最近,中国不断地向世界展示自己最新的武器库,先是歼20,接着又是长征5号。最近,有消息称英国简氏防务曝出11月8日歼15舰载战斗机在我国第一条航母电磁弹射试验机上完成弹射飞行,如果这则消息得到官方证实,就意味着中国从此跨入了世界航母技术最前列。
为何电磁弹射器引来网友轰动,首先来介绍什么是电磁弹射器?
电磁弹射器是美国、英国及中国等多个国家的海军正在研发的最新一代航空母舰专用飞机弹射器。电磁弹射器的弹射电动机通过电力系统输电,可生成一个同弹射系统的往复车相互作用的电磁力,在电磁力作用下,往复车将携挂飞机沿弹射冲程加速至起飞速度。
滑跃起飞方式是采用航母舰舷部十多度的上翘甲板结合舰载机发动机的推力实现起飞,这也是辽宁舰的起飞方式。
弹射起飞方式是利用飞行甲板上布置的弹射装置,在一定行程内对舰载机施加推力来达到舰载机的离舰起飞速度,其主要应用于大型/中型的攻击或多用途航母上,但目前基本都为蒸汽动力弹射,电磁弹射器只有美国海军公开宣布研制成功,并且安装在建造中的福特级核动力航空母舰上。
不知不觉中,我国的电磁弹射试验已经仅次于美国,而且相差并不遥远。美国电磁弹射器在2010年成功实现地面弹射T-45教练机、C-2舰载运输机和F/A-18E舰载战斗机。而歼15机型比上述机型都要重,可见在6年后的今天,我国研发的电磁弹射器与美国电磁弹射器已经站在了同一条起跑线上。
究竟电磁弹射有什么优点,让各大国加大投入、争相研发?笔者查阅了一些资料,基本归纳起来有以下四点:
电磁弹射器加速均匀可控
美军典型的C-13-1型蒸汽弹射器,最大过载可以达到6g,而整个行程的平均加速度仅有2g多一点,F/A-18战斗攻击机飞行员常常调侃C-13-1弹射器在后段往往没有飞机自身的发动机加速得快。电磁弹射器的推力启动段没有蒸汽那种突发爆炸性的冲击,峰值过载从6g可以降低到3g,这不仅对飞机结构和寿命有着巨大的好处,对飞行员的身体承受能力也是一个不错的改善。
此外,由于电磁弹射的加速和弹射器的长度没有关系,除了受到气动阻力和摩擦阻力的影响外,弹射初段到末段的基本加速度不会出现太大的波动,这就比蒸汽弹射的逐步下降来得更有效率。根据计算,平均加速度一样时,电磁弹射器可以比蒸汽弹射器让飞机多载重8%-15%。这一优点对于中国航母尤为重要,在未来20到30年里,歼15将是世界上最大的舰载战斗机,对弹射器的要求尤甚于美国战斗机。
体积小,有利于航母总体设计
电磁弹射器重量明显减轻,体积更小,减少了对舰上大量液压油、淡水和蒸汽等辅助设备的需求,各组成部分的布局更加灵活,能最大限度地优化航母内部布置,增加了航母设计灵活性,潜在地提升了航母的生存能力。
易于维护维修,成本低
电磁弹射器虽然研制成本高昂,但因为它少了大量的高压、高热、水密气密部件,维护维修要简单的多。电磁器件摆脱了蒸汽弹射器密集单一的架构,有着分散灵活的布局特点,单一组件可以使用模块化设计,维修更换方便,也显著降低了整体运作成本。
总体能耗低
电磁弹射器的能量转化效率远远高于蒸汽弹射器,例如产生的无用热量较少,中间环节少,可准确的增减弹射能量,减少了浪费掉的总能量。在滑块运动的过程里,只启动滑块两侧的电磁线圈,其余线圈进入待命状态,进一步降低了能耗。
虽然电磁弹射器在短期内无法安装在我国下艘国产航母上,但如果我国航母电磁弹射器成功放飞歼15的进展属实,我国国产航母事业将迈入全新的技术阶段。
同时,中国同步推进的重大舰艇技术发展项目还包括了全电推进系统,这也将配合电磁弹射器的试验与实用化。全电推进还将为中国航母装备使用激光武器等电能驱动的先进武器铺平道路。虽然目前中国国产航母配备红旗-16中程舰空导弹、1130高射速近防炮等武器装备,但未来必须考虑激光器,以拦截速度越来越快、机动能力越来越强、隐身性能越来越好的反舰导弹,这也将有效威慑窥探中国的敌对力量,对我国海洋权益的维护起到至关重要的作用。