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速遞!大國重器福建艦的最大亮點在電磁彈射,這項技術(shù)為啥世界領(lǐng)先?

時間:2022-06-20 09:43:31    來源:科普中國網(wǎng)    

中國第三艘航母于6月17日上午舉行了下水儀式,舉世矚目。中央軍委批準(zhǔn),這艘航母命名為“福建艦”,舷號18。許多世界知名媒體評價,福建艦為世界最先進(jìn)的航母”。

這艘航母的亮點有哪些呢?


(資料圖片)

從外觀上看,一眼可以看出,與之前下水的遼寧艦和山東艦不同,前甲板沒有翹起來,而是甲板通體平直;從發(fā)布的消息透露,這艘航母屬于常規(guī)動力航母,排水量在8萬余噸,是目前世界上依然在服役的同類航母中排水量最大的;配置了世界上只有美國裝備航母的電磁彈射系統(tǒng)。

福建艦采用平直通長飛行甲板,說明這艘航母不再采用滑躍起飛模式了,而是采用世界上最先進(jìn)的電磁彈射和攔阻裝置,這才是媒體認(rèn)為最先進(jìn)的亮點。電磁彈射為什么是世界上最先進(jìn)的技術(shù)裝備呢?我們來了解一下。

航母起飛模式的變遷航母的主要功能和最大優(yōu)勢,就是能夠裝載很多戰(zhàn)機,這些戰(zhàn)機在航母甲板上起飛,就可以近距離攻擊某個地方,從而解決了固定機場無法遠(yuǎn)距離迅速攻擊某個目標(biāo)的難題。從這個意義上來說,航母實際上就是一座移動飛機場。

因此航母上能裝載多少飛機,飛機的性能如何,就成為致勝的關(guān)鍵。但飛機要在甲板上起飛,除了垂直起飛的飛機,絕大部分飛機都需要滑行達(dá)到一定速度才能飛起來,因此,就需要有足夠長的跑道。

二戰(zhàn)前的早期飛機,都是螺旋槳飛機,機身輕,起飛速度要求不高,因此早期的航母只要有一段甲板滑行就能滿足起飛需要。上世紀(jì)五十年代后,噴氣式飛機成為了戰(zhàn)機主流,速度越來越快,裝載的武器越來越多,起飛重量越來越大,而航母跑道不可能越做越長,就只能另想辦法了。

于是出現(xiàn)了蒸氣彈射和滑躍起飛等助力起飛的方式。

美國率先開發(fā)了成熟的蒸氣彈射裝置,最早裝配在小鷹級航母上。小鷹級航母是常規(guī)動力航母,滿載排水量達(dá)到8萬多噸,一共建造了4艘,第一艘小鷹號1956年開始建造,1961年服役,2009年退役。其余3艘分別叫星座、美國、肯尼迪號,都已經(jīng)退役了。

蒸汽彈射技術(shù)很復(fù)雜,現(xiàn)在除了美國有十幾艘航母采用這種裝置,世界上只有法國戴高樂號航母采用了,其他國家受限于技術(shù)的復(fù)雜性都沒有采用,而是采用滑躍起飛方式。這些國家包括俄羅斯、英國、意大利、印度,以及我國早前下水的遼寧艦和山東艦。

所謂滑躍起飛方式,就是將艦首做成上翹的樣子,利用艦載機本身的滑跑速度,沿著艦首上翹的斜坡沖出甲板,形成一個拋物運動,在戰(zhàn)機被拋離艦首的瞬間,距離海平面更高,從而贏得短暫繼續(xù)提速時間,以達(dá)到起飛速度。

電磁彈射在19世紀(jì)就有人提出,一直到上世紀(jì)七十年代才有所突破。美國為了尋求更高效的彈射起飛方式,1982年啟動了電磁彈射的研究,經(jīng)歷了22年努力,2004年進(jìn)入了電磁彈射成品測試階段;又經(jīng)歷了十幾年努力,終于將電磁彈射正式裝備在福特級核動力航母上。

現(xiàn)在全世界已經(jīng)下水的航母,只有美國核動力航母福特號和肯尼迪號兩艘裝備了電磁彈射,而從2022年6月17日開始,中國航母也占有了一席之地,大大出乎了一些人意料。

各種起飛方式的比較優(yōu)勢蒸汽彈射裝置的設(shè)想是英國海軍航空兵后備隊司令米切爾1951提出的,當(dāng)年就裝備在了莫仙座航母上,但使用情況到底怎樣,我沒有找到這方面資料?,F(xiàn)在全世界擁有蒸氣彈射裝置的航母主要在美國,僅在服役的就有10艘之多,都屬于米爾茲級,排水量在10萬噸以上。

除此之外,只有法國戴高樂號航母一艘在使用蒸汽彈射裝置,排水量為4.25萬噸。

蒸氣彈射系統(tǒng)的主要流程是通過一套蒸汽彈射器,用高壓蒸氣推動活塞帶動軌道上的滑塊,把連接在滑塊上的艦載機彈射出去,2秒鐘內(nèi)可達(dá)到起飛速度。

這種裝置的復(fù)雜性和弊端在于,彈射器體積龐大,需要大型鍋爐和無數(shù)的管線布置,建造和維護(hù)工作量驚人;而且要消耗大量蒸汽,且只有6%的蒸汽被利用,能源和水的浪費很大;為了滿足大量的蒸汽用水,航母需要備有大型海水淡化裝置。

而且由于蒸氣彈射裝置由于彈射力度太大,且無法調(diào)節(jié),對飛機強度要求極高,因此無法應(yīng)用于一般輕型飛機和無人機,因為巨大的彈射力會將這些飛機撕碎。

較為簡單地滑躍起飛雖然不需要復(fù)雜的彈射裝置,但起飛的飛機重量是有限制的,無法適應(yīng)現(xiàn)代重型戰(zhàn)機的起飛速度要求。即便輕型飛機滑躍起飛,也需要航母以20節(jié)速度作出逆風(fēng)航行配合,以加大艦載機相對速度,才能順利起飛。這樣,在實戰(zhàn)中就受到了很大的限制。

電磁彈射和電磁炮采用的是同一個原理,都是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運動,不同的是在發(fā)射載荷、發(fā)射速度和發(fā)射頻率上區(qū)別較大。電磁炮彈丸只有幾克到幾公斤,電磁彈射卻要彈射幾十噸的飛機;電磁炮發(fā)射速度達(dá)到每秒幾公里到幾十公里,甚至上百公里,電磁彈射只需要每秒幾十米到幾百米;發(fā)射頻率上電磁炮要求每秒發(fā)射數(shù)十發(fā),電磁彈射則只需要幾分鐘甚至幾十分鐘發(fā)射一次。

相對傳統(tǒng)的蒸氣彈射器相比,電磁彈射器具有體積小、對艦載輔助系統(tǒng)要求低、重量輕、效率高、運行和維護(hù)費用低廉等優(yōu)勢,操縱人數(shù)也比蒸氣彈射減少30%,且彈射力度大小可以調(diào)節(jié),可以彈射各種機型,包括無人機。

但電磁彈射比較大的弱點就是耗電太大,一般只適用于全電力推動的航母或核動力航母,常規(guī)航母是難以配置的。美國的電磁彈射裝置都是裝備在核動力航母上,于2004年秋天進(jìn)入成品測試階段,2013年,全球首艘裝備了電磁彈射器的核動力航母福特號下水,2017年開始服役,象征著電磁彈射進(jìn)入實用階段。

福建艦還需要數(shù)年舾裝和適航才能正式服役無疑,電磁彈射諸多優(yōu)勢將會成為未來航母的最佳選擇,但電磁彈射畢竟是一項全新技術(shù),在實踐中還會有許多不成熟之處,據(jù)一些報道稱,美國航母的電磁彈射裝置也還有許多問題,甚至美國時任總統(tǒng)特朗普在2019年揚言要將航母上的電磁彈射改回蒸氣彈射。

根據(jù)這些情況,著名軍事評論家張召忠在過去的評論中都一再說,中國第三艘和第四艘航母不可能采用核動力,也不可能采用電磁彈射。但就在6月17日,載有電磁彈射裝置的中國第三艘航母下水了,他又一次失算了。

這令世界震驚,因為中國航母只是一艘常規(guī)動力航母,卻裝備了電磁彈射!要知道電磁彈射裝置需要驚人的電力供應(yīng),常規(guī)航母很難做到這一點,難道中國發(fā)明了什么黑科技,解決了電力問題?由此,有網(wǎng)友歡呼,中國這是彎道超車了。

航母是一個大國重器,中國近十余年來接二連三的從無到有,從一艘改裝的遼寧艦,到擁有自行設(shè)計自行建造的山東艦,再到自主設(shè)計建造配置有世界最先進(jìn)的電磁彈射、目前世界最大的常規(guī)航母福建艦,象征著中國的海軍從淺海走向深藍(lán),令人振奮和欣喜。

但這算不算是彎道超車呢?我覺得值得商榷。相比一些老牌軍事大國,我們差距還是很大的,尤其是與美國比,我們的軍力和高科技裝備差距非常明顯,美國在服役的核動力航母就有至少12艘,排水量都在10萬噸以上,他們的蒸氣彈射和電磁彈射都研究了十幾年。

我們研制的裝備,很可能融入了現(xiàn)代最新的技術(shù),科學(xué)技術(shù)人員花費了大量心血。但總體上,還是很難看到脫離模仿而真正地脫穎而出?,F(xiàn)在,我們的福建艦剛剛下水,要真正進(jìn)入服役期,還有較長的路要走。

還要經(jīng)歷舾裝和試航試驗,即需要配置安裝完備的設(shè)備和戰(zhàn)機,這些戰(zhàn)機和設(shè)備,包括電磁彈射都還要經(jīng)過許多次的試驗和實戰(zhàn)演練,還要經(jīng)歷各種風(fēng)浪和環(huán)境的考驗,這期間可能還會出現(xiàn)許多問題需要一個一個解決。

所以,我們既不能妄自菲薄,更不能夜郎自大。只有堅持改革開放,在學(xué)習(xí)中不斷創(chuàng)新,謙虛謹(jǐn)慎,一步一個腳印,才能不斷發(fā)展和進(jìn)步。對此,各位怎么看?歡迎討論,感謝閱讀。

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標(biāo)簽: 核動力航母 最先進(jìn)的 常規(guī)動力

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