回答者:季我努学社会员 张浩
福特级航母正在安装电磁弹射器。
优点有很多,主要有以下三点。第一,电磁弹射器系统更加简单,虽然是新型的装备,而且是高科技产物,但是电磁弹射器确实整个系统比蒸汽弹射器简单了许多。蒸汽弹射器因为需要庞大的蒸汽管线和压力系统,因此整个系统重大上千吨,且经过常年发展,其技术已经走进了瓶颈和死胡同,为了提高一点点的弹射重量,就需要大大提高系统的复杂程度和弹射距离,这导致其故障频发且造价昂高,挤占了更多的空间。
电磁弹射器属于换代产品。
第二、电磁弹射器弹射效率更高,蒸汽弹射器在弹射中,前几次的弹射借助于高压锅炉提供的蒸汽还能够保障基本的性能要求,但是随着锅炉内蒸汽压力的下降,研究发现第五次弹射之后,弹射器的功率就开始降低,不但弹射重量降低,甚至弹射器恢复弹射状态的时间也会变长,导致其仅能以较慢的速度交替弹射飞机。电磁弹射器则不存在这一问题,其弹射效率要高许多,起码不用顾及蒸汽压力损耗。
福特级航母率先采用电磁弹射技术。
第三、电磁弹射器弹射功率可控。弹射器虽然很强调最大弹射重量,但是并不会每一次弹射都是弹射最大的重量,飞机也不会每一次都是处于最大挂载状态,在执行大多数任务的时候,战斗机都是以相应于任务的挂载出击的,因此可控的弹射功率就会节约航母上有限的能源,而不像蒸汽弹射器,由于弹射功率不可控制,每一次弹射都是对有限作战资源的浪费,这不利于持续作战的需求。综上所述,电磁弹射器是完全可以取代蒸汽弹射器的跨代产品。
个人简介:张浩,28岁,亚太智库研究员,《舰载武器》杂志评论员,在《兵器》、《舰载武器》等多家军事期刊发表《现代山地战怎么打》、《共和国炮艇小传》、《夺滩奇兵》等文章30余篇,在海军作战理论和海上作战武器装备等领域有独特见解,著有《预警机、电子战机》一书,获得军迷群体一致好评。
更多精彩内容请关注季我努学社头条号(搜索季我努学社)及季我努学社微信公号(名称季我努学社,搜索jiwonu)季我努学社系国内著名的历史学民间学术社团,已出版中国近现代史料及研究作品逾3000万字,代表作为《美国国家档案馆馆藏中国抗战影像全集》(全30卷)、《日本远东战争罪行丛书》(第一辑5卷,第二辑已出1卷)。其创办的季我努沙龙系国内最著名的公共历史讲座。
美国航母上的电磁弹射器局部特写
电磁弹射器是航母舰载机在航母上进行弹射起飞的关键部件,目前美国在电磁弹射器研制方面技术最为成熟,领跑世界。从结构组成来看,航母舰载机电磁弹射系统主要包括控制系统、电力调节系统、驱动装置三大部分,它具有明显的技术优势:
第一:可控性好,大小飞机都能弹射。电磁弹射系统采用了先进的检测技术和闭环矢量控制技术,弹射适应能力强,不但能弹射重达30多吨的重型飞机,也能弹射数百千克的无人机,提高了航母的作业能力。
第二:快速反应能力强。蒸汽弹射器对航母上辅助系统,如液压、蒸汽、润滑系统等的依赖性较大,而电磁弹射系统从冷态到弹射准备好只需不到1小时的时间,快速反应能力强。这意味舰载机出动效率得到大幅提高。
第三:可靠性高。电磁弹射系统主要由固态电力、电子元件和金属结构件组成,加之结合了完善的冗余和容错设计技术,因此系统可靠性大大优于蒸汽弹射器。测试数据显示,电磁弹射的重大故障间隔时间是蒸汽弹射器的3倍。
第四:体积小、质量轻。美海军现役航母上的蒸汽弹射器的重量为538吨,体积超过l100立方米;而电磁弹射系统的重量小于280吨,体积小于425立方米。由于电磁弹射系统的质量轻,体积小,有利航母总体布局,而且节省费用。
第五:效率高。一般的蒸汽弹射器的效率只有6%左右,绝大部分能量都被排出的大量蒸汽带走;而电磁弹射系统的效率可达60%,这意味着电磁弹射减少了对舰上动力系统的需求。
第六:维护和使用费用低。与蒸汽弹射系统相比,电磁弹射系统结构简单,可靠性高,可维性良好,操作使用自动化程度高,电磁弹射器有自动监视系统运行,提供故障信息,大大减少维修的工作量和对人员数量的需求,降低全寿命费用。
电磁弹射相对于蒸汽弹射,结构要简单的多,结构简单,相应的,体积就会减小,在航母上寸土寸金,省下来的地方可以用作其他用途:机库,弹药库…
蒸汽弹射对弹射器的蒸汽密封性要求很高,导轨的橡胶密封圈的使用寿命很短,需要经常维护更换,再者,蒸汽弹射器在轨道运行过程中,会出现能量衰减,对大型飞机的推送能力有限,而电磁弹射的能量输出是通过电能转换的,能量衰减基本可以忽略。
在弹射过程中,不同体积,重量的飞机需要的蒸汽存储量不同,多余的蒸汽必须释放掉才能弹射,准备过程比较繁琐,而电磁弹射就相对简单的多,需要多大的推力只需调整电压即可。
当然,蒸汽弹射也不是都是缺点,电磁弹射对电能要求较高,常规航母很难提供持续,大量的电能,只有核动力航母才能够使用电磁弹射。