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电磁弹射器新航母之翼

2011年07月04日 04:44 来源:信息时报

  

电磁弹射器新航母之翼
在现役航母上,普遍使用的都是蒸汽弹射器。但是效率不高、体积大的缺点,让它逃脱不了逐渐被淘汰的命运。
电磁弹射器新航母之翼
美国航空母舰CVN-78“福特”号想象图。

  对于谋求海洋权益的大国来说,威风八面的海上堡垒——航空母舰似乎是地位象征的不二选择。然而正当新兴海洋国家憧憬着第一艘航母何时才能下水时,老牌海洋霸主美国也在为下一代航母的建造操心不已——不仅担心新一代核动力航母“杰拉尔德·福特”号是否能够在2015年如期服役,还担心新航母上颇具创新色彩的电磁弹射系统能否研发成功。

  EMALS是飞机电磁弹射系统的英文缩写,虽然看起来特别像电子邮件“EMAILS”。如果弹射系统没有及时到位,“福特”级航母就只能是庸碌的大船。不过好在目前正在接受陆基平台试验的电磁弹射系统,已经取得了初步成功,这意味着它距离顶替已经服役半个多世纪的蒸汽弹射器的目标又近了一步……

  2011年6月1日,在美国新泽西州莱克赫斯特海军航空工程站,美国海军成功完成了T-45“苍鹰”教练机的首次电磁弹射系统(EMALS)弹射起飞试验。之后的两天,实验人员又进行了12次弹射起飞试验。

  而在这之前的2010年12月18日,EMALS的承包商通用原子公司已经将一架F/A-18E“超级大黄蜂”战斗机弹射起飞,这也是EMALS的首次实机弹射试验。

  这些都是正在进行的飞机适配性试验的一部分。据悉,在进行实机弹射之前,通用原子公司已经进行了722次负载弹射试验,最大弹射速度高达180节(约333千米/小时),这已经接近电磁弹射弹射速度的上限。

  美军寄望未来航母

  一系列实验的成功,不仅仅证明了EMALS的潜力,也给担忧EMALS无法如期完成甚至不可能完成的人增强了信心。按照原计划,EMALS是专门为“福特”级航母设计的舰载机弹射起飞装置,而未来所有的“福特”级航母都将使用它。根据美国海军的说法,EMALS是“福特”级航母的最关键的系统,配备该系统将会大大提高舰载机的出动能力,从而有效的增加航母的作战能力。

  而目前正在研发的“福特”级航母被美海军称作面向21世纪作战需要的核动力航母,以取代现役的“尼米兹”级核动力航母为目标,将视为未来美国航母的核心力量,从而被寄予厚望。据悉,“福特”级中的首艘航母“福特”号于2008年开始正式建造,计划于2015年投入服役,以取代美海军的第一艘核动力航母“企业”号。

  众所周知,新一代航母的问世,必然要在几项关键技术上出现重大突破。现在,美军为新航母研发新型设备,其中就包括舰载机电磁弹射系统、大功率一体化核反应堆、带状电力分配系统(全电力化推进的军舰)、F-35舰载机以及舰载激光防御系统等技术。

  将取代蒸汽弹射器

  在这些新技术中,又以电磁弹射系统最为引人注目。因为,于2008年4月服役的美国“尼米兹”级“乔治·布什”号航母仍在使用相对老式的蒸汽弹射器时,与它相隔仅仅数年,正在建造中的“福特”号将彻底摒弃蒸汽弹射器,启用电磁弹射系统。

  据称,电磁弹射系统将采用在航母飞行甲板下安装直线电机弹射舰载机的方式,它的最大好处就是:舰载机日出动量将大幅提高,日常出动飞机可达160架次,高峰时可达270架次,远高于现役航母日常120架次,高峰时220-240架次的出动量。

  此外,EMALS还可以适应不同类型舰载机的起飞,其中包括无人机,提高航母海空作战能力,也可以改善飞机受力情况,延长飞机寿命。而电磁弹射系统比现在广泛使用的蒸汽弹射系统重量更轻,所需维护更少,这也是为什么美国海军坚持为新型航母安装EMALS的原因——虽然蒸汽弹射器自上世纪50年代发明以来,已经从航母上弹射了成千上万架飞机。

  “航母三大发明”之一

  蒸汽弹射系统渐渐过时

  航空母舰的作战能力来源于它上面的舰载机。

  随着技术的发展,现代作战飞机配备的设备与武器日益增多,虽然它们有效的提高了飞机的作战能力,但是也让飞机的体积和重量随之水涨船高,飞机需要更大速度才能达到起飞所要的升力,要加速到这个速度就会需要更长的跑道。对于航空母舰来说,更长的跑道就意味着更大的舰体和吨位,而这不仅导致建造费用惊人,在战争中还容易成为靶子。

  滑跃甲板无法代替弹射器

  尽管用滑跃甲板等手段也可以让作战飞机从航母上起飞,但是其最大起飞重量和挂载武器还是要受到严格的控制。另外就是无法使用预警机这样的大型飞机,尽管有消息说美国曾经做过E-2C预警机的滑跃起飞试验,并向英国和印度海军推荐过,但是这两国仍旧采用预警直升机,显现对这个结果持保留态度,而前苏联曾经在库滋涅佐夫号上试验安-71预警机,但是最终配备也是预警直升机。

  在这种情况下,弹射系统显得尤为重要。它主要原理就是利用外力把飞机加速到必要的速度,这样飞机不需要完全依赖自身动力滑跑就可以获得必要的升力,从而降低了飞机对跑道长度的要求。

  美航母1分钟可弹射4飞机

  目前广泛使用在航母上面的弹射器主要是蒸汽弹射系统,该系统由于英国发明,与斜角甲板和菲涅耳助降镜并称为英国的“航母三大发明”。

  蒸汽弹射器主要原理实际上非常简单,相当于一个超长气缸的往复式蒸汽机,蒸汽通过活塞推动滑车,由后者拖带飞机快速滑跑,在极短的时间将其速度增加到起飞速度,从而有效的缩短了飞机起飞距离。

  以美国航母普遍配备的C-13系列蒸汽弹射器为例,该弹射器弹射距离110米,可以将22吨重的飞机速度增加到286公里/小时,弹射完成只需要30秒的时间,紧急的情况下弹射一架飞机从准备到起飞只需要一分钟,以“尼米兹”级航母拥有4个弹射器计算,可以在1分钟内弹射4架飞机,因此可以在较短的时间内完成较大编队作战飞机的出击。1分2分3分4分5分

  

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