彈射技術

彈射技術是一種新興的直線推進技術，適宜於短行程發射大載荷，在軍事、民用和工業領域具有廣泛套用前景。關於航母艦載機的起飛技術目前也就是四種。一是滑跑起飛，二是液壓彈射起飛，三是蒸氣彈射起飛，四是最先進的電磁彈射（簡稱EMALS）起飛技術。

基本介紹

• 中文名：彈射技術
• 類型：直線推進技術
• 性質：概念
• 適宜：短行程發射大載荷

彈射技術的分類

蒸汽彈射

蒸汽彈射器問世於1950年8月，原型機是英國海軍航空兵預備隊司令米切爾研製的，美國海軍購買了專利並將其發展成熟。目前在“尼米茲”級航母上裝備的C－13蒸汽彈射器長76．3米，每分鐘可以彈射2架艦載機，功率強勁得可以將一輛兩噸重的汽車彈射到兩公里以外的海面。

時至今日，只有美國全面掌握了蒸汽彈射器技術，連法國的“戴高樂”號核動力航母也採用美國的蒸汽彈射技術。俄羅斯、英國、義大利和西班牙等國由於技術限制，無法研製真正在技術和工藝上過關的蒸汽彈射器，所以只能在本國航母上採用滑翹甲板（即把甲板盡頭做成斜坡上翹，艦載機起飛後沿著上翹的斜坡衝出甲板，形成斜拋運動），作戰效率遠不如蒸汽彈射器。美國雖然在蒸汽彈射器領域獨領風騷，但蒸汽彈射器固有的缺點決定了它要被更新的技術取代。

在工作原理上，蒸汽彈射器是以高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊，把與之相連的艦載機彈射出去的。它體積龐大，工作時要消耗大量蒸汽，功率浪費嚴重，只有約6%的蒸汽被利用。為製造和輸送蒸汽，航母要備有海水淡化裝置、大型鍋爐和無數管線，工作維護量驚人。它的最大缺陷在於因為彈射功率太大而無法發射無人機，現役的無人機因為重量輕，在彈射時機體會被加速度扯碎。

電磁彈射

電磁彈射器是一個複雜的集成系統，其核心是直線彈射電動機。這種電動機的概念類似磁懸浮列車採用的技術，與磁懸浮列車所不同的是，磁懸浮列車的運動是漂浮在空氣中，而彈射電動機帶有滾輪，帶著一個往復車沿彈射器軌道滑行。工作時，電動機得到供電，往復車在電磁力的作用下，拉著飛機沿彈射衝程加速到起飛速度。飛機脫掛後，往復車受到反向力的制動，低速回到出發的位置。

在技術方面，蒸汽彈射器和電磁彈射器之間的差別，如同老式蒸汽火車與現代磁懸浮列車之間的差別，這就決定了電磁彈射器在性能上遙遙領先。

電磁彈射器就像磁懸浮列車

美國海軍從1982年開始進行電磁彈射系統的技術研究。直到2004年秋天電磁彈射器進入成品測試階段，美國海軍測試後選定通用原子能公司作為生產商。美國海軍技術網站透露，通用原子能公司的系統採用線性電磁加速電動機，已經在新澤西州赫斯特湖試驗中心完成了測試。

美國海軍將新型核動力航母定為“CVN－21”級，以取代現役的“尼米茲”級核動力航母，將要裝備4台電磁彈射器的“福特”號航母，正是該級航母的首艦，屆時在美國航母上使用多年的蒸汽彈射器將退出歷史舞台。

“福特”號航母在作戰效能上優於“尼米茲”級航母，電磁彈射器是個決定性因素。美國海軍技術網站的文章聲稱，在電磁彈射器投入使用後，“福特”號航母的飛機正常出動每天可達160架次，而現役尼米茲級航母每天正常出動120架次。在形勢瞬息萬變的現代海戰中，這種差異往往決定一場戰爭的勝負。可以認為，如果說蒸汽彈射器代表了20世紀的艦載機起降技術，那么電磁彈射器，確定了美國航母在新世紀繼續領跑的地位。

電磁彈射器的優勢

電磁彈射器的5大優點

法國航宇防務網站去年11月載文聲稱，就技術特性而言，電磁彈射器的優點主要有如下5點：

1．使用範圍更廣：無論是未來可能出現更重的飛機，還是當前小而輕的無人機，電磁彈射器都可以彈射。

2．可用性得到了提高：當前使用的蒸汽彈射器的兩次重大故障間的平均周期是405周，而電磁彈射器可以達到1300周。

3．減少了運行和支援費用：只需要90人就可以操作它，比蒸汽彈射器節省30人。

4．提高了能量利用率：電磁彈射器的效率大約是蒸汽彈射器的10倍，約為60%左右。

5．減少對艦上輔助系統的要求：蒸汽彈射器依賴於航母提供的大批輔助系統，電磁彈射器則簡化了許多，它從關閉狀態到待用狀態的時間不到15分鐘，這讓蒸汽彈射器望塵莫及。

中國航母艦載機起飛技術

關於中國航母艦載機採用何種起飛技術，在這裡透露一點小道訊息，也不知是真是假，各位可以自己分析一下。我的朋友有幾位是與造船有關的，所以關於航母的傳說聽到的就很多，有朋友說中國在前些年就已經開始了電磁彈射技術的研究，早就為航母艦載機起飛方式作了準備研究。中國的電磁技術在世界上還是領先的，中國的電磁炮研究就走在了世界的最前列。中國電磁起飛技術的研究是從與歐洲引進磁懸浮列車技術開始的，中國與德、法、日等國進行了多年的引進磁懸浮技術的談判，中國的科學家也多次“參觀考查”了這些技術，雖然最後沒有引進，但是也學到了不少的東西。據說當年德、法、日也是擔心中國掌握太多的磁懸浮技術而用於軍事方面才沒有與中國談判成功。

電磁彈射不是用磁鐵異性相斥那樣把飛機真的彈射出去，而是用直線電動機把飛機加速，達到起飛速度後釋放釋放。直線電動機是交流電動機的一個很特別的特例，把定子一線鋪開，轉子不再轉動，而是沿著定子隨電磁場的遞進移動而拉動。磁懸浮列車就是用直線電動機驅動的。直線電動機的拉力不隨距離而降低，線圈適當安排的話，甚至可以逐漸加速，這比蒸汽活塞的速度逐漸降低要有利得多。直線電動機也沒有熱應力和結凍的問題，或者對淡水的需求問題。直線電動機本身的技術並沒有什麼太了不起的，中國在研製和建造磁懸浮列車的過程中，對大功率直線電動機也深有體會。電磁彈射的難點在於超級電容。電磁彈射需要的超大電流也不能靠發電機現發，而是需要用超級電容儲存電能，然後放電。隨著電動汽車的發展，超級電容有了長足的進步。上海的電動公共汽車據說就是用超級電容驅動的，說明中國在超級電容方面也有了不俗的進步。

電磁彈射的另一個好處是可以和滑躍起飛相結合。滑躍起飛最大的問題是飛機的總受到限制，即使像蘇-33那樣的高推比的戰鬥機也不能滿載起飛，螺旋槳的預警機之類就更難了。如果用滑躍起飛獲得一部分起飛速度，用電磁彈射輔助加速，有望大大擴展可以起飛的飛機種類總和。電磁彈射的直線電動機的定子可以沿彎曲的滑躍甲板布置，這是蒸汽彈射所不可能做到的。在電磁彈射故障或者還沒有成熟到可以可靠套用的時候，也可以用滑躍甲板減載應急。在緊急防空截擊的時候，也可以純用滑躍甲板起飛，不受充電時間的限制。防空起飛本來也不需要滿載，輕載還可以增加機動性。

總之中國在電磁技術方面並不落後於世界水平，甚至於在某些方面可能還要領先，電磁技術代表當今最先進的技術水平，相信中國航母未來一定會發明出更先進的電磁彈射起飛技術。