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蒸汽弹射与电磁弹射孰优孰劣

军事武器2019-08-15 10:338A+A-

 

配有电磁弹射系统的美国“福特”号航母

美军电磁弹射起飞地面试验装置

据媒体报道,美国总统特朗普日前在美军驻日本横须贺海军基地发表讲话时表示,由于对电磁弹射花费巨资感到不满,他将颁布命令将航母上的电磁弹射器改为蒸汽弹射器。特朗普称“我们将大量资金投在电磁弹射系统上,却不知道在恶劣条件下其性能如何。所以我要下达命令,下一艘新航母要换用蒸汽弹射系统。”舰载机弹射器为何能引起特朗普的关注,蒸汽弹射与电磁弹射是如何工作的?究竟孰优孰劣?

舰载机是航母战斗力的核心,在作战中,舰载机负责对地面、海上以及空中目标进行打击。所以,舰载机的起飞能力和效率很大程度上决定航母编队的作战能力。目前,舰载机一般采用弹射起飞、滑跃起飞、垂直起飞3种方式。其中,弹射起飞利用弹射器助推,可以使飞机获得更高的加速度,具备在短距离内放飞重型战机的能力,是舰载机起飞的主流方式。

“汽弹”存在技术局限

弹射器最早由英国人发明。上世纪50年代,蒸汽弹射器代替液压弹射器开始服役。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,把舰载机投射出去。弹射器一般由动力系统、往复车、导向滑轨等构成,弹射起飞时,驾驶员操纵飞机加大功率,在弹射器动力系统的强力作用下,往复车拉着飞机沿导向滑轨做加速运动,经过一段滑跑距离,飞机达到升空速度起飞。目前蒸汽弹射器技术已相当成熟,但存在一些局限。

首先,蒸汽弹射器需要配备蒸汽储罐、管线和辅助设备,体积和重量过于庞大。美国最新的蒸汽弹射器全套体积达1100立方米,全重接近500吨。其次,蒸汽弹射器工作时需消耗大量蒸汽,如果以最小间隔进行弹射(每分钟2架),16分钟后便会因为蒸汽压力过低而无法继续弹射,而且会消耗锅炉20%的蒸汽导致航母的航速降低。最后,蒸汽弹射的弹射力量调节范围小,无法弹射较轻的无人机。另外,瞬间爆发的巨大推力,也让舰载机飞行员非常不适。

“电弹”具备多种优势

鉴于此,各国开始发展电磁弹射技术,电磁弹射是将电能转化为磁能再转化为动能,推动物体达到一定速度的系统,其动力装置是直线电机,系统通过输入强大的电流使线圈产生磁场,使往复车加速,推动战机起飞。

相比蒸汽弹射,电磁弹射优势明显。首先,电磁弹射系统实现“瘦身减重”,一套完整的电磁弹射设备体积仅500多立方米,全重325吨。其次,电磁弹射比蒸汽弹射的最大能量幅度高20%,可以放飞更重的飞机。而且电磁弹射功率可调,通过调整输出电流,起飞重量可在2吨至70吨之间调整,终端速度可在50节至200节之间任意设定。再次,加速度曲线十分平滑,能够极大改善飞行员的身体负担和飞机的结构寿命。据称,配有电磁弹射系统的美国“福特”号航母,日出动舰载机达到300余架次,相比尼米兹级提高25%。

“逆潮流”话语透露哪些信息

既然电磁弹射有如此多好处,为何特朗普却要求回归蒸汽弹射?一方面,不能排除这其中有“忽悠”成分。另一方面,美国在电磁弹射领域发展确实遇到困难。

分析认为,尽管美国的电磁弹射装置已经试验多次,但从特朗普的表态推断,美军在实际应用中显然碰到各种预料之外的麻烦且难以解决。有消息称,2018年2月,美海军证实“福特”号航母安装的电磁弹射系统在设计与建造上存在重大问题。在海上试验中,美海军发现,频繁使用时电磁弹射系统比蒸汽弹射器更不可靠,且需要更多人力。美海军称,一旦在战斗中出现一个弹射器无法使用,有可能需要关闭全部4个弹射器才能进行维修。同时有研究认为,弹射过程中,机载电子设备可能会受到电磁脉冲影响,对舰载机的电磁屏蔽能力构成更大考验。因此,一向口无遮拦的特朗普忽然改口要换蒸汽弹射,就不足为奇了。

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