随着我国科学技术的发展,2022年6月17日,中国完全自主设计建造的首艘弹射型航母——“福建舰”举行下水仪式。
福建舰被海内外许多媒体评价为“世界上最先进的航母”,这主要是因为福建舰采用了电磁弹射技术,引起了全世界的关注。电磁弹射技术有什么特别之处呢?为什么连美国至今都还没完全搞定这项技术呢?
蒸汽弹射技术有何不足之处?福建舰是中国的第三艘国产航母,也是第一艘弹射型航母,其亮点在于使用了“电磁弹射系统”。
“电磁弹射”是什么意思呢?它对航母的作战能力有什么影响呢?今天,让我们一起走近我国的福建舰,深入探索一下这个问题。
在福建舰亮相之前,我国已有两艘航母,一艘是“辽宁舰”,另一艘则是“山东舰”。但与福建舰不同的是,这两艘航母采用的助飞方式是:滑跃起飞的原始方式,这也是最常见和最简单的起飞方式,只需要让飞机经过航母最前端带有一定角度的甲板,再利用后燃加力室,就能够获得足够的起飞动力。
但是滑跃式起飞有一个明显的不足之处,就是对武器的装载量有限,并且十分耗油,因此滑跃式起飞就需要提前打开后燃加力室,以解决动力不足的问题。但是如果只有一架飞机来提供动力,很显然是不足够的,因此就需要借助外部力量。
目前,航母常用的飞机起飞方式主要有三种,一是蒸汽弹射,二是滑跃起飞,三则是电磁弹射。
其中电磁弹射代表着目前能够应用在航母上的最前沿的技术方向。虽然这三种方式都能运用在航母上,可是各国依然致力于研究电磁弹射。那么蒸汽弹射和电磁弹射到底有什么区别呢?
早在20世纪50年代,英国率先提出了有关“蒸汽弹射器”的想法并进行发明,进而运用在航母身上。
从字面义上来看,“蒸汽弹射”顾名思义就是利用高压蒸汽作为动力助力飞机的起飞。在美国拥有的11艘航母中,几乎全部采用的都是蒸汽弹射技术。
蒸汽弹射主要采用“前轮弹射”和“拖索式弹射”两种弹射方式,蒸汽弹射在运转过程中有明显的局限点:
一、蒸汽弹射在运转过程中需要大量的蒸汽来支持,因此在运转过程中还需要搭配以锅炉、海水淡化设备、加热装置等各种设备,十分复杂。
二、蒸汽弹射器的价格十分昂贵,设计的繁杂程度也很高,这就对人们的制作技术提出了非常高的要求,就更别提后续安装过程中严苛的安装工艺了。
三、关于蒸汽弹射的气缸密封性也是一大棘手问题。在弹射器工作时,会对缸内产生巨大压力,因此这就要求弹射器的密封性要达到十分高的标准。许多国家在面对这个问题时感到束手无策。
四、蒸汽弹射的储气罐制造需要特种钢材料,目前世界上能生产该材料的国家并不多。
五、该种技术需要消耗大量的淡水,才能减少海水对精密仪器的腐蚀性。
因此在这样的背景下,世界各国都热衷于研发电磁弹射技术。
为什么电磁弹射技术如此受欢迎?其实“电磁弹射”这个概念对我们来说并不陌生,大家平时去游乐场最喜欢的过山车项目,以及平时出行时所搭乘的磁悬浮列车,都运用了电磁弹射的原理。
电磁弹射的核心是利用电流制造磁场,从而利用磁力进行弹射。它利用导轨中的通电线圈在轨道中形成磁场,再推动其中的磁铁前进。
电磁弹射的效率之所以受到各国的追捧,其中一个原因是它的高效率。率先将电磁弹射技术应用在航母身上的国家是美国,美国将该技术运用在“福特”级航母上。但是即使研究了20来年,美国却也还没完全掌握该技术。
截至2018年,美国的7000次弹射中有10次失败,数字虽小但却在实际上却造成了战机的惨烈损失,大大降低了航母的战斗力。那么听起来似乎并不难且与我们生活密切相关的电磁弹射技术,为什么运用在航母身上就变得复杂起来了呢?
这主要是因为电磁弹射技术需要超级大的功率,要求在2秒内释放高达40度的电量,这导致功率在瞬间就超过了7万千瓦。
因此无论是对于常规动力还是核动力来说,都无法做到在短时间内提供如此多的能量。这就要求利用电磁弹射技术的航母要提前储备足够的电量,这也就对航母上的储能装置提出了非常高的要求。
其次,电磁弹射技术还需要牵引装置,以便在通电时为飞机提供足够的动力。除此之外,由于电磁弹射装置本身会对航母和飞机上的电子设备产生干扰,因此解决电磁的影响也是另一大重要问题。
综上技术难点,即使是已经在福特号航母上使用了电磁弹射技术的美国,从其完成结果来看也并不尽如人意,这也是我国在福建舰上使用电磁弹射技术而受到全球瞩目的原因。
目前除了美国的福特舰利用了电磁弹射技术,第二个拥有并掌握该的国家就是中国,并且福建舰的对技术掌握的成熟度明显比福特舰的高。
福建舰的正式亮相具有重大的意义,这不仅标志着我国海上力量的提升,同时也打破了一直以来美国在电磁弹射技术上一国垄断的地位。
福建舰与我国其他两艘航母最大的不同之处就是利用了电磁弹射技术,一改以往的蒸汽动力装置。这一技术能够帮助福建舰节省空间,同时也能提高飞机起飞的速度,大大提高了我国的海上战斗力。
目前世界范围内只有美国和中国掌握了该技术。而未来电磁弹射技术还会怎么发展呢?让我们拭目以待吧!
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