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帖子主题:歼15电磁弹射首飞成功,航母实战迈出一大步

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歼15电磁弹射首飞成功,航母实战迈出一大步

剑客点昨天,中国歼15舰载战斗机在我国第一条航空母舰电磁弹射器试验机上完成了弹射起飞。“电弹15”的成功,意味着中国跨入了世界航空母舰技术发展的最前列!这个消息传来,国人非常兴奋,全国人民期待已久的航母战力距离最后实现又进了一大步。航母形成战力关键技术蒸汽弹射器存在一系列不适宜现代战场作战的弊端。由于利用高压蒸汽进行弹射,普遍应用在美国航母上的MKC-13-1型蒸汽弹射器每次弹射要消耗近两吨汽化淡水。同时,舰载机借助蒸汽弹射器起飞时,水蒸气会吸收并带走大量热量。相比于蒸汽弹射器,电磁弹射器不再产生大量蒸汽,可使能量利用效率达到60%以上。此外,电磁弹射反应更加灵敏,在系统完全冷态条件下,电磁弹射系统启动时间只需15分钟,相比蒸汽弹射器动辄几小时的准备时间,更加符合信息化战争瞬息万变的战场态势。相比于蒸汽弹射方式,电磁弹射能量利用效率提升了近10倍,可弹射各类舰载机,实现弹射速度和功率的精确调节,目前已列装“福特”号核动力航母。电磁弹射系统是采用电磁能来推动被弹射物体向外运动的系统。电磁弹射器可弹射包括无人机、战斗机、预警机和运输机在内的各类舰载机,具有弹射性能好、重量轻、占用空间小、适装性好、可靠性高、所需人力少等突出优势。目前,作为专门为“福特号”航母研制的电磁弹射系统,美国EMALS弹射系统已多次进行舰基全速弹射试验,是未来战机翱翔的助推器。弹射器是为舰载机增加起飞速度、缩短滑跑距离的重要装置,一般由动力系统、“往复车”和导轨组成。目前得到广泛使用的蒸汽弹射系统依托高压蒸汽带动“往复车”高速运动,从而助推舰载机向前滑行,实现战机腾飞。电磁弹射器主要由直线电机、弹射轨道、储能系统、电力电子变换系统和综合控制系统组成,是不再依赖蒸汽和锅炉,完全电气化的新型舰载机弹射系统。电磁弹射系统的技术原理与依靠直线电机驱动的磁悬浮列车相近,主要依靠动子和定子的无机械接触,实现电能到动能的能量转化。自从1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象后,人们就开始设想将电磁能转化为动能。早在1945年,美国海军就在夏威夷建造了电磁弹射试验装置,开始对电磁弹射进行研究探索。电磁弹射器依靠直线电机作为动力,通过强大的电流来使线圈产生磁场,从而推动与磁力模块相连接的“往复车”高速前进,为战机起飞提供有力助推。其中,直线电机是电磁弹射系统的“澎湃之心”。在直线电机的驱动下,弹射器次级与放置在弹射轨道下的弹射器初级发生电磁作用,实现带动“往复车”运动加速飞机起飞。电磁弹射系统还需要精确控制弹射末速度和加速度,综合控制系统作为整个系统的“大脑”,可对直线电机进行实时反馈控制,并对各种信息进行组网和交互处理。电磁弹射系统在弹射飞机时,峰值功率将超过100兆瓦,仅通过舰上的普通发电机供电只能是“杯水车薪”,必须找到能量密度较高的储能方式。作为电磁弹射系统的“动力之源”,储能系统的研制具有一定难度。目前一种方案利用飞轮储能,在弹射系统未工作时,舰上电力系统使飞轮加速从而将电能转化为动能,相当于实现了“充电”过程。一旦战机需要借助弹射系统起飞,飞轮系统就立刻在2~3秒内输出所蓄积的巨量电能。自从喷气式飞机入主航空母舰以来,为有效助力舰载机腾飞,蒸汽弹射器就成为大中型航空母舰提升作战能力的最佳选择。然而,蒸汽弹射器也存在着系统复杂、占用空间大、耗费人员多和重量超标等诸多问题,日益成为制约航空母舰发展不可忽视的“短板”。尤其是随着航空技术的发展和现代高技术局部战争的需求增加,航空母舰舰载机的载弹量和作战半径不断增长,对飞机的起飞重量和起飞速度提出更高要求,传统的蒸汽弹射器渐渐“力不从心”。“福特”号航母采用的EMALS系统由通用原子公司研制,弹射能量大,维护性、可靠性和效率高。自2010年起,美国海军就使用陆上EMALS系统成功进行了F/A-18E“超级大黄蜂”战斗机、C-2A舰载运输机、E-2D舰载预警机和第五代战斗机F-35C的弹射实验。2015年6月,美国海军在“福特”号航母上成功进行了等重量小车电磁弹射实验并取得了圆满成功。经过200余次实验充分证实,EMALS电磁弹射系统可使飞机的弹射更加平稳,同时减少飞机本身所受到的应力和损耗,具有巨大的应用前景。主要用于未来辽宁号、第一艘国产航母001A及其兄弟舰,将无法使用电磁弹射器。首先电磁弹射器本身仍在测试之中,想要装备使用为时尚早;第二在已经基本完成舰体建设的001A航母上改装电磁弹射器,工程浩大,需要拆除滑跃甲板,或者剖开斜角甲板,安装弹射器设备。更大的困难是,这些航母设计上可能并未预留电磁弹射所需复杂电子设备的空间,在已经完成的舰体上腾出相关空间是令人难以想象的艰难任务。中国目前没有装备使用蒸汽弹射器。如果中国从头开始研制即将过时的蒸汽弹射器,已经不合时宜。电磁弹射器近日的重大突破,预计可以令第二代国产航母获得使用全新设计的弹射器、撇掉滑跃甲板的可能性。届时歼15战斗机将可以重载起飞,舰载预警机等大型平台也将可以从航母上起飞,意义极为重大。目前,正在进行大型航母电磁弹射器地面试验的只有中国和美国。据信中国电磁弹射器试验装置长度120至150米,有效轨道部分约80米。如此之大的电磁弹射器,成功进行了歼15这一重型战斗机的弹射,说明中国线性同步电动机、盘式交流发电机和大功率数字循环变频器等关键技术已经接近全面实用化。必须再次提及“中国电磁弹射技术之父”工程院院士、海军工程大学教授马伟明。马院士率领的科研团队掌握了中国自主的航母电磁弹射技术,令中国航母发展再上一个台阶。中国同步推进的重大舰艇技术发展项目还包括了全电推进系统,但第一艘航母预计无法实现这一目标。美国、英国的大型战舰已经部分运用了全电推进技术,目前可以肯定中国必然成为第三个实现这一目标的国家。美国航母电磁弹射器也在紧张测试之中,近年实现了多次陆上真实战斗机弹射试验,在航母上实现了模拟小车弹射试验。预计美军将在几年内完成航母电磁弹射器的装备使用。中国航母电磁弹射器成功放飞歼15战斗机的突破性进展,令中国国产航母事业迈入了全新的技术阶段,将有效的威慑任何窥探中国的敌对力量。

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      2016/11/10 11:41:33

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