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003航母要进行电磁弹射试验?最新发布的照片引发全球军迷热议
大家结合此前美国航母电磁弹射橙红色小车,纷纷猜测这是不是福建号准备在港池内进行电磁弹射测试?
航母舰载机的起飞方式共有三种:弹射起飞,滑跃起飞,垂直起飞。其中弹射起飞方式又分为蒸汽弹射和电磁弹射,电磁弹射是当今航母最先进的舰载机起飞方式,目前全球仅有美国独家具备电磁弹射航母,但我国的福建舰也将采用此技术,预计下水后将成为全世界第二个拥有航母电磁弹射技术的国家。
二者有啥不一样的区别呢?蒸汽弹射原理简单,实际上的意思就是蒸汽推动活塞,活塞再带着飞机进行加速起飞。
航母动力的来源实则就是烧开水维持,航母内部的蒸汽压力是需要保持稳定的,蒸汽弹射每次使用都需要消耗掉一点压力,这就要求航母每使用几次蒸汽弹射就要稍作歇息,将内部压力提升至稳定后再进行后续弹射,因此蒸汽弹射的发射效率是十分低下的,并且对于飞机的荷载量有着严格标准。
而电磁弹射的原理就要显得高明许多,它是利用电磁效应产生两组互斥的磁场,进而产生推进力,为飞机提供助飞推力。对于航母而言,电磁弹射可以视作独立系统,储能系统将小功率稳定电能转化为瞬间大功率电能,来实现最终助飞。
对于航母而言,电磁弹射对动力负担的影响微乎其微,并且电流比蒸汽有着更高的控制精准度,因此无论是效率、可调节水平,电磁弹射都是全方位的碾压姿态。
根据弹射型航母的建造、舾装、海试、服役等流程步骤步骤,弹射小车的试验往往是航母海试的最后一步,代表着该航母已经能完全依靠自身动力来完成工作发电。
2015年美国福特号核动力航母在电磁弹射试验中,所用到的小车就是鲜明的橙红色,是因为便于小车落水后的寻觅。而中国此前还未进行过弹射试验,因此广大军迷一致认为福建舰上的红色方块就是电磁弹射小车。
福特号当年的电磁弹射小车采用了多种规格型号,长度在5~6米之间,配备四个轮子,与弹射滑块通过钢缆链接。之所以选不一样规格的测试,是因为航母的各类舰载机重量差距悬殊,比如重型战斗机有三四十吨,但轻型军用飞机只有一二十吨,无人机更是只有5~15吨。
但无论哪一种型号的弹射小车,它们前端无一例外都采用极大倾斜角度设计,这是为了让弹射小车的飞行轨迹尽快下压接触水面,便于后续打捞寻找。
福特号航母在进行弹射试验时,选择让弹射小车面向大海,而照片中福建舰航母很明显依然停泊在港池中,难道我国要在港池内进行电磁弹射试验?
答案是不可能的,福特号航母的弹射小车飞行距离为200米之内,但电磁弹射试验存在太多不稳定风险隐患,谁也没办法保证试验过程万无一失。一旦电磁弹射器失控导致小车弹射距离超出安全范围,必然会对港口内的物品导致非常严重破坏,这是谁也无法承担的后果。
也有一部分军迷提出异议,说政府出于港池浅、易打捞的想法才在港池内进行弹射试验。事实上这种言论是完全错误的,因为弹射小车虽然重达几十吨,但实则采用的是空腔设计,入水之后会自动漂浮起来的,只要试验不出错,弹射小车的打捞过程不会太困难繁琐。
因此军迷们的憧憬恐怕要失望了,福建号从多个客观角度分析应该不会在近几日进行弹射测试。不过我们不排除甲板上红色物体就是弹射小车的可能,毕竟从尺寸、颜色进行分辨的话,都十分符合电磁弹射车的特征,因此我们判断福建号航母应该已经将电磁弹射试验提上日程,海试也在不久后即将到来!
之前提到过,电磁弹射可以视为独立系统,它此前被应用于福特号核动力航母,自然不用考虑航母供电问题,但我国003福建号已经是板上钉钉的常规动力航母,未来会不会面临电能供应问题呢?
首先,电磁弹射的单次能耗要比我们想象的低得多。在此我们粗略估算下,战斗机起飞时速为240千米,而电磁弹射器的最大助推质量为40吨。有了这两个恒定数据,再来折合弹射次数间隔就能得出所需充电功率和航母发电的功率。
计算后我们得出电磁弹射的单次能耗为24.7度,假设电磁弹射的电源转换效率为50%,那么单次弹射一架战斗机的能耗就约为50度。不过这是用电量,而我们真正看重的是瞬时功率,毕竟在3秒内将40吨的战斗机加速至时速240千米所需的功率是十分巨大的。
在3秒内输送50度电,功率相当于近6万千瓦,而电磁弹射的间隔为一分钟,在一分钟内充满50度电所需功率为2965千瓦,加上充能的热量消耗,最终所需功率为3700千瓦,如此一看能耗就小了许多。
而我们是如何确保003福建号航母完全不用顾虑弹射能耗的呢?是因为福建号航母核心黑科技舰船综合电力系统的存在。
福建号所采用的综合电力系统,去除了传动系统等繁杂装置,极大优化了内部空间,采用4台改进型TB-12蒸汽轮机作为原用机发电,所输送的电力全部抵达航母中央电网,统一支配全舰用电。
其中马伟明院士所率领的团队发明了中压直流全电力系统,有别于美国不易控制的交流中压,直流中压单位体积内的包含的能量均衡、结构便捷。航母各区域的功率时刻都在变化,得益于这套稳压直流系统,福建号无论是面临低功率还是高功率都能游刃有余,所面临的电磁弹射瞬时功率难题,也就顷刻间迎刃而解。
反观美国的电磁弹射,已经殚精竭虑研究了二十余年,单电磁发射系统的研究设计就耗资超过十亿美元,但最终所呈现的效果依然问题重重不尽人意。
美国电磁弹射早年间理论宣称弹射4100次最多出现一次事故,但现在无故障弹射仅仅400架次,其麾下福特号所配备的4部电磁弹射器还存在设计构造问题,只要其中一条发生故障,剩下的三个将全部瘫痪。
美国原本对福特号寄予厚望,预计福特号的单日战绩出勤架次将超过尼米兹级航母一半,但因为其电磁弹射器问题频发,现今福特号战机单日出勤还不足尼米兹的1/2,可谓令人大失所望。