电磁弹射器的优势和缺点介绍

电磁弹射器是一种电磁飞机发射系统,目前只有中国和美国研制成功了,分别安装在中国航母福建舰和美国航母福特级上。电磁弹射器使用线性感应电机而不是传统的蒸汽活塞来发射飞机,优点是更安全也更可靠,加速过程更均匀,对飞机结构的破坏性更小。

我国第三艘航空母舰福建舰上安装的是电磁弹射器
我国第三艘航空母舰福建舰上安装的是电磁弹射器

蒸汽弹射器的缺点

在介绍电磁弹射器之前,我们先了解下蒸汽弹射器。在过去,从航母上起飞飞机,需要使用蒸汽弹射器来让飞机在狭窄的航母跑道上快速达到起飞速度。

蒸汽弹射器开发于上世纪50年代,一般配备4台蒸汽弹射器的航母能够保证在99.5%的时间内至少有一个是可用的,是一个性能比较可靠的弹射器系统。

蒸汽弹射器结构图
蒸汽弹射器结构图

但是蒸汽弹射器的缺点也很明显:

蒸汽弹射器最大的缺点就是牵引力会发生大的瞬变,这是因为蒸汽弹射器缺乏反馈控制系统,这可能会损坏和缩短飞机机身寿命和强度;

蒸汽弹射器的第二个缺点就是它的系统规模很大,重量和体积在寸土寸金的航母上都太大了;

第三个缺点就是蒸汽弹射器的效率非常低,只有4~6%的能量被利用起来了;

第四个缺点是蒸汽弹射器难以控制,因为它是通过蒸汽来加速飞机的,并不能很精确的进行控制。

正是因为这些缺点,才使得蒸汽弹射器的应用范围比较狭窄,比如它能够发射重型舰载机,但是却不能发射无人机这样的轻型飞机。

电磁弹射器的优势

如果说蒸汽弹射器就如同蒸汽机一样古老,那么电磁弹射器就是进入到电气化时代,是一种碾压式的优势。

重量更轻占用空间更小

一套蒸汽弹射器的体积高达1100立方米,整体重量超过500吨;而电磁弹射器的体积只有500立方米,重量才300多吨,减重减体积非常明显,这在狭窄的航母上非常重要;

可控性更强

虽然蒸汽弹射器的弹射能力很强,能够弹射满载起飞的重型舰载机,但是它就如同一个傻大粗的机械一样,很有爆发力,但是却并不能弹射轻量级的飞机。而电磁弹射器因为使用的是电磁弹射技术,可以进行很精细的动力输出控制,能够弹射各种型号和大小的飞行器;

美国福特级航母上的电磁弹射系统结构示意图
美国福特级航母上的电磁弹射系统结构示意图

加速性能更好

不同于蒸汽机爆发力强的动力输出模式,电磁弹射器的加速更加均匀,这样能够让飞行员感觉很舒服,而且对于飞机的损害也相应的更少,能够延长飞机的使用寿命;

弹射动能更大

蒸汽弹射器最大弹射动能大约是95兆焦耳的能量,而电磁弹射器最大弹射动能能够达到121兆焦耳,比前者高了29%。而且随着技术的发展,未来电磁弹射器的进步空间还非常大,前景也更好;

充能速度更快

蒸汽弹射器理论上还是烧开水,这都是需要时间的。而美国的电磁弹射器使用的是飞轮储能系统来存储能量,能够在45秒就储存足够多的能量,并能够在2~3秒内将这些能量释放出来,能量的存储和释放速度都非常快;而我国的电磁弹射器据说使用的是超级电容器储能系统,充电时间比美国的飞轮储能更优秀;

能量利用率更高

前面说了蒸汽弹射器只有4~6%的能量被利用起来了,这在核动力航母上还好说,毕竟本身能量充沛,但是如果是常规动力航母,这种能量的浪费就很不应该了。而电磁弹射器的能量利用率非常高,可以达到90%。

可维护性更好

虽然蒸汽弹射器的可靠性也很高,但是电磁弹射器的可维护性能更高。安装电磁弹射器的福特级航母比尼米兹级航母多25%的弹射工作量,但是需要的机组人员却反而减少了25%。需要的维护人员和维护技术都更少,自动化程度也更高了。

美国福特级航母甲板上的电磁弹射器系统
美国福特级航母甲板上的电磁弹射器系统

应用范围更广泛

因为蒸汽弹射器体积大重量大的缺点,所以蒸汽弹射器一般只能安装在航空母舰上,需要占据大量的空间,无法做到小型化。

而电磁弹射器则可以做到小型化,可以安装在未来的076两栖攻击舰甚至是一些大中型水面舰艇上,为无人机弹射提供动力。

电磁弹射器的缺点

要说电磁弹射器的缺点,可能就是作为一个新的技术产品,它可能没有蒸汽弹射器那么成熟,另外就是价格可能会比较贵吧。

但是这些缺点,随着电磁弹射器大规模的使用,会慢慢的消失掉。

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