中国第二代电磁弹射器:2.1秒,将30吨飞机,加速至252km/h

  不是所有的飞机都能从航母上起飞,即使是使用了我国和美国现在所使用的电磁弹射器,因为电磁弹射器也有物理限制,飞机能否弹射起飞,与弹射器的长度和飞机的重量有关。

  我国研究人员正在开发下一代电磁弹射器,能够尽最大可能地克服弹射器长度和飞机重量的限制,从而将更重的战斗机从航母上弹射起飞,进而携带更多的武器和燃料。我国下一代新型电磁弹射器采用了电动汽车上所用的成熟技术,据计算,该系统可以在2.1秒内将30吨重的飞机加速到每秒70米,每秒70米就是252公里每小时,这个指标是从航母上起飞飞机的常用基准速度。2.1秒的加速时间是非常好的成绩,因为加速时间越短,跑道就越短。

  新型电磁弹射器应用了成熟的电动汽车发动机技术。以电动车为例,通过使用强大的力矩发动机,能够实现远超内燃机发动机的加速性能。在电动汽车驾驶员松开油门踏板,踩下刹车后,电磁系统能够将汽车动能转换回电池储能,实现能量的回收。力矩电动机有许多“电极对”,可以在短时间内产生非常大的力矩,同时以相对较低的转速工作,由于其高扭矩和低转速的优质特性,这种发动机的加速性能非常突出,爆发力特别大。

  在我国新型电磁弹射器的设计中,在弹射飞机前,由一台强大的力矩发动机驱动高速旋转的重型飞轮。飞机在发射区准备就绪后,重型飞轮将动能传递到驱动轮上,驱动轮拉动钢丝绳,拖动飞机下方的挂点,向起落架施加强大推力,在2.1秒内,将30吨重的飞机,加速到252公里每小时的起飞速度。飞轮将动能传递到驱动轮上时,飞轮与驱动轮并不接触,此时,由飞轮与驱动轮之间的涡流离合器发生作用,涡流离合器会产生电磁力,通过电磁场相互作用,在飞轮与驱动轮之间传递巨大的能量。飞机着舰时,只需将飞轮的旋转方向转向相反的方向,就能反向储能,同时实现着舰飞机的减速。我国新型电磁弹射器的原型机已经通过了可行性测试。

  研究人员表示,目前“福”字辈航母所使用的传统电磁弹射器使用长直“电磁加速轨道”来加速飞机,在加速轨道周围,有大量的电磁线圈,产生持续加速的推力。目前的系统只能将13吨重的飞机,在3秒多一点的时间内,加速到66米每秒,而且不具备着舰储能的能力。但是,他们没有具体说明这个数据属于我国超级航母“福建”号的弹射器还是美国军舰“福特”号的弹射器,也许这是一个通用的数据。

  我国研究人员认为,福特号航母现在使用的电磁弹射器会经常失灵,存在效率低、寿命短的问题。美国国防部公布的数据也证实了这一点:2023年,“福特”号航母的电磁弹射器每使用614次就需要大修一次。美国海军认为,起码4000次无维故障使用才是理想指标。“福特号”超级航母的着陆系统似乎也存在着问题,每46次着陆就会发生一次故障。

  我国正在研制的新电磁弹射器可以用来减缓飞机的着陆速度,当压力传感器检测到飞机的着陆钩挂上钢丝绳时,会自动驱动拉紧轮,输出适当的拉力,拉紧钢索,使着陆的飞机在跑道上减速。根据研究人员的计算,以72米每秒的速度降落在甲板上的战斗机,能够在2.6秒内完全停止下来,这一数据完全符合军用飞机的着舰标准。研究小组认为,正在研制中的我国新电磁弹射器还具有许多其他优点,包括造价更便宜、体型更紧凑、能耗更低,这意味着我国可以更快地建造出更小型的航母。研究人员认为,使用新型电磁弹射器后,只需要100米长的跑道就能够让30吨重的军用飞机从航母上弹射起飞了。

  相比之下,“福建”号航母全长316米,有一条用于弹射起飞的平直跑道和一条倾斜跑道。美国“福特”号航母的布局与我国“福建”号差不多,长度为337米。我国另外2艘航母,辽宁号和山东号,配备了滑跃起飞跳板,长度也略超过300米。

  使用新型电磁弹射器后,航母的整体设计将更紧凑,从而能够加快新航母的建设速度,降低成本投入。“福建”号长达316米,历时6年才建成,新的航母可以更加小型化,可能3年就能完成一艘。

  如果将新的电磁弹射器安装在075型直升机航母上,就可以在短期内改装出更多的航空母舰。如果为“辽宁”舰和“山东”舰安装新的电磁弹射器,就可以放飞更重的喷气式战斗机,如歼20隐形战斗机,其正常起飞重量为32吨,与“新型电磁弹射器能在2.1秒内将30吨重飞机加速到70米每秒”的性能相差不多。我国为各型航母研制了通用型隐身舰载机歼35,通过与新型电磁弹射器的配合,能够适用于我国所有类型的航母平台,实现“一机通吃”或“一枪通用”的效果。

  综上所述,我国新型电磁弹射器将大大提高我国海军的综合战力,使我国海军能够从各型各类航母上起飞更重型的喷气式飞机,携带更多的武器或燃料,增加战斗效率、范围和灵活性。在研制新型电磁弹射器的同时,我国还特别重视舰载隐形战斗机研制,为其配备新研制的高超音速导弹和高性能发动机、机载雷达,力求在与美国舰队的潜在对抗中,占据绝对的优势地位。 我国正在测试的新型反舰高超音速导弹,可以“只开一枪”就摧毁美军“福特”级航母