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航母如果采用电磁弹射起飞,动力非得需要核动力才能带动吗?

美军最先进的航母采用电磁弹射,使用核动力。

2个回答

航母如果采用电磁弹射起飞,动力非得需要核动力才能带动吗?
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我是军林纵横!

所谓电磁弹射,通常是与核动力联系在一起的。但未来这一定势可能会有所变化!

美国新一代航空母舰"福特"号被誉为全球最强航母!造价高达110亿美金(2014年)。其一大亮点就是运用了舰载机电磁弹射系统(以前都是蒸汽弹射)、新的大功率一体化核反应堆(以往美国是PWR42W型的压水堆核动力推进装置,其他国家多是燃气轮机联合动力装置)、带状电力分配系统(全电力化推进的军舰)、有源相控阵雷达、F-35舰载机、舰载激光防御系统以及信息栅格化航母等关键性的舰用高科技。

电磁弹射的革命性改进,是舰载机出动效率。尼米兹级的舰载机出动能力为每天出动140-160架次,而福特号在此基础上至少提高15%,达到180架次,在高强度的情况下,甚至要超过220架次。

作战能力固然相当恐怖!

福特

但现在情况发生了变化,电磁弹射未必一定是核动力!

早前,媒体报道,一架机头编号尾数为1的弹射型歼-15舰载战斗机火爆互联网。从图片显示内容看,这架歼-15正在进行弹射起飞前的地面测试工作,这从另一个侧面证实了2016年年底国外媒体关于“中国正在其舰载机基地进行歼-15弹射试验”的相关报道。

从技术的角度看,目前世界上只有美国和中国有能力为航母配备电磁弹射系统。

中国的弹射器技术来自海军高级工程师马伟明少将领导的团队。据悉,此动力技术可谓相当先进!

朱姆沃尔特级隐身驱逐舰

有中国海军专家说,中国现在已经有了成熟的技术,解放军正在缩小与美国的差距,美国于2013年在其朱姆沃尔特级隐身驱逐舰上采用了综合电力系统,但这一系统在技术先进程度上不及马伟明团队开发出来的第二代系统。

正因此,为了给电磁弹射器提供充沛动力,核动力自然是最合适的!但只要能够提供这种足够的动力,采取哪种方式并不是绝对的。或许,在未来,随着技术尤其是动力系统、能源系统等的革命性发展,有一天人们可以在常规航母上发现电磁弹射起飞的战机!

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电磁弹射技术其实由来已久,未能逐步发展的原因之一,就是能耗太高。早在1945年,美国海军就和西屋公司在夏威夷机场上一起建造了一台电磁弹射器,它可以在178米的距离上把4吨重的飞机加速到180千米/小时。但这个能力较之当时主流的液压弹射器还有很大的距离,并且制造时需要消耗大量的铜,使用时也需要非常强大的电能供应,因此这台弹射器尽管非常可靠和耐用,但并没有获得什么发展。而随着材料科技和动力科技的进步,电磁弹射的诸多优势,便一一显现出来。

电磁弹射轨道

首先,电磁弹射可以实现加速均匀且力量可控。以美军现役的蒸汽弹射器为例,它发射是最大推力在可以达到6g,而整个行程的平均加速度却仅有2g多一点。换句话说,被弹射的战斗攻击机飞行员会明显感觉到弹射器在后段往往没有飞机自身的发动机加速得快。那是因为随着速度和气缸容积的增加,过热蒸汽的膨胀绝大多数能量用于蒸汽本身的加速和推动上了,而体积增加后气体膨胀所需蒸汽的比例成立方关系增加。目前的蒸汽弹射器厂度和气缸容积几乎达到极限,到弹射冲程的末端,蒸汽基本上只能加速活塞,对飞机的帮助不大。反观电磁弹射,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。

其次,电磁弹射在当下对能量的要求已经远远小于其设计之初。从原理上看,每一次电磁弹射持续时间大约不到3秒,但峰值功率高达上百兆瓦,这就需要一个储能设备将航母电站输出的电能储存起来,并一瞬间释放。也就是说,能量高低不重要,但是储能后的瞬间释放非常重要。而这些,是常规动力航母都可以做到的。储能技术的难点就是需要找到能量密度很高的储能方式,否则储能装置本身体积重量超标就不能满足上舰使用的要求。电磁弹射需要精确控制弹射末速度和弹射过程中加速度,弹射控制技术的难点在于对直线电机的实时反馈控制,以及对各种信息的组网、交互与处理。从这个角度看,是否是核动力航母,对电磁弹射器来说并非“必不可少”,而是“锦上添花”。

随着时代的进步,电磁技术已经日臻成熟。甚至,每个普通百姓均体验过电磁技术——比如直线电机技术在物流传输、直线电梯、电磁的传声器材、车床加工等领域都有涉及,大功率直线电机在磁悬浮列车等轨道交通领域更是得到广泛应用。虽然电磁弹射最近才被美军搬上航母,但实际上研制电磁弹射的关键技术并不是什么高不可攀的技术。早在1996年,中国就已发布口径90毫米的4磁体级的样炮原型机,可以达到电能转换50%以上,瞬间能源有成熟的20兆焦和100兆焦输出级别的器件。同时,我国是稀土永磁体生产大国,在电磁弹射技术上取得重要突破,是科研人员日积月累的研究成果。

近日,尹卓老师在接受央视采访时表示,电磁弹射器上舰的主要问题是储能,只要该问题能得到解决,电磁弹射器上舰就没有任何问题,而解决储能依靠的是超级电容等系统,这其实和采用什么动力并无太大关系。

我国国产航母何时可以搭载电磁弹射,何时能使用核动力,一直都是国内外关注的焦点,关于常规动力能否搭载电磁弹射,或许未来在我国的国产航母上就可以找到答案,让我们拭目以待。

以上。

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