专家:电磁弹射效率10倍于蒸汽弹射 是未来大中型航母发展方向

2016-10-21 12:51 人民网

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资料图:美国海军“福特”级核动力航母“杰拉德·R·福特”号(USS Gerald R. Ford CVN-78)

相比于蒸汽弹射方式,电磁弹射能量利用效率提升了近10倍,可弹射各类舰载机,实现弹射速度和功率的精确调节,目前已列装“杰拉德·R·福特”号核动力航母(USS Gerald R. Ford CVN-78)

■新闻提示

据美国有线电视新闻网报道,美国海军最新型航母“福特”号因“可靠性差”,将再次推迟至明年服役。“福特”号航母采用A1B型核动力装置和隐身设计,可起降F-35C舰载机和X-47B舰载无人攻击机,未来还将配备激光武器等新概念武器。“福特”号航母造价高达130亿美元,集众多高精尖技术于一身,尤其是首次采用的电磁弹射系统备受关注。

电磁弹射系统是采用电磁能来推动被弹射物体向外运动的系统。电磁弹射器可弹射包括无人机、战斗机、预警机和运输机在内的各类舰载机,具有弹射性能好、重量轻、占用空间小、适装性好、可靠性高、所需人力少等突出优势。目前,作为专门为“福特号”航母研制的电磁弹射系统,美国EMALS(Electromagnetic Aircraft Launch System 即电磁弹射系统)已多次进行舰基全速弹射试验,是未来战机翱翔的助推器。

■电磁交融:甲板上的“磁悬浮列车”

弹射器是为舰载机增加起飞速度、缩短滑跑距离的重要装置,一般由动力系统、“往复车”和导轨组成。目前得到广泛使用的蒸汽弹射系统依托高压蒸汽带动“往复车”高速运动,从而助推舰载机向前滑行,实现战机腾飞。电磁弹射器主要由直线电机、弹射轨道、储能系统、电力电子变换系统和综合控制系统组成,是不再依赖蒸汽和锅炉,完全电气化的新型舰载机弹射系统。

电磁弹射系统的技术原理与依靠直线电机驱动的磁悬浮列车相近,主要依靠动子和定子的无机械接触,实现电能到动能的能量转化。自从1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象后,人们就开始设想将电磁能转化为动能。早在1945年,美国海军就在夏威夷建造了电磁弹射试验装置,开始对电磁弹射进行研究探索。

电磁弹射器依靠直线电机作为动力,通过强大的电流来使线圈产生磁场,从而推动与磁力模块相连接的“往复车”高速前进,为战机起飞提供有力助推。其中,直线电机是电磁弹射系统的“澎湃之心”。在直线电机的驱动下,弹射器次级与放置在弹射轨道下的弹射器初级发生电磁作用,实现带动“往复车”运动加速飞机起飞。电磁弹射系统还需要精确控制弹射末速度和加速度,综合控制系统作为整个系统的“大脑”,可对直线电机进行实时反馈控制,并对各种信息进行组网和交互处理。

责任编辑:鲁路(QM0002)  作者:张乃千

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