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，對提高航母艦載機出動架次率，減少人力需求等具有至關重要的作用。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于2014年初交付，從而保證在2015年初在艦上進行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備。

（資料圖：美國電磁彈射器構架）

電磁彈射器主要由儲能系統(tǒng)、電力電子變換系統(tǒng)、彈射直線電機和控制系統(tǒng)4部分組成，其中彈射直線電機是核心，其工作原理是載流導線在磁場中受力，利用磁通量巨大的瞬間變化而產(chǎn)生的感應電磁斥力將飛機彈射升空。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、復雜的系統(tǒng)，電磁彈射器的構成則簡單得多，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)化航母設計，有效利用艦上空間。蒸汽彈射器工作時，機械磨損相對嚴重，需要經(jīng)常檢修。而電磁彈射器用直線電機對艦載機加速，結構簡單，其電力電子變換系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都在民用成熟技術基礎上發(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間隔達到1300個周期。電磁彈射器裝備有自動監(jiān)控檢測設備，提供故障和維護信息，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)，可彈射艦載機的范圍廣。并可通過調(diào)節(jié)電流等措施，對彈射力進行大幅度調(diào)節(jié)，滿足輕型艦載機(如較輕的無人機)的彈射需要。彈射性能穩(wěn)定，對艦載機的作用力均衡，延長艦載機使用壽命。

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技術進步的結果。但是其興衰依賴航空技術發(fā)展。就本質(zhì)而言，彈射起飛賴以存在的邏輯基礎是艦載機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。但隨著航空技術的不斷發(fā)展，上述邏輯基礎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的技術體制，而是航空技術特別是航空動力技術的發(fā)展。