放飞“战鹰”的“超级大弹弓”

提到弹射器，你也许会联想到弹弓。简单说，航母上的电磁弹射器就像一个能把飞机弹上天的“超级大弹弓”。

理论上讲，这个弹弓是利用电磁感应原理，将电能转化为机械能，实现舰载机从航母上弹射起飞。

1831年，英国物理学家法拉第发现电磁感应现象。时隔百年后，随着航母的诞生，就有设计师提出在航母上安装电磁弹射器的想法。直到2013年，美国“福特”号航母首先装备了电磁弹射器，电磁弹射技术才真正实现军事应用。

在电磁弹射器中，百米长的直线电机被称为电磁弹射器的“心脏”。与传统电机不同，它是一台按径向剖开并展成平面的电机。这一创新成果最早是由英国物理学家惠斯通发明的，并于1845年取得专利。

直线电机能将电能直接转换成直线运动机械能，从而在一定距离内推动舰载机加速至一定速度，这一原理与磁悬浮列车相似。

不过，要完成弹射过程，直线电机需要巨大的能量。电磁弹射器弹射飞机时，峰值功率超过100兆瓦，单纯通过舰上的发电机直接供电是不现实的。

为此，设计师们煞费苦心，利用“零存整取”的方式，设计了储能装置，能以较小的功率长时间地从舰上电网中吸收和存储能量，当储存的能量满足发射所需后，一旦接到发射命令，立即向外释放能量。

储能装置原理不复杂，但实施起来很麻烦。目前技术上最可行的储能装置是飞轮储能系统，在能量积蓄过程中，舰上的电力系统将巨型飞轮不断加速，使电能转化为飞轮的动能并积蓄起来。弹射飞机时，飞轮储能系统又作为发电机在2-3秒内输出巨量电能。

此外，设计师们还设计了弹射控制系统，通过控制输入电压和频率，实现对弹射推力的精确控制，使得弹射飞机的推力精准又平稳。

来源： 解放军报