弹射起飞技术是一种新兴的直线推进技术,适宜于短程发射大载荷,优越性毋庸置疑
弹射起飞技术是一种新兴的直线推进技术,适宜于短程发射大载荷。航母舰载机的弹射起飞技术主要包括液压弹射起飞、蒸汽弹射起飞以及最先进的电磁弹射起飞技术。
那么,究竟什么是电磁弹射系统(EMALS)呢?
EMALS是美国海军21世纪航母上的新一代舰载飞机弹射系统。其最早要追溯至20世纪40年代,美国海军利用电磁感应马达技术设计、制造并试验了一套电磁飞机弹射系统,由于二战结束及该套系统成本较高,该项目被取消。为进一步验证EMALS弹射舰载机的可行性,1982年美国海军重新启动了 EMALS的研究项目,并在1988年进行了电磁弹射、制动和回收以及系统性能和电磁辐射试验。
20世纪90年代,美国海军在设计下一代航母(CVN-21)时提出了全电军舰的概念,要求舰上不再采用蒸汽、液压等机械手段,其中最重要的技术革新就是电磁弹射器取代蒸汽弹射器,并在论证CVN-21方案过程中,正式确定研制航母电磁飞机弹射系统。
20世纪90年代,美国海军在设计下一代航母(CVN-21)时提出了全电军舰的概念,要求舰上不再采用蒸汽、液压等机械手段,其中最重要的技术革新就是电磁弹射器取代蒸汽弹射器,并在论证 CVN-21方案过程中,正式确定研制航母电磁飞机弹射系统。资料图:美国新泽西州莱克赫斯特电磁弹射器试验场。
EMALS的弹射电动机通过电力系统输电,可生成一个同弹射系统的往复车相互作用的电磁力,在电磁力作用下,往复车将携挂飞机沿弹射冲程加速至起飞速度;控制系统持续监控EMALS全系统性能,是EMALS的关键信息处理模块,该系统能够根据飞机、环境和弹射系统的参数变化实施调控,同时还担负报警任务。
2004年4月2日,经过方案评估,美国海军选择了通用原子公司设计方案,后续经过一系列大量的实际尺寸的样机试验,于2009年6月正式决定在福特级航母上安装电磁弹射系统,并授予通用原子公司研制合同。目前,通用原子公司也已获得第二艘福特级航母电磁弹射系统建造合同,首艘福特级航母“福特”号即将交付。
配有电磁弹射系统的“福特”号航母,日出动舰载机可达到300余架次,相比尼米兹级提高了25%
比起航母舰载机的其他起飞方式来说电磁弹射的优越性更为突出。
一是能量幅度更宽。电磁弹射装置比蒸汽弹射装置的最大能量幅度高出20%,可以容纳以更快速度起飞的重型飞机,而其细微精确的控制,使得 EMALS又能够同时弹射较小、较轻的航空飞行器(如无人机),扩大了航母搭载不同机型的能力,很大程度上扩展了现役航母的作战能力。
二是弹射性能稳定。相比蒸汽弹射器,电磁弹射拥有先进的反馈和闭环控制系统,能够使得任何一次弹射加速度峰平比更加恒定、末速度变化范围更小。
同时,电磁弹射装置提高了可用性、可靠性,并降低了运行与维护费用。
另外,相比蒸汽弹射系统,EMALS重量明显减轻,体积更小,减少了对舰上大量液压油、淡水和蒸汽等辅助设备的需求,各组成部分的布局更加灵活,能最大限度地优化航母内部布置,增加了航母设计灵活性,潜在地提升了航母的生存能力。
美国即将服役装配有EMALS的“福特”号航母,其日出动舰载机可达到270—310架次,相比尼米兹级提高了25%,未来美国海军11艘福特级航母的作战能力相当于13.75艘尼米兹级航母,而EMALS的装配就是其中最主要的核心影响因子,其对航母战斗力的提升足以对作战对手产生巨大的震慑作用。
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