美军研发新航母电磁弹射器概况

美军研发新航母电磁弹射器概况

2010年12月18日,美国海军在莱克湖海军基地使用电磁弹射器成功弹射1架F/A-18E型战斗机

建设中的试验用电磁弹射系统(左)

以及试验用电磁弹射系统的跑道(右)

2010年底,美国海军在多年研制的基础上,使用试验型电磁弹射系统,成功弹射了1架F/A-18E型战斗机,并将继续进行多次试验。这表明电磁弹射系统项目进展得比较顺利,有望于今年前后向"福特"号航母交付首部电磁弹射器。按此发展进度,到2014年,"福特"号航母便能正式使用电磁弹射器。

美国海军为何放着已十分成熟的蒸汽弹射器不用,偏要花费大量人力物力研制风险较大的电磁弹射器?此举将对世界海军产生什么样影响?

进一步扩大与他国的差距

航空母舰的战斗力主要来自舰载机,而弹射技术则是舰载机起飞的关键技术。美军现役航母主要采用蒸汽弹射器,虽然技术成熟可靠,但也存在不少缺陷:一是效率低,配套设施多,系统繁琐;二是要频繁更换密封条,维护成本高,且非常麻烦;三是必须耗费大量淡水。

为了克服上述缺陷,美军决心研制电磁弹射器。与蒸汽弹射器相比,电磁弹射器有许多优点:

能弹射多种舰载机,

包括无人机"尼米兹"级航母上的蒸汽弹射器每天最多出动120架次舰载机,而电磁弹射器可以使舰载机的每日出动量达到160架次。电磁弹射器还可以弹射不同重量的舰载机,甚至几十公斤重的无人机。

另外,电磁弹射器的构成组件较少,体积约425立方米,重225吨,不到蒸汽弹射器的一半。

大幅延长战机寿命

电磁弹射器具有匀速平稳,过渡柔和等特点,因而可以大幅减少对舰载机机体及各部件的撞击,使舰载机的受损度明显降低。实验证明,采用电磁弹射器后,将使舰载机的机体寿命延长31%。

操作简单,15分钟即可待用

电磁弹射器使用直线电动机进行弹射、制动,在完全关闭的状态下只需15分钟就能达到待用状态(熟练使用后时间会更短)。而蒸汽弹射器在使用前需要预热十几个小时,这就意味着:蒸汽弹射器需要很长的准备时间。

无须考虑淡水消耗

蒸汽弹射器的机械磨损严重,尤其是金属密封条,舰载机每弹射一次都会与之摩擦一次,更换量大。此外,蒸汽弹射器还需要消耗大量淡水用来产生蒸汽。以美国"尼米兹"级航母为例,每弹射1架舰载机就需要耗费1吨淡水。电磁弹射器却无需消耗淡水。

出动架次大幅增加

大量理论与试验表明,美国"尼米兹"级航母的蒸汽弹射器效率只有

5%~8%,如果采用电磁弹射器,则可将效率提高到60%。

电磁弹射器的输出功率远大于蒸汽弹射器的输出功率,有利于舰载机在较短距离内快速弹射起飞,从而大幅度增加日出动率。未来"福特"级航母上,电磁弹射器的输出效率将是"尼米兹"级航母上蒸汽弹射器效率的10倍以上。

适合装载于各类航母,及使用全电力推进的大型战舰

电磁弹射器不仅适合装载于大型航母,而且首部装有斜坡角的滑跃式飞行甲板也容易装设,因此也适合装载于中小型航母甚至两栖攻击舰。即使对于一些全电力推进系统的大型水面战舰,电磁弹射器也十分适合装设与使用。相比之下,蒸汽弹射器在这方面的缺陷就十分明显,它无法装设于采用滑跃式飞行甲板的中小型航母。

研发屡遭失败存在先天不足

美军电磁弹射器研制计划自从1982年开始实施以来,就不断遇到问题,试验频出故障,导致计划延迟,费用超标。

电磁弹射器自身构件也存在着许多不足。例如:电磁弹射器所需的强迫储能装置不能进行大容量储存;电磁弹射器需要消耗大量电能,导致航母总功率必须达到60兆瓦以上,这就要求航母必须采用核动力装置,否则电磁弹射器充电时将会影响其他系统的用电。

要让电磁弹射器及时在新航母上投入使用,仍面临不少技术难题。

一是线形同步电机。模型试验显示的效率不高,能量利用率还不明显,无法达到散热需求。

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