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帖子主题:中国电磁弹射器取得突破性成果,照片首曝光

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中国电磁弹射器取得突破性成果,照片首曝光

近日,中国一张电磁弹射型歼15战机被电磁弹射器弹射成功的照片曝光了,这不但意味着我国歼15战斗机和弹射器已经取得了突破性成果,也说明了002航母的“蒸电之争”或许已经告一段落了。电弹彻底取得了上风,而电弹取得上风之后,下一步必然就是航母开工建造了,而为了驱动耗电量极大的电磁弹射器和其他各种电子设备,采用综合电力系统乃至于核反应堆也是一件很正常的事情了。而中国海军的002型航母究竟会建造成一艘什么样的航母,还是非常值得期待的。

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电磁弹射型歼15战机被电磁弹射器弹射成功

而弹射型歼15也可以肯定必将会部署在新型航母上了,除了作为新型战机以外,也很有可能作为电子战机,攻击机等各种特种机的载体,毕竟歼15作为世界上最大的舰载机,性能虽然不是最出色的,但是比起其他第四代战机改进潜力也要大上许多了,比起法国想要改造“阵风”却无从下手只能和欧洲其他国家联合研发新型飞机相比,歼15的改进潜力还要更胜于“超级大黄蜂”,美国人可以把普通的F18改成脱胎换骨的F18EF,中国自然也可以改造出一种性能远胜之前歼15的“超级飞鲨”。

002号航母即使是以最保守的估计,长度也在320米左右,宽度约为80米,方型系数接近英国的“伊丽莎白女王”级,远远比美国的“福特”和“尼米兹”大,也正是因为如此,中国002的甲板面积和机库面积甚至还要大于美国的“尼米兹”级航母,即使比起“福特”,也在伯仲之间。因此载机数量也非常大,相对于001A总载机数量仅有50架,固定翼飞机仅有36架而言,002的载机数量至少超过70架,并且其中60架都是固定翼舰载机。

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中国下一型国产航母或将装上电磁弹射

但也正是因为如此,带来了一个新的问题,即是飞机的出动效率问题。飞机再多,不能出动执行作战任务也是白瞎,而蒸汽弹射很明显无法满足这个要求,美国的“尼米兹”级航母在使用蒸汽弹射的情况下,日出动仅有180次/一日,紧急情况下才能提到240次以上。除了飞行员,飞机的问题以外,航母的蒸汽弹射器必须拥有足够的能量以及经常需要检修才是最大的问题。

从这一方面来看,“福特”级就没有这个问题,电磁弹射器最终成品可以连续使用超过一万五千次不用维修,弹射效率也远远超出了蒸汽弹射器,而除此之外,电磁弹射器还可以“无级变速”,能够弹射从几千克到几十吨的所有型号飞机和飞行器,而蒸汽弹射器就最多只能弹射40吨,最少也在5~6吨了。这也是美国的现役航母跟根本不能搭载大型无人机的原因,因为一旦弹射会直接弹三架。而电磁弹射器最好使用核动力航母,这也对中国的核反应堆技术提出了新的要求,中国海军的002号航母出世的那一天,必然战斗力超过除“福特”以外所有航母。

近日,歼15舰载战斗机疑似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!

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弹射型歼15示意图

据称这一伟大胜利是在中国海军某舰载机基地的电磁弹射器试验场完成的。不久前歼15战斗机弹射型才首次曝光,进展令人惊喜。

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中国航母电磁弹射试验场

中国航母电磁弹射器的核心设备,是一部直线电动机。它通电时,电流通过线圈产生的磁场推动金属滑块向特定方向高速前进。

为何要使用航空母舰电磁弹射器?这是因为它有着突出的优点:

一,电磁弹射器加速均匀可控

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中国航母电磁弹射发射器试验场建设示意图

为什么是电磁弹射测试?

这张照片怕摄于辽西某地的海军舰载机训练基地,该基地同时承担了训练和科研任务,目前有2条弹射器投入使用。其中,先期建成的弹射器更靠近海边,基坑较宽,位于靠东一侧;后来建成的弹射器基坑较窄,位于靠西一侧。在去年年底之后,窄基坑的弹射器才开始接受大量测试。

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2016年10月的辽西弹射器实验场,上面那条宽基坑弹射器的黄色标志线已经模糊不清了

从照片中弹射器安全员的相对标尺桩位置倒推,可知照片里的弹射器与标志桩之间并无另一条弹射器隔开,因此照片里的弹射器应该是窄基坑的弹射器。另外,蒸汽弹射器在测试时会逸散出大量气体,周边“云雾缭绕”,而照片中即将弹射的歼15周围却没有这种现象。

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上海实验场于2011年开工的第二条蒸汽弹射器,基坑宽度接近12米,相比第一条扩大近一倍

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武汉实验场的电磁弹射器,基坑宽度刚刚过6米

参考此前上海和武汉两座实验场的弹射器数据,我们可以判断辽西实验场中宽基坑(15米不到)弹射器应该是先期建成的蒸汽弹射器,而窄基坑(8米)弹射器则是后来建成的电磁弹射器。综上所述,基本可以确定这是接受陆上电磁弹射测试的歼15。

电磁弹射的亮点

电磁弹射器相对于蒸汽弹射器最大的亮点,就是可调节的输出功率。但这就需要精确到毫秒甚至微秒级的拉力控制,完全不是人力可以控制的。因此,相比蒸汽弹射器,电磁弹射器的控制中心更大、更复杂,设备更多。

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美国电磁弹射器控制中心的面积较大,视野也更好

从照片中分析,中国电磁弹射器控制中心的体量较还小,还采用了升降技术,最大限度的减少了对甲板运作的干扰。这样虽然能够减少对飞行甲板的干扰,但视野也更小。某种程度上来说,也是一种对航母甲板面积的妥协。

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对于歼15这类的重型舰载机而言,飞行甲板开口越小,影响越小

不同于“小巧玲珑”的控制中心,照片里的弹射型歼15还专门使用了非常有“TOP GUN”范儿的制动杆。现代喷气式舰载机为了保证在发动机推力最大时才开始滑跑,必须对机轮进行制动,并能够在瞬间解除。此前,辽宁号上承继苏/俄海军的习惯,使用了制动轮挡,缺点是必须为起飞重量和主轮距不同的机型“量身定制”,而且抽离不便。

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红色方框内即为配合新型电磁弹射器使用的制动杆,制动杆操作员手里也拿着一具

对于机型众多、实战经验丰富的美国海军来说,制动轮挡显然是不实用的。美军长期使用制动杆,这种方式对于不同起飞重量和主轮距的舰载机都适用,但对舰载机起落架和制动杆应力销的材料强度要求非常高。制动杆在这里的应用,充分说明新型电磁弹射器设计的完善与优越性,也是我国材料科技大发展的印证。

电器弹射器与第二艘国产航母

在这张歼15舰载机测试电磁弹射的照片出现后,有网友爆料称第二艘国产航母的建造计划已经推迟,并准备加装电磁弹射器。马伟明院士也在6月28日的一次讲座上称,电磁弹射器与蒸汽弹射器正在进行了正面竞争,海军甚至为此推迟了第二艘国产航母的建造计划。言语中,马院士对电磁弹射器充满信心。

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去年出现的弹射型歼15战斗机,请注意其粗壮的前起落架支撑杆和突出的弹射牵引杆

对于任何一个有志于航母事业的大国来说,滑跃起飞、蒸汽弹射、电磁弹射都是一条循序渐进的进阶之路。中国海军对蒸汽弹射技术的研究由来已久,埋头十年的蒸汽弹射器也已经具备了成熟的上舰条件。在第二艘国产航母项目立项时,马院士的电磁弹射团队还没有走下图纸。无论从哪个方面来说,蒸汽弹射方案都是一条更加科学稳妥的路线。

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在蒸汽弹射器已经“开花结果”时,中国海军的电磁弹射器还没走下绘图板

在之后的发展过程中,电磁弹射器项目也遭遇了可靠性危机。在整个电磁弹射团队的努力下,电弹项目才克服了一系列困难,奇迹般地赶上了第二艘国产航母的进度条。作为新时代的“弄潮儿”,电磁弹射器在解决了可靠性问题后,对蒸汽弹射器具备压倒性的优势,能够竞标成功,也是题中应有之义。

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讽刺的是,由于急于求成、缺少地面实验,美国“福特”号航母的电磁弹射器却在装舰后陷入了“可靠性危机”

电磁弹射技术是新一代航母的核心技术,中国海军电磁弹射器的进度与成就,充分证明了我国在电磁应用领域的世界先进地位。目前,第二艘国产航母是否要换用电磁弹射器,还有待确认。对于中国这样的后发国家来说,能够多一种航母技术的摸索途径、能够更快的让一艘航母形成战斗力,绝不是什么“浪费”。

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现在的中国海军,已经拿到了超级航母俱乐部的大门钥匙

美军典型的C-13-1型蒸汽弹射器,最大过载可以达到6g,对战机伤害较大,可是平均加速度却只有2g多一些,这又偏低。电磁弹射器则解决了这一问题,它的最大过载降低到3g,有效保护了飞机结构,减少了对飞行员的身体的影响。电磁弹射无论距离多长,都可以控制各个位置的电磁器件调节弹射输出,蒸汽弹射器则是一锤子买卖,无法灵活调节。据信电磁弹射器将比蒸汽弹射器承受额外8%~15%的有效载荷,也就是说可以弹射起飞重量更大的战机。

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卫星中拍摄到的中国航母舰载机训练基地

这一优点对于中国航母尤为重要,在未来20到30年里,歼15将是世界上最大的舰载战斗机,对弹射器的要求尤甚于美国战斗机。

二,体积小,有利于航母总体设计

电磁弹射器没有巨大的蒸汽锅炉和复杂的压力控制管道、阀门设备,体积、重量远小于蒸汽弹射器。这对于空间极为宝贵的航母来说意义重大,也有利于增强航母整体结构的强度。

三、易于维护维修,成本低

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航母电磁弹射器工作流程示意图

电磁弹射器虽然研制成本高昂,但因为它少了大量的高压、高热、水密气密部件,维护维修要简单的多。电磁器件摆脱了蒸汽弹射器密集单一的架构,有着分散灵活的布局特点,单一组件可以使用模块化设计,维修更换方便,也显著降低了整体运作成本。

四,总体能耗低

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卫星中拍摄到的中国航母舰载机训练基地

电磁弹射器的能量转化效率远远高于蒸汽弹射器,例如产生的无用热量较少,中间环节少,可准确的增减弹射能量,减少了浪费掉的总能量。在滑块运动的过程里,只启动滑块两侧的电磁线圈,其余线圈进入待命状态,进一步降低了能耗。

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。

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歼15正在进行起降的演练

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。

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即将承建我国首艘弹射起飞型航母的上海江南造船厂

但是,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。

在控制整体风险的前提下,预计中国将在第二代国产航母上实现全电推进,这也将配合电磁弹射器的试验与实用化。而第一代航母则广泛使用深度改进的常规推进系统,特别是在电力供能等方面取得突破,为未来航母的全电推进做好准备。

全电推进还将为中国航母装备使用激光武器等电能驱动的先进武器铺平道路。目前中国国产航母可以配备红旗-16中程舰空导弹、红旗-10近距反导弹导弹、1130高射速近防炮,未来必须考虑激光器,以拦截速度越来越快、机动能力越来越强、隐身性能越来越好的反舰导弹。

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。

综上所述,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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      0
      2017/7/4 9:38:02

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      电磁弹射应该是下一个航母的基本!再去搞蒸汽弹射没必要!

      2017/7/6 17:03:44
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      就是002型航母用电磁弹射还是蒸汽弹射,这里有一个矛盾点,都知道002是中型航母,常规动力,那靠什么支撑电磁弹射?但如果用蒸汽弹射,好像蒸汽弹射我们从来都没测试过,去测试使用蒸汽弹射系统又有这个必要吗?除非002并非官方所说的常规动力,而是直接上核动力了。让我们拭目以待吧

      2017/7/6 16:04:11
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      这只是歼15弹射版本的地面试验而已!

      2017/7/6 10:12:19
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      你说的照片在哪?

      2017/7/4 15:26:43

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