弹射技术

直线推进技术

弹射技术是一种新兴的直线推进技术，适宜于短行程发射大载荷，在军事、民用和工业领域具有广泛应用前景。

分类介绍

蒸汽弹射

蒸汽弹射器问世于1950年8月，原型机是英国海军航空兵预备队司令米切尔研制的，美国海军购买了专利并将其发展成熟。在“尼米兹”级航母上装备的C－13蒸汽弹射器长76．3米，每分钟可以弹射2架舰载机，功率强劲得可以将一辆两吨重的汽车弹射到两公里以外的海面。美国全面掌握了蒸汽弹射器技术，连法国的“戴高乐”号核动力航母也采用美国的蒸汽弹射技术。俄罗斯、英国、意大利和西班牙等国由于技术限制，无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器，所以只能在本国航母上采用滑翘甲板（即把甲板尽头做成斜坡上翘，舰载机起飞后沿着上翘的斜坡冲出甲板，形成斜抛运动），作战效率远不如蒸汽弹射器。美国虽然在蒸汽弹射器领域独领风骚，但蒸汽弹射器固有的缺点决定了它要被更新的技术取代。

在工作原理上，蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块，把与之相连的舰载机弹射出去的。它体积庞大，工作时要消耗大量蒸汽，功率浪费严重，只有约6%的蒸汽被利用。为制造和输送蒸汽，航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线，工作维护量惊人。它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机，现役的无人机因为重量轻，在弹射时机体会被加速度扯碎。

电磁弹射

蒸汽弹射器这种技术已经在航母上使用了50年，也使经过实战证明的技术。然而，美海军在舰艇设备全面电气化的大趋势下，航母将采用电作为推进的主动力。所有动力设备也将电气化。所以在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。在2003年向国会提交的报告中说到，电磁弹射器（EMAL）证实有以下的优点 [1] ：

1.电气结构，技术上容易与其他甲板上作战系统兼容

2.操作和维修人员编制简化，而且与其它作战系统人员兼容

3.弹射功率提高，有利于装备大型作战飞机

4.可控性和可靠性高，简化测试

5.结构简化，操作复杂度减低此外，降落拦截索系统同样也将电气化。这个项目由通用原子公司（GeneralAtomic）承包。不过，蒸汽弹射器在功能上还是能满足作战的需要，而且在运作技术上相当成熟。2003年美海军在公开的财政预算书里还提到了一项改良蒸汽弹射器设施的项目，报告里向国会提出要求拨款提升蒸汽弹射器的试验设施的方案，并且提到提升设备的目的以应付蒸汽弹射器服役到2050年的需要。由此看来，蒸汽弹射器还会在美航母上使用相当长一段时间的。

优点

法国航宇防务网站载文声称，就技术特性而言，电磁弹射器的优点主要有如下5点：

1．使用范围更广：无论是未来可能出现更重的飞机，还是当前小而轻的无人机，电磁弹射器都可以弹射。

2．可用性得到了提高：当前使用的蒸汽弹射器的两次重大故障间的平均周期是405周，而电磁弹射器可以达到1300周。

3．减少了运行和支援费用：只需要90人就可以操作它，比蒸汽弹射器节省30人。

4．提高了能量利用率：电磁弹射器的效率大约是蒸汽弹射器的10倍，约为60%左右。

5．减少对舰上辅助系统的要求：蒸汽弹射器依赖于航母提供的大批辅助系统，电磁弹射器则简化了许多，它从关闭状态到待用状态的时间不到15分钟，这让蒸汽弹射器望尘莫及。

中国技术

关于中国航母舰载机采用何种起飞技术，据说中国在前些年就已经开始了电磁弹射技术的研究，早就为航母舰载机起飞方式作了准备研究。中国的电磁技术在世界上还是领先的，中国的电磁炮研究就走在了世界的最前列。中国电磁起飞技术的研究是从与欧洲引进磁悬浮列车技术开始的，中国与德、法、日等国进行了多年的引进磁悬浮技术的谈判，中国的科学家也多次“参观考查”了这些技术，虽然最后没有引进，但是也学到了不少的东西。据说当年德、法、日也是担心中国掌握太多的磁悬浮技术而用于军事方面才没有与中国谈判成功。

电磁弹射不是用磁铁异性相斥那样把飞机真的弹射出去，而是用直线电动机把飞机加速，达到起飞速度后释放释放。直线电动机是交流电动机的一个很特别的特例，把定子一线铺开，转子不再转动，而是沿着定子随电磁场的递进移动而拉动。磁悬浮列车就是用直线电动机驱动的。直线电动机的拉力不随距离而降低，线圈适当安排的话，甚至可以逐渐加速，这比蒸汽活塞的速度逐渐降低要有利得多。直线电动机也没有热应力和结冰的问题，或者对淡水的需求问题。直线电动机本身的技术并没有什么太了不起的，中国在研制和建造磁悬浮列车的过程中，对大功率直线电动机也深有体会。电磁弹射的难点在于超级电容。电磁弹射需要的超大电流也不能靠发电机现发，而是需要用超级电容储存电能，然后放电。随着电动汽车的发展，超级电容有了长足的进步。上海的电动公共汽车据说就是用超级电容驱动的，说明中国在超级电容方面也有了不俗的进步。电磁弹射的另一个好处是可以和滑跃起飞相结合。滑跃起飞最大的问题是飞机的总受到限制，即使像苏-33那样的高推比的战斗机也不能满载起飞，螺旋桨的预警机之类就更难了。如果用滑跃起飞获得一部分起飞速度，用电磁弹射辅助加速，有望大大扩展可以起飞的飞机种类总和。电磁弹射的直线电动机的定子可以沿弯曲的滑跃甲板布置，这是蒸汽弹射所不可能做到的。在电磁弹射故障或者还没有成熟到可以可靠应用的时候，也可以用滑跃甲板减载应急。在紧急防空截击的时候，也可以纯用滑跃甲板起飞，不受充电时间的限制。防空起飞本来也不需要满载，轻载还可以增加机动性。

总之中国在电磁技术方面并不落后于世界水平，甚至于在某些方面可能还要领先，电磁技术代表当今最先进的技术水平，相信中国航母未来一定会发明出更先进的电磁弹射起飞技术。

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