中国第三艘航母福建舰来了,电磁弹射战斗力

红旗飘舞迎朝阳,我们的歌声多嘹亮。年6月17日上午,我国第三艘航空母舰“福建舰”在上海江南造船厂下水,舷号为“18”。

福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直、通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。

这差不多是人类有史以来最强的常规动力航母。

以前的常规级航母的扛把子是美国60年前所建造、现在已经退役拆毁的小鹰级航母——标准排水量吨、满载排水量吨。

而现代化航母必须具备现代化的舰载机投送和回收能力,这包括21世纪现代化的舰载机,也包括21世纪现代化的舰载机投送和回收能力。

到年,中国已经拥有了两艘6万吨级的滑跃起飞型航母——16号辽宁舰和17号山东舰,跨入了“双航母时代”。

但是,滑跃起飞虽然结构简单,只是一个隆升的甲板。但这对航母舰载机的性能要求高,必须是高性能战斗机、具备澎湃动力。

省油长航时的螺旋桨预警机往往无力滑跃起飞,而这也是航母战斗群战斗力、生存保障力的重要组成部分。

而滑跃起飞的出动效率也不如弹射型航母,因为只有一个滑跃跑道可用,两组飞机滑跃放飞,必须在时间上先后错开。

弹射型航母的弹射器提供助推,给飞机提供足够的起飞加速度,这让螺旋桨固定翼预警机也能在航母上放飞。

否则如果只有预警直升机,探测距离近,续航时间也不长,只能满足最低限度的预警需求。

当然,固定翼预警机也不是说完全不能在滑跃甲板上起飞,美国人也曾研究过在滑跃甲板上起降轻载的E-2预警机。

虽然能起飞,但是受限于起飞重量,带不了太多燃油,在空中也就飞个半小时,没有太大的实际意义。

所以还是要弹射起飞,才能有实际意义。

而且多条弹射器可以设置在前甲板和斜角甲板上,可以同时放飞2~3架飞机,出动效率更高。

美国尼米兹级航母装有4台蒸汽弹射器,全速运行时能在5分钟内将12架舰载机弹射出去,效率是滑跃式航母的3倍。

另外,弹射起飞可以确保飞机以最大起飞重量起飞,而滑跃起飞方式,对飞机的起飞重量制约较多。

使用弹射起飞,飞机可以多带油、多带弹。这样提高了作战半径、滞空时间,还提高了对地打击能力。

现在,我国航母事业跨过了传统的蒸汽弹射,一步到位进入21世纪的电磁弹射。和美国仍在实验的福特级航母并驾齐驱。

其实,现代航母的基本结构,全靠英国的三大发明:蒸汽弹射器、斜角甲板和光学助降。

在上世纪中叶,英国几乎发明了现代航母有关的一切技术——斜角甲板、航母助降指示系统,以及蒸汽弹射器,包括滑跃起飞也是英国人发明的。

虽然英国在一战二战中一步步衰落,但年来世界最强海军的底蕴,还是给了英国人许多舰船发明创新的天赋,但受益人都是同宗的美国。

二战前的舰载飞机重量轻、速度低,起降距离短,不需要弹射也可从航空母舰数百米长的飞行甲板上起飞。

二战时螺旋桨战机重量提升,配备一个液压弹射器,也足以支撑舰载机起飞。

但是这些在二战后出现的喷气式战机身上不行,飞机重量增大,液压弹射器的弹射能量有限,无法满足喷气式飞机的需要。

年英国海军军官柯林·米切尔中校(ColinC.Mitchell)认为,航母都是用蒸汽轮机驱动的,所以利用蒸汽来驱动弹射器也是可行的。

蒸汽弹射(Steamcatapult)的原理非常简单,就是利用水蒸气膨胀后在一瞬间产生的动能推动,将舰载机弹射出去。

具体来说,蒸汽弹射器就是由一个很长的动作筒构成,在筒顶上开一个槽,和航母飞行甲板持平,槽缝用橡胶罩密封。

把一根绳索的一端固定在可自由运动的滑梭上,另一端连接在被弹射的飞机上。后来是将飞机前轮上的弹射杆挂载于甲板上弹射器的滑块上。

弹射前,飞机本身开足马力,待蒸汽弹射器启动,来自航母锅炉的高压蒸汽注入动作筒,蓄够足够的蒸汽时松开刹车,进而推动活塞。

飞机便在自身动力和蒸汽弹射共同作用下瞬间加速。

美国现代航母装备的蒸汽弹射器,能够驱动近30吨的战机在45米距离内达到时速公里,离舰起飞,直入云霄。

但是高压长行程活塞对制造精密度的要求非常高,还有日常的维护保养难度很繁琐。

蒸汽弹射的首要难点在于材料性能与加工工艺。它的核心是两个平行排列的C形开缝气缸,不仅要承受高压蒸汽,还要保证密封性,连续高强度使用后不变形。

这就对气缸的材料、加工精度、装配工艺提出了很高的要求,十分考验一个国家冶金和机械制造水平。

蒸汽弹射还需要在舰上花费功耗从海水制备大量高纯水,每次弹射就要消耗1吨高纯水制成的蒸汽,能量转换效率很低。

除了弹射器本身的设备,还有海水淡化设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置等诸多附属设施。

管路还要考虑危害极大的水锤和汽蚀等现象。在寒冷海区使用还有甲板结冰问题——这也是为何当年苏联实验了制造航母蒸汽弹射器但最后未投入使用的原因之一。

遇到战斗损坏的话,高压蒸汽管路的战损控制也是极大的挑战,高压蒸汽射流像子弹一样的威力可以对损管人员和周围设备造成严重伤害。

在舰艇设备全面电气化的大趋势下,美国海军在80年代末,就开始了对电磁弹射器技术的开发,并在费城东部的试验基地装备了电磁弹射器进行试验。

电磁弹射器(EMAL)主要能量利用组件为直线电机弹射器,利用高效、便捷的交流电作为主要能量供应方式。有以下的突出优点:

1、电气结构,能源利用效率高,结构简化,可控性和可靠性高,调试和安装简便、方便施工和保护、操作复杂度减低,操作和维修人员编制简化。

2、弹射功率可以进一步提高,有利于装备大型作战飞机;同时弹射功率可调,可以弹射轻量级的无人机,这对未来海战很重要。

3、蒸汽弹射的爆发力集中在最初一瞬间。而电磁弹射器的加速均匀,力度可调,对飞机结构寿命、飞行员体验都大为提升。

4、电磁弹射的整体系统设备只有大约蒸汽弹射的一半的重量,体积也小多了。可以腾出航母舰上宝贵的空间。

5、电磁弹射出动效率更高,比蒸汽弹射提高了大约三分之一。这是航母作为飞机平台的最关键指标。

但是电磁弹射器也要突破混合储能的电池组、高压变电设备、永磁直线电机等制造难关,是21世纪的新式弹射器。

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。虽然我国的舰船科技工作者也研制成功了蒸汽弹射器,但海军工程大学的马伟明教授领衔的团队同时开发了性能更好的电磁弹射器。

经过取舍,我国第三艘航空母舰18号“福建舰”跳过蒸汽弹射阶段,直接装备电磁弹射装置。终会大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。

航空母舰控制海空,是需要多年高强度投入的事业,是一项复杂的系统工程。除了“大船”本身,还需要到第五代隐身舰载机的研制。任务又落到了航空工业头上。

有了电磁弹射器,航母有了固定翼的预警机,有了第五代隐身舰载机,就能在大洋上进行大强度的攻防作战。战斗力可谓脱胎换骨!

随着国家经济发展,中国人民海军必将越来越强大。更好地完成实现国家统一、维护世界和平、保卫民族复兴与人民美好生活的重任。

人民海军向前进,保卫祖国海洋斗志昂。谁敢来侵犯,就叫它灭亡!




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