可弹射无人机

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导读: 航母上舰载机起飞的场面,是军事大片中常有的镜头:甲板上穿着各色夹克的飞行保障人员打完“可以起飞”的手势后猛然蹲下身,在弹射器的牵引下,舰载机如离弦之箭,裹挟着一道白色蒸汽从甲板腾空而起。 但是,这种蒸汽缭绕的壮观场面很快就要在美国最新型航母“福特”号上消失了。 2月27日英国《简氏防务》周刊网站在《告别蒸汽 美国航母迎接电磁弹射》一文中说,定于今年投产的“福特”号航母将采用最新型的电磁弹射器(简称EMALS),届时在美国航母上使用多年的蒸汽弹射器


航母上舰载机起飞的场面,是军事大片中常有的镜头:甲板上穿着各色夹克的飞行保障人员打完“可以起飞”的手势后猛然蹲下身,在弹射器的牵引下,舰载机如离弦之箭,裹挟着一道白色蒸汽从甲板腾空而起。


但是,这种蒸汽缭绕的壮观场面很快就要在美国最新型航母“福特”号上消失了。


2月27日英国《简氏防务》周刊网站在《告别蒸汽 美国航母迎接电磁弹射》一文中说,定于今年投产的“福特”号航母将采用最新型的电磁弹射器(简称EMALS),届时在美国航母上使用多年的蒸汽弹射器将退出历史舞台。


蒸汽弹射器要“下岗”


蒸汽弹射器问世于1950年8月,原型机是英国海军航空兵预备队司令米切尔研制的,美国海军购买了专利并将其发展成熟。目前在“尼米兹”级航母上装备的C-13蒸汽弹射器长76.3米,每分钟可以弹射2架舰载机,功率强劲得可以将一辆两吨重的汽车弹射到两公里以外的海面。


时至今日,只有美国全面掌握了蒸汽弹射器技术,连法国的“戴高乐”号核动力航母也采用美国的蒸汽弹射技术。俄罗斯、英国、意大利和西班牙等国由于技术限制,无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器,所以只能在本国航母上采用滑翘甲板(即把甲板尽头做成斜坡上翘,舰载机起飞后沿着上翘的斜坡冲出甲板,形成斜抛运动),作战效率远不如蒸汽弹射器。美国虽然在蒸汽弹射器领域独领风骚,但蒸汽弹射器固有的缺点决定了它要被更新的技术取代。


在工作原理上,蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块,把与之相连的舰载机弹射出去的。它体积庞大,工作时要消耗大量蒸汽,功率浪费严重,只有约6%的蒸汽被利用。为制造和输送蒸汽,航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线,工作维护量惊人。它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机,现役的无人机因为重量轻,在弹射时机体会被加速度扯碎。


电磁弹射器就像磁悬浮列车


美国海军从1982年开始进行电磁弹射系统的技术研究。直到2004年秋天电磁弹射器进入成品测试阶段,美国海军测试后选定通用原子能公司作为生产商。美国海军技术网站透露,通用原子能公司的系统采用线性电磁加速电动机,已经在新泽西州赫斯特湖试验中心完成了测试。

电磁弹射器是一个复杂的集成系统,其核心是直线弹射电动机。这种电动机的概念类似磁悬浮列车采用的技术,与磁悬浮列车所不同的是,磁悬浮列车的运动是漂浮在空气中,而弹射电动机带有滚轮,带着一个往复车沿弹射器轨道滑行。工作时,电动机得到供电,往复车在电磁力的作用下,拉着飞机沿弹射冲程加速到起飞速度。飞机脱挂后,往复车受到反向力的制动,低速回到出发的位置。


在技术方面,蒸汽弹射器和电磁弹射器之间的差别,如同老式蒸汽火车与现代磁悬浮列车之间的差别,这就决定了电磁弹射器在性能上遥遥领先。


参考资料


电磁弹射器五大优势


法国航宇防务网站去年11月载文声称,就技术特性而言,电磁弹射器的优点主要有如下5点:


1.使用范围更广:无论是未来可能出现更重的飞机,还是当前小而轻的无人机,电磁弹射器都可以弹射。


2.可用性得到了提高:当前使用的蒸汽弹射器的两次重大故障间的平均周期是405周,而电磁弹射器可以达到1300周。


3.减少了运行和支援费用:只需要90人就可以操作它,比蒸汽弹射器节省30人。


4.提高了能量利用率:电磁弹射器的效率大约是蒸汽弹射器的10倍,约为60%左右。


5.减少对舰上辅助系统的要求:蒸汽弹射器依赖于航母提供的大批辅助系统,电磁弹射器则简化了许多,它从关闭状态到待用状态的时间不到15分钟,这让蒸汽弹射器望尘莫及。


美国海军将新型核动力航母定为“CVN-21”级,以取代现役的“尼米兹”级核动力航母,将要装备4台电磁弹射器的“福特”号航母,正是该级航母的首舰。


“福特”号航母在作战效能上优于“尼米兹”级航母,电磁弹射器是个决定性因素。美国海军技术网站的文章声称,在电磁弹射器投入使用后,“福特”号航母的飞机正常出动每天可达160架次,而现役尼米兹级航母每天正常出动120架次。在形势瞬息万变的现代海战中,这种差异往往决定一场战争的胜负。可以认为,如果说蒸汽弹射器代表了20世纪的舰载机起降技术,那么电磁弹射器,确定了美国航母在新世纪继续领跑的地位!


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