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众所周知,航母的战斗力与舰载机的出动效率有很大的关系,滑跃起飞航母每分钟最多可以起飞一架舰载机(一天极限150架次),而拥有3部弹射器的航母每分钟可以起飞2架舰载机甚至更多(一天极限300架次)!此外,弹射起飞的起飞重量也要比滑跃起飞更具优势!

根据公开消息来看,我国的航母电磁弹射技术已经发展到地面试验-工程样机阶段,虽然在理论技术上可以与美国福特号航母的电磁弹射技术相提并论,但要说领先笔者尚不敢说,毕竟采用电磁弹射的福特号航母已经服役了,我们的还没有真正上舰!

在刚开始发展航母舰载机弹射技术的时候,对于中国来说,不管是电磁弹射还是蒸汽弹射都是尚未涉足的领域,两种弹射方式也就不存在哪个的技术更加成熟。所以,中国几乎是同时研发电磁弹射和蒸汽弹射两种技术的,只不过后来电磁弹射的研制速度更快技术更加成熟一些!

而中国之所以能那么快掌握电磁弹射技术,离不开马伟明团队付出,该团队在多个武器技术领域都颇有建树,如在航母电磁弹射器、未来电磁炮、潜艇无轴泵推以及舰艇综合电力系统技术方面都能看到他们的贡献!

马伟明早在2016年的央视节目中曾表示,中国电磁弹射技术研究已获成功!而从他的公开论文中也能看到我国电磁弹射技术的进展,2015年2月发表论文之前突破“蓄电池储能关键技术”;2016年10月之前突破“高能量密度储能技术、大容量功率变化技术、大功率直线电机技术和新型网络控制技术”等电磁弹射技术的关键难点!

军事专家尹卓节目中曾不止一次谈及中国电磁弹射技术,他在17年时候表示“我国的歼-15战机已在陆上进行了成百上千次电磁弹射试验”,18年的时候又称“我们的电磁弹射技术比美国福特级航母要好得多,他的很多重大问题还存在,我们的早已解决”

按照目前情况来看,我们的电磁弹射技术地面试验已经相对成熟,也是时候上舰应用了,所以第三艘航母采用电磁弹射可能性非常大,接下来就让我们拭目以待吧!

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其实很有成绩,但媒体报道里面“吹”的厉害。

我们的电磁弹射技术是在很传统的电学基础上的大力挖掘。有效,但技术起点低,创新有限。在使用过程中使用有成本偏高、故障率偏大、更换和维护时间过长的缺点。

W君之所以这样说是因为很多军事媒体为了迎合读者的需要将本来普通的事情说的太过于高大上了,鄙视一下。

为了避免引战,在这里W君先声明一下,对中国军事武器没有任何成见,对马伟明少将也没有任何成见。毕竟踏踏实实做基础研究的科研人员最值得尊敬。W君就事论事。

中国的电磁弹射技术主要采用的是蓄电池和超级电容器储能方案。使用电动机将电能转化为动能,完成弹射的驱动。

至于“马伟明:电磁弹射技术超美国,一定上航母!”还真的不是马将军的原话。军事媒体杜撰的。至于所谓的集群式突破是因为我们之前没有弹射技术,只要做了这个方向就可以拿出一大堆新成果。

w君就来说说现在两种主流的航母电磁弹射的方案,大家自己了解下优劣,做个客观评判。

其实电磁弹射是一个原理很简单的弹射方案。利用电力在极短距离内拖动载荷达到一个预定速度。

其中电磁驱动的直线电机是其中的一个关键动作元件:我们的方案是利用直流电机,对标的方案是用交流电机。

直流在驱动大电流的时候有着先天优势。但直流电源装置的体积远大于交流电源装置。毕竟航母不是直接用电池的,而是需要使用发电机进行发电的,这里就有了一个多余的交流电转直流电的过程。简单的说就是一个是损耗小设备大(直流)、一个是设备小损耗大(交流)

另外在储能元件上来看,我们的储能元件是蓄电池+高容量电容的方式

这种方式是W君目前最担心的一直电力存储方式,前面说的使用有成本偏高、故障率偏大、更换和维护时间过长的问题就在于此。利用化学方法储能的蓄电池或者利用电化学加将表面比做到极限的超级电容实际上都有着收环境温度、外部条件等因素制约的储能能力下降的问题。在航母使用过程中,蓄电池组和电容组需要定期不断更换。这样的电力存储系统的维护将是我们电弹航母的一个很重要的维护工作。如果做得好则问题不大,如果这方面有疏漏则一定会严重影响航母的使用率。

对比的方案是采取物理储能结构:

这是一个物理的磁悬浮储能装置。用在航母的电磁弹射储能系统上。储能过程使用电流将质量很大的内芯带动高速旋转,旋转过程中依靠惯性储能。在释放的时候则将动能转化成电能。这样的一个好处就是系统维护需求很低。本身就是合金钢的铁疙瘩。并不需要进行其他维护。对比我们换电池和换电容的维护量基本是0。

另外从阻拦着落吸能装置来说,某网的编辑说中国电磁阻拦系统先进的时候给的图片大家估计看的不少了。

但W君就有一点点不明白了,为啥要将原图上的F-18战斗机给去掉呢?

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我国的电磁弹射器比美国在福特级上使用的电磁弹射器要先进多了。美国虽然电磁弹射器已经随着福特号航母服役了,但是由于美国电磁弹射器存在各种故障和问题,导致福特号航母迄今为止还只是一艘直升机航母,并不能搭载战斗机,毕竟弹射器的问题多到让军方不敢轻易使用。

图为我国建设的电磁弹射器地面测试系统。


我国的电磁弹射器却不同,他的研发总师马伟明曾经说过,我国的电磁弹射器要比美国领先很多,我想这样的权威表述并不需要更多的修饰了。美国的电磁弹射器存在放功不均匀的情况,要知道蒸汽弹射器是一次做功,然后能量随着滑轨的前进逐步消耗,弹射的速度在轨道上是一次爆发后一直匀速降低的,飞行员还是比较好适应的。但是电磁弹射器是一直秩序在滑轨上释放能量,飞机处于不断的加速过程,如果这个加速是不均匀的加速,那么飞行员就要头晕眼花难以应付了。

图为出现在中船重工会议室里的003航母设想图。可见其搭载有3部电磁弹射器。


美国的电磁弹射器就出现了那样的问题,这体现出美国电磁弹射器不成熟的地方,也是当初设计的时候忽略了的地方,只考虑了弹射质量、反复弹射的稳定性和功率释放等问题,却忽视了人的影响和感受,让飞行员在一个加速不均匀的弹射器上摇摆,怕不是想要了飞行员的命。也因此,美国勒令福特号停止实机弹射,等到故障彻底排除后才能真正具备正常使用的能力。

图为根据中船重工会议室出现的003照片刻画出的003外观。


我国的电磁弹射器是马伟明团队的重大研发成果之一,已经在陆地上进行了上万次的弹射测试,也进行了实机弹射测试,曾经在那里拍到了歼15弹射型战斗机的画面。这说明我国在电磁弹射器上虽然进步很大,但是并不冒进,非常谨慎,多个地面测试基地同时使用,也印证了我国不断排除各种故障,解决不同问题,设计不同构型的研究手段。我国很可能就在003型航母上装备电磁弹射器,甚至如果进度够快,我国将会先于美国实现航母上的实机和真人弹射测试。

如今的我国海军已经拥有两艘航母,图为001和002。


所以,历史的发展就是这样的螺旋状上升和波浪式前进。我国的电磁弹射器虽然起步较晚,但是进步很快,取得的成就也更大,美国倒是应该在这个方面向我们多多学习了,也让我们祝福我们的电磁弹射器一切顺利。

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不管别人怎么说,我们就敢说技术世界第一!

对于中国未来的003型航母来看,采用先进的电磁弹射器肯定是情理之中的事情。中国在电磁弹射器技术方面获得了相当大的成就和突破,现在就差和第四代舰载机共同合练。

这样就能完成电磁弹射器需要的验证器可靠性、稳定性,当前的试验我们看到大部分都是利用歼-15舰载机来完成,据军事专家尹卓少将称已经完成了至少近千次弹射任务,真题水平超过了美国的电磁弹射器。

美国海军的电磁弹射器据称已经完成了大约10000次以上的重复试验,主要是验证系统的可靠性和基本性能,美国还进行了满功率试验和环境适应性测试。美国弹射了不同型号的舰载机,这包括了F/A-18战斗机、E-2预警机、C-2运输机、F-35C第四代战斗机等,为的就是证实这些舰载机需要哪些不同电磁功率来满足弹射任务,特别是F-35C战斗机已经完成1000多的起降任务。并且已经开始在“福特”级航母上测试。

相比中国电磁弹射器来说,我们在硬件上已经不相上下,特别是电磁弹射器所需要的直线电机、储能系统、电力系统、控制系统等,已经没有任何的根本难点、问题。当下面临的最大问题就是电磁弹射器的持久性和可靠性。但这个还需要时间和实际模拟,对于中国当下电磁弹射器技术来说真心不算个事。我们完全可以再2年后看到003型航母成型后,我们自己的电磁弹射器安装上机!

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详细的不能说,但根据“天真”看到的马伟明院士自己的论文来看;

目前应该是达到了实验样机-工程样机的过度阶段,在技术上可以与美国福特级的电测弹射系统相媲美,但在工程进度上落后于美国(毕竟再怎么说,福特号已经服役了,我们的电磁弹射系统还没有上舰??????)

图注:虽然我们已经做了陆上实验样机测试,可是美国福特号已经服役了……

实际来说,可能在2013年之前进入实质研究阶段。

2015年2月《大功率混合储能装置控制策略研究》发表之前的某段时时间,突破“蓄电池储能关键技术”。

2016年10月之前,对电磁弹射技术的关键技术难点“高能量密度储能技术、大容量功率变化技术、大功率直线电机技术和新型网络控制技术”,等取得了突破。

其中“高能量密度储能技术”很可能应用的是,海军工程大学的“蓄电池+超级电容方案”。

2015年9月之前进行了“直线感应电机”的弹射加速测试,实验测试结果,峰值功率为20MW,最大出力900KN。

以上内容源自马伟明院士自己的公开论文,其它关于我国电磁弹射的数据资料,目前还没有可靠的数据来源,其它我本人的整理的技术分析,纯属猜测,不能说也不敢说,望大家谅解!

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根据马伟明院士的话,中国电磁弹射技术已经取得重大进步。

在2017年1月25日,中央电视台播出的“2016年度科技盛典”节目中,马伟明获得了“2016年度科技创新人物”荣誉,他在获奖感言中透露,中国电磁弹射技术研究已获成功。

从目前马院士发表的论文成果以及权威人士的分析来看,中国目前的电磁弹射技术理论水平处于世界领先地位,但在工程应用方面落后于美国。据马伟明院士透露,中国电磁弹射技术采用不同于美国的技术路线,领先美国10年以上。
图:卫星照显示的中国电磁弹射技术陆上实验装置

中国耕耘电磁弹射技术领域已久,近年成果开始显现。电磁弹射技术需要经历提出理论,到制造实验样机,接着是制造工程样机,最后成熟后正式上舰的一系列复杂过程。根据当前可以查到的资料分析,我国当前电磁弹射技术处于实验样机向工程样机过渡阶段,距离正式上舰还尚需时日。

图:
迄今为止最清晰的中国电磁弹射装置图片

电磁弹射技术是当前舰用弹射技术中最先进的一种,同时也是一个敏感的话题。当前只有美国成功将其应用,但也是问题不断。中国作为一个后起之秀,从来没有过使用弹射技术的经验,想要一下子跨过蒸汽弹射,一步到位应用最前沿的电磁弹射技术,需要克服很多的困难。
图:世界上首次应用电磁弹射技术的美国福特级航母

质疑声是正常的,也是肯定存在的,而且在小兵看来有质疑也是好事,毕竟人家起码在认真研判你是否真的具备这种技术实力,如果别人都没有听进去,不发表任何意见,才是真正得看死你。一切就等中国电磁弹射技术上舰的那一天吧,而且小兵相信这一天不远了。到时候,一切都会盖棺定论,水落石出!
网传的电磁弹射版歼-15实验图


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不黑不吹的评价,中国电磁弹射技术已经超越了美国!美国最新的福特级航母已经下水两艘,其实福特级其它地方并没有多少进化,除了F35C舰载机之外,它和尼米兹级航母最大的区别就在于使用电磁弹射代替了蒸汽弹射。相比蒸汽弹射,电磁弹射确实有其过人之处,福特级在安装了电磁弹射之后舰载机起飞效率提高了50%以上,而003号航母一旦安装电磁弹射装置,舰载机起飞效率更是将达到辽宁山东舰的两倍以上。

▲八万吨的003航母预计采用三具电磁弹射器

我国的电磁弹射器技术是由马伟明教授领衔,海军工程学院与湘电集团联合开发,早在2017年媒体就透露歼15舰载机的电磁弹射已经在地面基地经过了上千次的试验,无论是安全性还是可靠性都达到世界领先水平。福特级上的电磁弹射技术半死不活,至今仍然没有完全搞定,以至于川建国甚至想要取消它。我们的电磁弹射经受了大量真实模拟起飞,上舰后将能够最快速度形成战斗力,这就是技术上的碾压,正如马伟明教授所说:领先就领先美国!今天我们真的做到了!

根据目前公开的消息,003已经基本确定仍然采用常规动力装置,相比于福特级核反应堆的澎湃动力,常规动力真的能hold得住电磁弹射吗?电磁弹射和电磁炮的原理其实大同小异,都是利用电磁感应原理原理,利用通电产生强磁场,从而使牵引器在磁场中加速运动,所以电磁弹射最主要是有电。而蒸汽弹射则是利用水蒸气膨胀后释放的能量带动滑块瞬间将飞机推出去,每次需要耗费海水约1.2吨,这玩意儿不光要淡化海水,还要进行多次能量转化,实际耗能比电磁弹射要多得多。电磁弹射的能量利用率能达到60%左右,而蒸汽弹射则只有3%左右,两相比较高下立判,无论是常规还是核动力,只要发电量充足,都足以承载电磁弹射,003虽然只是常规动力,也完全不用担心能量不足。

那么003航母为什么要直接跳过蒸汽弹射而采用电磁弹射呢?其中最大的原因就是蒸汽弹射的兼容能力太渣,无人机是未来空战的主流趋势,未来003航母肯定需要搭载攻击11、彩虹7等先进无人机,但是无人机重量相对较轻,抗冲击能力也较弱。蒸汽弹射装置由于自身天生设计原因,无法灵活控制功率大小,一次只能固定释放约100兆焦耳能量,只能弹射20到35吨左右的重型战机,如果是无人机很可能直接被拉碎了。而电磁弹射只需要控制电量大小就可以轻松改变输出能量大小,几乎没有任何上下限制。蒸汽弹射无法弹射的轻型无人机以及35吨以上的重型五代机都可以被电磁弹射兼容,试问无人机和五代机都用不上,要蒸汽弹射何用?

我国之所以能在电磁弹射技术上超越美国,主要在于前辈们高瞻远瞩的眼光和几十年如一日的深厚积累,我国早在60年代就已经开始了电磁弹射的研究,甚至曾经的歼6在很早之前就实现过在洞库的短距离电磁助推起飞。经过几十年的发展,我们的电磁弹射在2010年左右就已经验收通过,如果说在003航母上的装置属于定型量产品,那福特级上动不动就罢工不干的则只能算半成品。

▲国产电磁弹射和蒸汽弹射对比试验场

电磁弹射相对蒸汽弹射究竟有哪些优势呢?首先当然是效率的极速提升。电磁弹射装置自动化程度高,准备时间短,因此效率相对较高,按照美军的统计,尼米兹级蒸汽弹射的平均速度约120架次/天,极限约200架次/天,而福特级电弹的正常速度则达到约230架次/天,极限可以达到400架次/天,几乎在原有速度上翻了一番。

▲福特级的电磁弹射试验

蒸汽弹射附加的储气罐、加热装置、高压水泵非常复杂,体积和重量上都要比电磁弹射大得多。例如尼米兹级安装的C-13蒸汽弹射系统,体积1100立方米,总重达540吨,而福特级上使用的EMALS电磁弹射装置体积只有430立方米,重量也不到300吨。由于体型小,重量轻,使用电弹可以大幅度节省航母内部空间,提升机库面积,进而增加舰载机数量。

在可维护性上,蒸汽弹射由于能量转化次数多,内部结构复杂,维护性也非常差,尤其是气体密封、压力罐、连接锁等装置非常容易出问题。蒸汽弹射每进行50次左右,密封条等小物件就必须更换,操作起来也比较麻烦,严重影响操作效率。此外蒸汽弹射每次都要损耗锅炉内大约5%的蒸汽储量,而这会导致锅炉压力降低,直接影响航母速度,尼米兹级连续弹射8次后,速度会从30节直线下降到20节左右,如果要保持一定的甲板风,舰载机起降只能分波次进行,无法像电磁弹射一样连续弹射执行攻击任务。

▲蒸汽弹射时的大量水蒸气

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众所周知,航母是海洋中的巨无霸,它本身是没有战斗力的,其战斗力全靠舰载机。航母可以携带大批的舰载机远离本土到敌方附近对敌进行军事施压。而航母的战力能否更加强大,这与舰载机起飞方式有关。目前航母起飞方式有滑跃式起飞,弹射型起飞方式。

滑跃式起飞的航母出动舰载机的速度是非常的慢,一次只能起飞一架,而弹射式起飞方式的航母,出动舰载机的效率最高,平均1分钟可以弹射2架舰载机,而且飞机可以在满弹满油的情况下弹射起飞。目前世界上最先进的弹射式起飞就是电磁弹射器了吧。

目前,电磁弹射技术已经运用在航母上了,电磁弹射器已经成为了航母未来发展的方向,其工作原理是载流导线在磁场中受力,利用磁通量巨大的瞬间变化而产生的感应电磁斥力将飞机弹射升空。电磁弹射器其体积更小,结构更简单便于维护,而且能够根据弹射机型的不同灵活设置弹射力度,发射战机的速度更快,大幅度延长了战机的使用寿命。算下来,使用电磁弹射技术的航母战力更强,也将会节省不少的成本。

世界上最早将电磁弹射器进行实质运用的国家就是美国,美国的福特级航母上已经成功使用了电磁弹射器,福特级航母使用电磁弹射后的“福特”号航母日出动舰载机可达到300余架次。除了航母出动舰载机的次数提升了,其实还有好多好处,其体积更小这使其在航母上布置更加灵活,便于优化航母设计,有效利用舰上空间。其次就是结构更简单便于维护,还有就是大幅度延长了战机的使用寿命。

除了美国之外,我国也已经成功研制出来了电磁弹射技术,目前的话这项技术只有美国与中国才能拥有,可想而知电磁弹射技术的困难。在我国的马伟明院士带领团队攻破一系列的难关,才研制出电磁弹射技术。我国的马伟明早在2016年的央视节目中曾表示,中国电磁弹射技术研究已获成功!除此之外,我国的军事专家更是称我国的的全电推进系统,整整领先美国一代,在这个领域已经超过了美国。

如今,我国的电磁弹射技术已经在不停的测试,我国的歼-15战机已在陆上进行了成百上千次电磁弹射试验,还有空警-600预警机也已经进行了成千次的试验,这都表明我国的电磁弹射技术已经非常的成熟。随着我国003型航母的出现,我国003型航母将会搭载电磁弹射器,到时候003型航母的战力将会更强。

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实事求是地讲,中国的电磁弹射技术在世界上排名第1,而且领先美国至少10年!

当然有人会说,电弹都还没有上舰,有什么好吹的?小编想说的是,没有上舰,只是目前003组装还没到位,这跟技术先不先进没有任何关系。美国倒是上舰了,3年了还没修好。

那为什么我们的就可以没问题呢,主要是3个层面的原因。

1、我们的技术领先美国

说到电磁弹射,就不得不提马伟明院士,以及那句有名的“领先就领先美国!” 但实际上,电磁弹射只是马伟明院士团队的一个成就之一,像十二相整流发电机、交直流双绕组发电机、舰船中压直流综合电力系统、电磁弹射、电磁炮、无轴泵推等等技术,随便一个拿出来都是世界顶级的,没有任何疑问。

还有马院士的两个学生,一个叫王东,一个叫肖飞,一个研究舰船综合电力系统,一个研究全电动力系统,三个人都曾获得“一等功”!要知道和平年代要拿到“一等功”基本上是非死即重残,这足以证明这个团队是多么强大!而且,据说这个综合电力系统比老美的DDG1000都要先进很多,并且已经装备一线部队,2017年一年就为国家节省10个亿。

2、我们的舰载机更渴望电弹

(J-15前起落架已升级)

源自Su-33的J-15,是当今世界上最重的舰载战斗机,最大起飞重量达33吨,比F/A-18还要重3吨。据测算,即使是安装在尼米兹上的新型C13-2蒸汽弹射器,也难以保证满载的J-15能够顺利升空。所以美国对于电磁弹射的需求其实不是很强烈,所以福特号趴窝后军方一直想退回蒸汽,只是改造的成本太大而没有成行。

J-15是我国现役的唯一舰载机型号。下一型号J-35是从J-31还是J-20发展,目前还没有定论(据传J-31不被决策者看好)。但至少可以肯定的是,J-15是要装备至004了。

所以,对于电磁弹射,一众的J-15早已翘首以待。而如今,大家都已经准备好了!

3、我们的试验结果远超美国

有人说003是常规动力,电力供不起,而马院士曾明确表示,中压直流综合电力系统的实验结果表明,该系统可以为航母节省多达40%的燃油!那么,还有啥可担心的?

2019年,尹卓少将曾透露,我国在路基测试电磁弹射的次数和成功率,都远远超过美国。虽然福特号2017年至今因为电磁弹射的问题,从没执行过军事任务,但那是美国,不是中国。按照弃蒸气上电磁的选择来看,毫无疑问,电磁弹射已经足够成熟和完善,否则是不可能允许带病上舰的。

其实,无论是电磁弹射、电磁炮还是综合电力系统,中国能领跑全球,并不是我们的基础研究或技术储备比老美厉害,更不是说我们的科学家智商比他们高,最根本的是我们国家和以马院士为代表的科学家们,拥有更具前瞻性和战略性的思维,清楚我们的着力点在哪里,发展方向在哪里,然后才是为之努力奋斗。以现状来看,在马院士的整体研究领域,我们要领先美国一代人

(本文图片来自网络)

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中国的电磁弹射技术如何?中国的前两艘常规航母己经装备我国人民解放军海军,辽宁舰己服役多年。山东舰今年刚服役,中国的两艘航母己初步形成了战斗力。并且日夜守护着祖国的海疆。

辽宁舰、山东舰这两艘航母的舰载机,是我国自己设计制造的歼15战斗机。歼15战机是属于三代半战机。我国的辽宁舰、山东舰两艘航母是采用蒸气滑跃式技术起飞战机,还没有装备先进的电磁弹射器起飞战机。目前我国的003号航母己完成了百分之七十多的工程,估计明年上半年就能下水试航。003号航母采用了国际先进的电磁弹射器起飞战机。题主所问我国的电磁弹射器如何?我国的电磁弹射器是马伟明院士发明创造的,于2016年试验成功,而且还领先美国的电磁弹射器技术一代。

电磁弹射器的工作原理是载流导线在磁场中受力,利用磁通量巨大的瞬间变化而产生的感应电磁斥力将飞机弹射升空。我国的003号航母将采用世界最先进新的一代电磁弹射器起飞歼15战机。平均每分钟能起飞两架战机,比蒸气滑跃式起飞快一倍,即省时省力,又节省成本。用电磁弹器弹射起飞战机,一天能起飞300多架战机。电磁炮己安装在我国不少的战舰上,又进一步加强了我国海军的战斗力。

综合上述是我对中国电磁弹射技术的认识。

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