電磁彈射器的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢

美國新一代福特級航母是重要系統(tǒng)就是電磁彈射器。該系統(tǒng)將取代美國海軍現(xiàn)役航母使用的蒸汽彈射裝置，對提高航母艦載機(jī)出動架次率，減少人力需求等具有至關(guān)重要的作用。電磁彈射器具有眾多優(yōu)勢，其其興衰依賴航空技術(shù)發(fā)展。

按照計劃，“福特”號航母將裝備4部電磁彈射器。最后一部電磁彈射器組件應(yīng)于2014年初交付，從而保證在2015年初在艦上進(jìn)行4部電磁彈射器的驗證試驗，為“福特”號航母在2015年9月交付美國海軍做好準(zhǔn)備。

（資料圖：美國電磁彈射器構(gòu)架）

電磁彈射器主要由儲能系統(tǒng)、電力電子變換系統(tǒng)、彈射直線電機(jī)和控制系統(tǒng)4部分組成，其中彈射直線電機(jī)是核心，其工作原理是載流導(dǎo)線在磁場中受力，利用磁通量巨大的瞬間變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電磁斥力將飛機(jī)彈射升空。與現(xiàn)在航母裝備的蒸汽彈射裝置相比，電磁彈射器具有眾多優(yōu)勢。

相比蒸汽彈射器龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，電磁彈射器的構(gòu)成則簡單得多，體積可望比蒸汽彈射器減少一半。這種較為簡潔、輕便的系統(tǒng)在航母上布置更加靈活，不僅在布置位置上沒有限制，而且便于優(yōu)化航母設(shè)計，有效利用艦上空間。蒸汽彈射器工作時，機(jī)械磨損相對嚴(yán)重，需要經(jīng)常檢修。而電磁彈射器用直線電機(jī)對艦載機(jī)加速，結(jié)構(gòu)簡單，其電力電子變換系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都在民用成熟技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，具有很高的可靠性。蒸汽彈射器的平均無臨界故障間隔為405個周期，而電磁彈射器的目標(biāo)間隔達(dá)到1300個周期。電磁彈射器裝備有自動監(jiān)控檢測設(shè)備，提供故障和維護(hù)信息，對操控和維修保養(yǎng)人員的需求量大大減少，將降低20%的全壽期費用。

蒸汽彈射器效率一般在4%—6%之間。電磁彈射器的效率可達(dá)到60%甚至更高，彈射作業(yè)時對能量的需求大為降低。能量幅度寬，易于控制和調(diào)節(jié)，可彈射艦載機(jī)的范圍廣。并可通過調(diào)節(jié)電流等措施，對彈射力進(jìn)行大幅度調(diào)節(jié)，滿足輕型艦載機(jī)(如較輕的無人機(jī))的彈射需要。彈射性能穩(wěn)定，對艦載機(jī)的作用力均衡，延長艦載機(jī)使用壽命。

雖然電磁彈射器的出現(xiàn)、發(fā)展和即將運用于航母是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。但是其興衰依賴航空技術(shù)發(fā)展。就本質(zhì)而言，彈射起飛賴以存在的邏輯基礎(chǔ)是艦載機(jī)自身不能解決在航母上的短距起飛問題，需要彈射器所施加的外力這一外部條件。但隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展，上述邏輯基礎(chǔ)也必然會被漸漸削弱。航母究竟裝備何種或者是否裝備艦載機(jī)起飛裝置，最終決定性因素并不是起飛裝置本身依據(jù)怎樣的物理原理和采用如何先進(jìn)的技術(shù)體制，而是航空技術(shù)特別是航空動力技術(shù)的發(fā)展。