並不會每一次彈射都是彈射最大的重量,飛機也不會每一次都是處於最大掛載狀態,在執行大多數任務的時候,戰鬥機都是以相應於任務的掛載出擊的,因此可控的彈射功率就會節約航母上有限的能源,而不像蒸汽彈射器,由於彈射功率不可控制,每一次彈射都是對有限作戰資源的浪費,這不利於持續作戰的需求。綜上所述,電磁彈射器是完全可以取代蒸汽彈射器的跨代產品。
個人簡介:張浩,28歲,亞太智庫研究員,《艦載武器》雜誌評論員,在《兵器》、《艦載武器》等多家軍事期刊發表《現代山地戰怎麼打》、《共和國炮艇小傳》、《奪灘奇兵》等文章30餘篇,在海軍作戰理論和海上作戰武器裝備等領域有獨特見解,著有《預警機、電子戰機》一書,獲得軍迷群體一致好評。