電磁彈射上航母還有道攔路虎:我國配電系統仍較落後

2021-02-14 講武堂

最近一段時間來,關於我國未來航空母艦安裝電磁彈射器的新聞層出不窮,海軍工程大學在馬偉明院士領導下的艦船電力系統團隊也頻頻曝光,媒體認為他們研製的電磁彈射系統已經接近實用化,將會安裝在第二艘國產航空母艦上。

前海軍司令員吳勝利上將為馬偉明少將打傘

不過,馬偉明教授團隊並不是只做電磁彈射一個項目,或者說他們著力點更多的是綜合電力推進系統,尤其是與其相關的配電系統研製,他們頻頻上鏡也並不代表是和電磁彈射器系統相關。

電磁彈射器,是用直線電機取代了蒸汽彈射器的大型氣缸,直接利用電磁力來加速艦載機的系統,相對於蒸汽彈射來說,能量利用效率高,拉力曲線平緩。而蒸汽彈射器開始彈射的時候以巨大力量推動飛機前進,而越加速力量越小,這樣飛機在初始階段就將承受巨大的拉力而影響結構壽命,後續加速不足又使得彈射能力有限。電磁彈射器整個彈射過程中加速度基本穩定,動作更為平緩而末端速度更高,性能具有巨大的優勢。尤其是彈射結構脆弱的無人機的時候,效果更好。

電磁彈射器直線電機

美國的CVN-78福特號航空母艦,就採用了四臺高性能的電磁彈射系統,但是使用電磁彈射系統也不是沒有代價的,巨大的電力消耗和技術門檻就是必不可少的。之前的尼米茲級發電功率已經達到64000千瓦,而福特號更進一步達到了接近15萬千瓦,對於常規動力軍艦來說,這個電力功率都已經是駭人聽聞了。就像小鷹級,推進功率208000千瓦,但是發電功率只有32000千瓦,遠遠不能滿足電磁彈射的需求。尤其是需要長時間維持發電機組空轉,才能確保在需要緊急出動的時候有足夠的電力,常規動力的電力都是燒油燒出來的,如果平時也大功率發電那航程就會暴縮,目前來說也只有不需要油料的核動力,或者是反應敏捷迅速,需要的時候馬上能加大功率供電的燃氣輪機綜合電力推進系統才能滿足電磁彈射的能量需求。

福特號最早應用電磁彈射,發電量是常規航母的五倍

而另一方面,要命的是艦內的配電系統,福特級採用了13800伏電壓的超高壓配電系統,雖然這個電壓對於陸地上的變電站來說只能算是低電壓,但是對於艦艇來說是革新性的存在了。傳統的交流供電系統因為只需要滿足艦上生活和設備使用,功率較小,所以一般只有400V的電壓,使用整流器、變壓器等都能湊合使用,而綜合電力系統功率上升後則需要匹配至少4160伏的電壓,像DDG1000這樣的驅逐艦還需要至少6900V電壓才能滿足功率需求,CVN-78航空母艦更是使用了13800V電壓,傳統的配電設備已經完全無法適應需求。現在來說,DDG1000這樣的驅逐艦,使用耐高電壓的矽基IGBT基本可以滿足需求,我國現在也已經完全具備了生產IGBT的能力,在國產動車組和高鐵列車上就廣泛使用,但是CVN-78這樣的高電壓供電系統,需要的則是耐高溫、耐高電壓的碳化矽寬帶隙元件,而這樣的元件現在還基本只有歐美國家能夠提供,國內應用還需要相當長的時間。

DDG1000應用了6900V電壓的配電系統

內存晶片大廠英飛凌生產的碳化矽變電模塊

國產IGBT變電模塊

現在055級驅逐艦,都還沒有應用大功率的6900V電壓綜合電力系統的情況下,直接上馬更高端的航母綜合電力系統和電磁彈射,是有點不現實的,更有可能是在未來的再下一代航空母艦上投入應用。

對於國內的科技發展拔苗助長不是什麼好行為,踏踏實實的發展恐怕更好。

版權聲明:本文系騰訊軍事微信公眾號《講武堂》獨家稿件,禁止商業轉載,歡迎朋友圈分享。 

歡迎搜索ID:qqmiljwt
或長按以下二維碼關注
騰訊軍事講武堂

相關焦點

  • 重磅 | 中國航母有了電磁彈射系統?!
    中國人民解放軍21日在其英文網站上發布的一條消息說,中國最大的造船企業正在打造安裝了電磁彈射系統的航母,而這是美國海軍迄今為止最昂貴的「傑拉爾德·福特」號航母獨有的特色。據美國有線電視新聞網網站6月21日報導,通過電磁彈射系統起飛的飛機可以更快升空,而且可以裝載更多的燃料和彈藥,從而使它們相對於滑躍起飛的飛機而言擁有更大優勢,後者在起飛時需要依靠自身的動力。
  • 中國航母電磁彈射露了「一條縫」:和美軍比落後多少年?
    此外,還有網友轉載中國海軍內部報紙對海軍試飛大隊首任大隊長程海林的典型報導,稱程海林擔任航母建設某核心技術試驗試飛現場指揮部試飛指揮組組長兼首席試飛員,首飛實現了中國航母建設領域世界領先的重大突破。這被解讀為中國航母陸上電磁彈射殲-15取得圓滿成功。
  • 076果然來了,電磁彈射+攻擊11無人機,中國不需要垂直起降飛機!
    在076招標項目中出現頻率最多的就是電磁彈射這個詞彙,因為之前的075是無法起降固定翼艦載機的,而即便再先進的艦載直升機也是無法和F35B那樣的固定翼艦載機進行相比的,並且通過之前披露的消息來看,陸基電磁彈射已經進行過許多次成功的彈射試驗,中國的電磁彈射系統已經相對成熟並且還不滿足僅僅用於航母上,那麼技術下放到076艦上也是意料之中的事,有了電磁彈射也就意味著會有電磁阻攔
  • 中國大建核動力電磁彈射航母?來讀不吹牛的技術文!
    電磁攔阻和傳統的油缸攔阻也有巨大的技術進步,原理和電磁彈射類似。由此可見,電磁彈射和攔阻,相比蒸汽彈射的技術進步,幾乎是革命性的。正如電力火車早早的淘汰了蒸汽火車頭,電磁彈射淘汰蒸汽彈射也是技術上的必然。蒸汽彈射是出了名的「難伺候」,美軍航母90%以上的維護工作是對4臺蒸汽彈射器的日常維護,弄得負責這項工作的美國艦員,在頭盔上寫上中文「過勞死」。
  • 解放軍少將:中國或跳過蒸汽彈射,直接發展電磁彈射航母
    有分析認為,這表示遼寧艦近防系統接受全面測試。軍事專家在接受央視採訪時表示,我國海軍只要擁有足夠的艦載機和艦載機飛行員,遼寧艦就將形成初始戰力。未來中國可能會越過蒸汽彈射航母階段,直接發展採用電磁彈射器的航母。
  • 國產航母搞定「電磁彈射」技術,狂贊!
    最近,有消息稱英國簡氏防務曝出11月8日殲15艦載戰鬥機在我國第一條航母電磁彈射試驗機上完成彈射飛行,如果這則消息得到官方證實,就意味著中國從此跨入了世界航母技術最前列。為何電磁彈射器引來網友轟動,首先來介紹什麼是電磁彈射器?電磁彈射器是美國、英國及中國等多個國家的海軍正在研發的最新一代航空母艦專用飛機彈射器。
  • CICC科普欄目:蒸汽彈射與電磁彈射
    電磁彈射器部分展示電磁彈射器:航空母艦上的一種艦載機起飛裝置,是未來航空母艦的核心技術之一,目前世界上僅有中美兩個國家在進行這類技術的研究。繼美國最新下水的「福特」號航母首先裝備電磁彈射器後,中國緊跟其後,研製出的電磁彈射器也將提前上艦,一旦成功裝備使用,中國將超越美國,成為世界上唯一擁有滑躍起飛、蒸汽彈射起飛和電磁彈射起飛三種起飛方式航母的國家。而中國電磁彈射器的發明人是揚中人馬偉明,中國電磁彈射器的發明人揚中人馬偉明,中國電磁彈射器的發明人揚中人馬偉明!重要的事情說三遍!
  • 中國076已確認裝備電磁彈射系統
    從相關招標公報中,我們已經可以確認076將裝備電磁彈射系統,成為世界上第一種搭載電磁彈射器的兩棲攻擊艦。中國076:沒錯,我也能彈射戰機!說到電磁彈射技術,就不得不提及電磁發射技術,它雖然早在19世紀就被提出,但受到技術條件以及應用範圍的限制,長期以來一直處於實驗、研究階段,直到20世紀80年代後才有了一定的進展。
  • 電磁彈射太貴了?川普想讓航母換回蒸汽彈射,忽悠誰呢!
    當地時間28日,川普在駐日美軍橫須賀海軍基地向兩棲攻擊艦黃蜂號的全體船員發表演講,他首先向船員們提出一個問題:你們喜歡電磁彈射還是蒸汽彈射?得到美軍的反饋後,他表示,將頒布命令把航母上昂貴的電磁彈射器(EMALS)改為蒸汽彈射器。
  • 國產第二艘航母正式在上海開工:用電磁彈射起飛
    軍事專家告訴記者,與常規水面艦船相比,航母建造是一項巨型系統工程。因排水量大、系統複雜、上艦設備種類和數量眾多、建造周期長、經費投入大等特點,航母的建造難度和風險遠遠高於常規水面艦船,我國第二艘國產航母建造工程歷經波折,總算走到最關鍵一步,畢竟這是我們第一次獨立自主設計的航母,與遼寧艦和002型航母完全不同。
  • 中國航母戰機起飛新方式,電磁彈射系統就位,美軍都望塵莫及
    近日,據美國科技雜誌《大眾機械》報導稱,電磁彈射技術是目前包括美軍在內的大國海軍持續關注和研究的先進航母艦載機彈射技術,它可以極大提升航母艦載機的出動效率提升作戰效能
  • 第二艘國產航母採用電磁彈射的可能性到底有多大?
    畢竟是第一艘國產航母,更多的還是充分消化吸收航母相關技術,還是處在起步階段,按照中國一貫的小步快走的發展策略,第一艘國產航母就採用蒸汽彈射也不太現實。所以,眾多軍迷的目光就聚焦到了第二艘003型國產航母上,基本上都認為應該從這艘航母開始採用彈射起飛了。而目前彈射技術也已經從第一代的蒸汽彈射發展到了第二代的電磁彈射。相比之下,蒸汽彈射系統設備體積龐大,結構複雜,日常維護保養工作量很大。
  • 張召忠揭秘:國產航母開啟第5次試航!聽說美國的航母電磁彈射出問題了?
    其中,最關心的問題就是第三艘國產航母會不會安裝電磁彈射器。美國的超級航母「福特」號就安裝了電磁彈射器,不過一直問題多多。2019年2月16日,美國戰略之頁網站發表了題為《美國海軍航空兵說電磁彈射系統存在缺陷》的報導。
  • 中國海軍用上超級心!大艦動力系統新突破:解決電磁炮上艦難題
    大量的的電子設備上艦,軍艦的燃油不僅要用來驅動發動機,還要給軍艦的發電機提供能源。這些電子設備的耗電量令人吃驚,美軍阿利伯克級驅逐艦的相控陣雷達工作一天的用電量,相當於三十戶人一個月的用電量,所以這些雷達一般都是不常開的。而電磁彈射的用電量更是驚人,彈射一次需要充電16兆瓦。這些電子設備就對艦船上的發電機的轉化效率和輸出功率提出了要求。
  • 川普為何這麼看不上電磁彈射?
    美國商業內幕網站5月28日報導稱,美國總統川普訪日期間向駐日美軍講話時表示,福特級航母上的電磁彈射器太費錢了,他將頒布命令把其改為蒸汽彈射器。
  • 中國又研製成功世界最強技術:航母可用電磁彈射 美還以為在測試
    不過可以肯定是中國002型核動力肯定是採用彈射!據海軍動力與電氣工程專家馬偉明少將直言,中國航母艦載機彈射起飛技術完全沒有問題,甚至不輸美國。馬明偉少將是中國工程院院士、電磁彈射器發明人,他表示,中國艦載機彈射起飛技術完全沒有問題,實踐多次也很順利,有信心運用到現實當中去。目前來看正在大連建造的中國首艘國產航母還是會沿用遼寧艦的滑躍起飛,未來在002型核動力這直接採用目前最為頂尖的電磁彈射起飛。
  • 003航母照片引發巨大關注!艦載機或將無縫彈射,連美國都比不上
    近幾年來,我國可以說取得了長足的發展,無論是在經濟上,還是在軍事上,都取得了可喜的成績。在經濟方面,已排在世界第二位,而在軍事方面則相對較難發展,因為這其中所面對的是各種軍事裝備的研發製造,雖然也已排在世界第三位。
  • 或與第3艘航母電磁彈射兼容
    軍事觀察人士說,中國正在研製一種新型預警機,旨在從該國最新的航母上起飛,這種軍機還配備了能偵測敵方隱身戰鬥機的雷達系統。官方媒體1月22日首次證實,中國正在研製首款艦載預警機,該機也被稱為「空警」-600。軍事專家李傑稱,這種新型偵察機還可以成為空中指揮中心。這種新型偵察機將縮小美中兩國在武器上的重大差距,提高中國航母戰鬥群的戰鬥效率。
  • 央視官宣:003電磁彈射航母今年下水!命名有講究,廣東艦上海艦還是臺灣艦?
    蒙上紅布也能看出是一艘航母的輪廓除疑似轟-20即將露面外,《軍事科技》此次節目所預示的另一款武器裝備更令人振奮人心,從其外形輪廓來看,很顯然是一艘平甲板設計的航空母艦,極有可能便是網傳將使用電磁彈射技術的003航母,也就是說2021年我們也許能夠看到003航母建成下水
  • 003型航母即將下水,依舊是常規動力,為何能用電磁彈射和攔阻?
    之前就有專家表示只有核動力航母才可以裝備電磁彈射和攔阻,但是根據相關的數據表明,這種說法是錯誤的,電磁彈射和攔阻,並不一定只能在核動力航母上進行安裝,常規動力航母也可以完美的安裝運行。而且核動力航母並不意味著可以源源不斷的產生無限能源,這一點從法國的戴高樂核動力航母上就可以看到,雖然是核動力航母,但是經常出現「拉胯」或者不給力的情況。然而遼寧艦雖然是常規動力航母,但是它的性能卻遠遠超過了法國的核動力航母。常規動力航母只要讓燃油鍋爐系統運轉完好,通過源源不斷的蒸汽來帶動發電機發電,那麼常規動力航母上就可以保證電磁彈射和攔阻的正常運轉。