阅读此文之前,辛苦点击右上角的“关注”,既方便您进行讨论与分享,又能给您带来不一样的参与感,感谢您的支持!
2023年11月26日,海外社交平台上出现一些疑似“福建舰”对电磁弹射系统进行测试的视频。
从视频来看,福建舰其中一个弹射器发射了一辆“小红车”,这是用于测试的飞行器。
在发射之后,小红车咻地一下飞出百十米远,这说明在发射上,我们的电磁弹射技术是没问题的,但是跟美国的电磁弹射技术相比呢?
何为电磁弹射技术?大家都知道,航母战斗力强大与否跟舰载机有关,但这不仅取决于舰载机的打击能力,还跟舰载机的起飞能力跟效率有关。
目前全球航母舰载机有三种起飞方式,分别是垂直起飞、滑跃起飞、弹射起飞。
弹射起飞是比较领先的技术,适用于短程发射大载荷,综合性能最高,因此成为未来航母发展的主流。
这一技术可以细分成液压弹射起飞、蒸汽弹射起飞、电磁弹射起飞,其中蒸汽弹射技术被美国垄断,电磁弹射技术是最先进的,只有中国和美国完整地掌握了这一技术。
根据电磁感应原理,切割磁感线可以产生电流,相当于产生电能,而电能又可以转化成为动能,动能可以助推舰载机起飞。
具体来讲,相比蒸汽弹射,电磁弹射的优点主要有以下几个方面:
首先,电磁弹射装置体积小,重量只有蒸汽弹射装置的50%,这相当于可以节省大量空间用于安装其他装置,同时也降低了维护的难度。
其次,电磁弹射耗水量不大。蒸汽弹射需要依靠淡水,而航母通常在海面上居无定所,本身就处于缺乏淡水的环境。
因此,蒸汽弹射要求航母配有海水净化装置,这也要占不小的空间。
最后,电磁弹射弹力能量幅度宽,精准控制能力强。
相比蒸汽弹射,电磁弹射装置最大能量宽幅要超出20%,这说明其有能力让体型更大的舰载机快速起飞。
同时电磁弹射可以根据实际需要调控电流,可以满足不同体型机型的起飞需要。
但是世界上几乎不存在完美的东西,现在电磁弹射技术也有一些比较明显的短板。
比如,电磁弹射涉及大量技术,这对各种技术的融合有着极高的要求,必定会影响电磁弹射的稳定性。
虽然跟电磁弹射的优点相比,这些缺点可以暂时忽略不计,但是电磁弹射作为一项新兴技术,需要经过大量验证。
根据社交平台视频来看,我国已经开始对福建舰的电磁弹射装置进行测试,那么我国这一技术发展到什么程度了呢?
中国弯道超车按照美国航母发展路线,美国先是有了蒸汽弹射,然后再有电磁弹射,但我国没有“照抄”这一路线,选择直接研究电磁弹射。
有的人可能会好奇为什么中国选择“弯道超车”?其实是因为蒸汽弹射跟电磁弹射的原理不具有继承性,这两种技术截然不同。
即使我们掌握蒸汽弹射,也没有办法用在研究电磁弹射上,到头来还是要从零开始,不如直接搞电磁弹射。
结果老美没想到的是,他们研究二十多年,曾经多次放弃的东西还真给我们研究出来了。
虽然说电磁弹射最近几年才被中美用到航母上,但实际上这一技术相关的诸多关键技术早已被突破。
比如,电磁弹射需要用到直线电机技术,这一技术本就用于直线电梯、磁悬浮列车等诸多领域,早已经过实践验证。
因此,对于一个制造业大国来讲,电磁弹射基本上不存在无法跨越的技术障碍,但电磁弹射用在航母还是首次,有必要对相关技术、装置进行测试,以确定电磁弹射的可靠性。
从测试视频来看,福建舰有可能已经开始“静载”电磁弹射测试。
此前还有报道称,原本停在福建舰前面的大型船舶已经移开,可能是在给福建舰电磁弹射测试创造更大的空间。
“静载”测试是测试电磁弹射装置可靠性的必经之路,也是验证电磁技术的最佳途径。
早在2015年,美国唯一一艘搭载电磁弹射装置的现役核动力航母“福特”号曾经进行过静载测试,但等了两年左右才真正开始海试。
理论上来讲,任何一种装置都有可能出现故障,电磁弹射器故障平均4166次出现一次,但实际上“福特”号电磁弹射器平均发射181次就会出现故障,基本上测试没几天就要维修一次。
电磁弹射器出现故障有可能会导致整艘舰艇没有办法工作,更不用说连续作战了。
由于电磁弹射器故障频发,美国国内有声音认为,“福特”号应该放弃电磁弹射,重新用回电磁弹射。
另外,电磁弹射发射一次消耗的电能可能要33.6千瓦时,需要依靠足够的能量支撑。
美国“福特”号之所以可以安装电磁弹射,是因为该艘航母是核动力航母,动力几乎是用不完的。
但是福建舰是常规动力航母,这要求我们要有成熟高效的发电技术跟足够大的储电装置。
那作为“后来者居上”的福建舰,其所运用的电磁弹射跟美国相比如何呢?是更先进还是落后?
中美电磁弹射对比目前由于中美都没有详细披露电磁弹射测试的数据,很难通过直观的数据进行对比,但是我们可以用中美在这方面的研究成果来探讨一下。
首先,在原材料跟设备上,中国不比美国逊色。
电磁弹射器要用“永磁体”来转化电能,顾名思义就是永久保持磁性的磁体,而中国是这种磁体的生产大国,且在高磁强度稀土永磁体方面颇有研究。
其次,中国工程院院士马伟明教授在带队攻克电磁弹射技术过程中,曾在43项关键技术上取得重大突破,成功申报国防专利32项。
此前马教授曾对外透露,中国舰载机弹射起飞技术已经不存在任何问题,试验过程也很顺利,早已不比美国,甚至在一些领域已经实现对美国的反超。
在电磁弹射研究中,马教授有一项特别突出的研究成果,即中压直流综合电力系统,将交流电转化成直流电。
当时全球有航母的国家大多采用交流高压型供电,但马教授却选择独辟新路。
相比之下,马教授所研究的中压直流型供电更加稳定、便利,使得电磁弹射比较不容易出现故障。
而按照美国海军计划,他们将在2028年后开始研究中压直流型供电,单从这一点来讲,中国的研究步伐已经比美国快了。
最后,许多人认为中国没有核动力航母是“痛点”,可能会影响电磁弹射技术的实际运用的效果。
不可否认的是,核动力确实可以源源不断为电磁弹射提供动力,但不是非要核动力不可,因为电磁弹射能量利用率比蒸汽弹射高10倍。
只要配备发电能力足够的装置,常规动力航母也可以使用电磁弹射技术,而近年来随着高铁等领域的发展,中国在电力研究方面已经占据领先地位,这将为电磁弹射研究提供有力支撑。
事实上,作为一项新兴技术,电磁弹射出现故障是再正常不过的事情。
但是对于我国来讲,这一技术已经没有不可逾越的障碍,我们要做的更多是在现有基础上对原本技术、装置进行完善、升级。
只有不断经过试验发现问题,我们的电磁弹射技术才能够变得更好。
而电磁弹射是未来航母发展的趋势,只要我们能够咬着牙坚持下去,那么最先彻底掌握完整且成熟的技术就有可能是我们。