连美国都搞不定,电磁弹射到底是什么?它究竟有多难搞?
2022-06-17
来源:黑洞先驱
2022年4月23日,在中国人民海军成立73周年之际, 海军在网上公开发布了首部航母主题宣传片《深蓝!深蓝!》,这部宣传片中主要宣传了我国已建成两艘航母,海军如何从一个一穷二白发展到现今的走向深蓝,并在结尾意味深长的安排了一个彩蛋,从一个接电话的人员嘴里说了句 “三胎”。
相信各位心里都明白这个三胎是啥意思,这就是即将建成的我国第三艘航母,据坊间传闻,这艘航母有可能会直接跳过传统的蒸汽弹射方式转而直接弯道超车使用电磁弹射技术,这则消息一传出来也使得各位军迷为之一振,要知道电磁弹射技术可说是目前航母技术中的最高殿堂,那么什么是电磁弹射?它的技术难点到底在哪里?
那么到底什么是电磁弹射?
作为海军下一代最尖端的弹射技术,目前世界各强国的海军都在进行这方面的研究。但截至目前也仅仅是美国宣布研究成功了这种技术。事实上电磁弹射的原理很简单,采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速,由于电磁驱动力与电流平方成正比,因此只要保证足够的电流输入,就能使发射装置内产生足够大的推力,进而使被弹射物体达到更高的速度。
所以电磁弹射器的主要部件就只有一套直线电动机,电流通过线圈包裹着衔铁嵌在弹射轨道的内侧,产生强大的磁场,进而并发出巨大的推力能在几秒内释放出惊人的电能。从原理我们不难得出一个结论就是想成功研发电磁弹射就需要解决它的电能问题,美国在福特号航母上装备的电磁弹射系统据说是能在极短时间内产生超过121亿焦耳的能量,并且这套系统可以每45秒就完成一次充电,这就意味着它可以45秒就弹射一架飞机,这样的弹射效率是传统的蒸气弹射所无法比拟的。
那么既然原理如此简单,为何这么多国家造不出来,它的技术难点究竟在哪?
真实情况是号称已经研制成功电磁弹射技术的美国也依旧没有完全搞定这项技术,安装在福特号航母上面的这套系统也依旧差强人意,这也足以看出电磁弹射技术并不像原理解析这样来的那么简单,那么它的难点究竟在哪里呢?
首先电磁弹射要解决的是电力的问题,电磁弹射可以在2至3秒内把飞机弹射出去,需要峰值功率到达几百兆瓦,如此大的电力常规航母是很难达到的,这就需要核动力加持,如果在常规动力航母上使用的话事前需要是储能的,但如何提前把能量安全高效的预存就这也是一个难点。
然后在需要使用的时候再通过大功率电力调节技术释放出去,电能在不断提高的同时电压也在加大,如何控制这么大的电流和电压这又是另外一个难点;解决了上述几个难点之后还有一个难点是弹射控制技术的问题,要在2到3秒的时间内把吨位不同的飞机加速到需要起飞的初速度,这对控制系统的要求非常高,需要反应非常迅速,控制也要精准,此外也要解决电磁辐射的问题,以防止会影响航母内部及飞机的电子设备的运行。
那么现在除了中美有可能研发成功电磁弹射技术以外还有哪个国家有可能研发成功这个技术呢?
未来的一个趋势就是电能,因此电磁弹射器无疑是一个新兴的技术,不过电磁技术早在几十年前就已经提出来了,相关研究从理论提出到运用也已经研究了几十年,但现实是能够站出来说已经搞定的国家实在是很少,连英法这两个军事大国都没动静。
如此一来除了中美以外,俄罗斯被认为是下一个潜在的可能搞定电磁弹射器技术的国家,俄罗斯人也意识到从技术角度来说,现代大型航母配备电磁弹射器时解决舰载机起飞的一个合适方案,如果没有电磁弹射器,单纯的使用滑跃甲板或者搭载垂直起降战机都只是一个过渡性方案,而蒸气弹射的效率又远没有电磁弹射来的高。
但是受限于经济的问题,俄罗斯在国防投入上一直是奉行钱要花在刀刃核武器上面,这一点也成为俄罗斯发展航母力量的重要阻碍,不能不说是一个遗憾。