这是一项每次亮相,都会让世界目瞪口呆的先进技术!这是一项仅有两个国家拥有的顶尖技术!这是一项让世界军迷都吹捧的尖端技术!
有了它,航母的作战能力将迎来质的飞跃,极大地提升舰载机的作战能力,直接让航母整体水平上升一个档次!
本期,就为大家讲述,电磁弹射技术,到底有多厉害。
要说明电磁弹射技术的过人之处,先要简单了解航母及其核心部件:弹射器。
航母,作为现代海上最大的作战平台,能够使一个国家在远离国土的区域,施加军事压力或进行作战,是现代海军最为重要的利器之一。
但航母在本质上,只是一个能够移动的“海上飞机场”,而让航母能够真正发挥实力、让其名震天下的,还是舰上的舰载战机,包括制空战斗机、战斗轰炸机、预警机、加油机等。这些应用于不同情况的战机,让航空母舰在战斗过程中几乎“无所不能。”
然而,由于航母甲板长度有限,靠战机自身的加速,很难获得足够的升力,而让战机能够一飞冲天的关键,便是弹射器。
弹射器由动力系统、往复车、导向滑轨等部件构成。战机在起飞前,驾驶员松开刹车,使往复车能够拉着挂在飞机上的绳索,沿着导向滑轨进行加速运动,从而给予战机极高的加速度,让战机正常起飞。
而当战机离开甲板后,绳索就会和往复车以及飞机同时脱钩,落在布置在甲板前端的装置内,随后由复位系统,再次进行弹射。
因此,弹射器性能的好坏,将直接决定舰载机的起飞频率,从而影响航母在战局中能够发挥的作用,是航母最为核心的装备之一!
此前,各国航母使用的主流装备是蒸汽弹射器,而这一装备的研制原理,简而言之,就是把淡水烧开,以水蒸气为动力,将飞机直接弹射出去。
但有两个国家的科研人员,经过潜心研究,研制出了更加先进的电磁弹射器。
这种弹射器是以电磁为动力弹射飞机,主要由电源装置、强迫储能装置、脉冲发生器、导轨和辅助系统组成。
而这一弹射器与传统的蒸汽弹射器相比,有着以下四大优势:
首先,电磁弹射器的第一个优势,是弹射效率更高
蒸汽弹射器想要弹射飞机,必须要将水烧开,但一次能够产生的水蒸气极为有限,要想再次弹射飞机,必须要等水蒸气再次产生。
而电磁弹射器的推进原理,可以近似看做为航母上的“磁悬浮列车”,通过一台直线电动机提供动力,直接将电力转化成电磁力,推动飞机起飞。
而电力充能所需要的等待时间,远少于蒸汽弹射器烧水的时间,这让航母弹射战机的效率大大增加,极大地增加航母的作战效率!
其次,电磁弹射器的第二个优势,是使用更加灵活。
由于蒸汽弹射的推力不可调,因此对于飞机的要求很高,太重的重型轰炸机,根本无法产生足够的推力起飞,而太轻的无人机,又会因为推力过大,会让飞机直接散架!
但电磁弹射器就不必担心这一问题,因为电力与蒸汽不同,可以随时调节功率,这让航母起飞无人机和重型轰炸机,成为了可能。
而电磁弹射器的第三个优势,是占地面积较小
蒸汽弹射装置弹射一架飞机,需要足足一吨淡水,还需要锅炉等设备。
更糟糕的是,蒸汽弹射器还不能使用海水,因为海水中富含盐分,在形成蒸汽后会形成盐雾,对精密的弹射器产生极为严重的腐蚀,大大降低寿命。
因此,蒸汽弹射器的用水,只能提前携带,大大浪费了船上的空间。
而电磁弹射器直接使用电力转换,并不需要多余的设备,这就使得其需要的空间,远远小于蒸汽弹射器。
这也就意味着,航母能拥有更多的空间,携带武器和资源,大大增加航母的战斗力!
而两种弹射器在体积和携带装备上的差距,还体现出了电磁弹射技术的第四个优势:成本低!
蒸汽弹射器由于零件与设备较多,因此故障也多,维护成本较高。
所以,蒸汽弹射器的维护成本,几乎占据了整个航母的80%!
不仅如此,蒸汽弹射还需要大量的淡水,而淡水的储存与运输,都需要不菲的价格!
而电磁弹射器由于设备不多,电力的使用与储存成本也远远低于蒸汽弹射器,能够大量减少航母在运行中产生的开支。
因此,完全可以说,相比于目前主流的蒸汽弹射器,电磁弹射器完全是碾压的存在!
应用拥有这四大优势的电磁弹射器,如果安装在航母之上,完全能够使重量达47吨的重型战机,以140节的速度离舰,也能使35吨的轻型战机,以同样的速度离舰,最大的重量,甚至能够达到70吨!
而这也就意味着,更多种类的战机,能够从甲板上起飞,这将会极大提高航母的战斗能力和功能性。
不仅如此,电磁弹射器节省下的大量空间,还能够存放更多的物资和设备,极大提升航母的能力,让航母成为真正的“海上霸主”,让每个敌人都闻风丧胆的存在!
不过,这项装备并非完美无缺,其最大的缺点,便是需要极高的技术水平,对材料也有着十分高的要求。就连航母的发源地英国,最为自豪的伊丽莎白号航母,都无法使用电磁弹射技术。
即使是世界上数一数二的军事强国美国,研发之路也极其不顺利。
美军最早研发的电磁弹射器,是美国在20世纪80年代末期,研究的电磁线圈炮的放大版。
但由于当时的技术条件,根本不可能满足线圈炮所需的电源,该计划最终被废弃。
而在经过28年的研究,花费多达32亿美金的经费后,美国终于成功将电磁弹射技术,运用到航母之上,并成功起飞了一架战机,令世界为之惊叹!
但让所有人都没想到的是,美国的电磁弹射技术,却在投入使用不久后,遇到了瓶颈。
比如在研发过程中,美国对电磁弹射的难度估计不到位,要求电磁弹射器的大小,绝对不能超过425立方米,重量不能超过225吨。
然而美军实际造出的成果,却并不尽如人意,体积达到了惊人1061立方米,重量更是达到了夸张的600多吨,超过了原有计划两倍有余,让美国高层大跌眼镜!
不仅如此,电磁弹射器在弹射过程中,问题不断,远远达不到能够实际装备的要求,甚至让美国一度产生了让航母换回蒸汽弹射的想法,而装备了电磁弹射的航母,也一直没有形成实际战力。
研发而这所以美国的使用之路如此崎岖,是因为电磁弹射技术从理论到实践,总计需要5个步骤,只要有一步出现纰漏,最后都将会以失败告终,而每一步,都对科研人员有着极高的要求。
因此,在许多国家看来,研发电磁弹射器,简直是不可能完成的任务!
首先是理论阶段:在这一步,研究团队需要连续攻克多个难关,解决电磁弹射器的技术难题,最后需要制成1:1全尺寸的原理样机,仅仅是这一步,就需要数年,甚至几十年之久!
在此期间,国家需要不断投入人力物力,世界上绝大多数国家,都在这一步折戟沉沙,最后无功而返!
然而,完成原理样机,只不过是完成了电磁弹射技术最为基础的一步。
而接下来,研究团队还需要完成4个步骤,而每一步都难于登天!
缩比试验阶段:在这一步,科研人员要全面掌握、攻克关于电磁弹射器的关键技术,并根据已经掌握的信息,研制缩比尺寸原理样机,利用其验证理论的准确性。
等比试验阶段:这一步,研究人员需要研制出全尺寸的试验样机,继续验证理论的准确性,以及电磁弹射技术上舰的可行性,根据其中出现的问题,随时进行调整和改良。
地上实验阶段:这一步需要在地上建造航母弹射器的实验设施,使用真正的舰载机,进行长时间的弹射试验,在检验电磁弹射器使用寿命的同时,逐步解决各种工程应用中出现的问题,完成最终定型。
而最后一步,便是安装阶段。这一步便是要将已经最终定型的电磁弹射器,运用和安装在新型航母的设计之中,最终实现“电弹上舰”。
这5步,每一步都难于登天,有国家曾公开表示,能够带领研究团队顺利走完这一步骤的科研人员,能够抵得上10个师!
但随着时代的发展,已经有两个国家,拥有了能够制造电磁弹射器的技术,让世界为之惊叹!
参考资料:
兰顺正《蒸汽弹射与电磁弹射孰优孰劣》
赵宏涛、吴峻、余佩倡《电磁弹射技术发展综述》
刘征鲁《群雄角逐大洋!盘点各国海军代表性舰艇装备》
赵凤权、姜子晗、赵楠《海上弯弓:舰载机的腾飞之路》