2月27日,據網友消息,國產航母離開碼頭開啟第五次試航。而就在前幾天,24日,中國首艘航母遼寧艦駛離大連造船廠,疑似駛向青島準備參加閱艦式。
大家期待國產航母形成戰鬥力的同時,也在期待中國第三艘國產航母的建造。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。報導稱,2019年初,美國海軍證實, 「福特」號(CVN-78)航母和另外3艘在建的福特級航母所採用的電磁彈射系統(EMALS),在設計、建造和性能方面存在重大問題。
(來源: 美國戰略之頁截圖)
其實,福特級航母所採用的電磁彈射系統問題一直沒有得到解決。早在2016年的系統評估中,「福特」號的電磁彈射器平均240次彈射就會出現嚴重故障,遠遠達不到的4166次平均無故障間隔的設計要求。川普都吐槽:「福特號的電磁彈射系統無法正常運作,這隻有愛因斯坦才能搞定。」
2017年7月,該系統在海上成功通過了「福特」號的測試。但2017年交付以來的747架海上試驗彈射中,遭遇10次嚴重故障。除了電磁彈射系統,「福特」號航母上的先進阻攔裝置(AGG)也好不到哪去,在同一時間段內的763次著陸測試中,有10次任務失敗。美國國防部2019年1月底發布的最新報告統計數據顯示,「福特」號上的電磁彈射器和先進阻攔裝置,在過去兩年的海上試驗中表現非常糟糕。
(圖為先進攔阻裝置,來源於NAVAIR)
航空母艦艦載機的起飛有很多種形式,一種是依靠自身動力裝置在甲板上起飛,例如:滑躍式起飛、垂直起降;另一種是利用輔助的外設裝備起飛,例如:蒸汽彈射、電磁彈射。本期節目主要講一講彈射起飛。
(來源:U.S. DefenseImagery)
蒸汽彈射的大致原理就是將高壓蒸汽能量轉化為動能進行彈射。就好像熱水壺燒開水,蒸汽把壺蓋彈起來,聽起來是不是感覺有點簡單?
實際操作起來非常複雜,蒸汽彈射器是以高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊,把與之相連的艦載機彈射出去的。由於它體積龐大,需要消耗大量的蒸汽,所以除了彈射器本身的設備,還有海水淡化設備、貯水池、高壓水泵、鍋爐、加熱裝置等諸多附屬設施,是一套非常複雜的系統。
(來源:YouTube K2 Studios )
這也是為什麼目前只有美國全面掌握了蒸汽彈射器技術的原因之一。但是蒸汽彈射的缺點也很明顯,重量大、體積大、所需人員多、功率浪費嚴重(只有不到6%的蒸汽被利用)、可維護性差、經常會發生大的瞬態牽引力,可能會損壞或縮短機身的壽命等等。
(來源:Jean-Michel Roche)
所以蒸汽彈射器將慢慢被新的技術替代——電磁彈射器。電磁彈射器使用線性感應電動機 (LIM),它利用電流產生磁場,沿著軌道推進車架以發射飛機。
電磁彈射的優點非常多,體積只有蒸汽彈射的一半,結構簡單,所需維護人員減少 30%。電磁彈射能源利用效率可以提高到 60%,從而節省能源,有利於提高最大出動能力。調節更靈活,力度均勻,可以更精確地控制發射,發射更多種類的飛機,並延長艦載機使用壽命。不過現實問題還有點多,還得再研究研究~
(來源:NAVAIR)
說完了艦載機的起飛,那麼艦載機怎麼更加安全的降落在航母上呢?現代航母普遍使用的阻攔著艦裝置是液壓式阻攔系統,它由制動器械、液壓緩衝系統以及冷卻系統組成。
(來源:YouTube Documentary World )
阻攔索是阻攔裝置中的重要組成部分,用於將艦載機高速攔停,是艦載機名副其實的「生命線」。 2016年3月,一架E-2C差點墜入海中,當時它準備在「艾森豪」號航空母艦上降落,結果阻攔索被拉斷,E-2C衝出甲板。由於E-2C是螺旋槳飛機,在飛機距離水面不到6米的時候,再次復飛。飛機雖然沒事兒,但是阻攔索斷裂直接橫掃甲板,擊中了8名士兵,造成了輕微的骨折和顱骨裂傷。
(來源:YouTube The Joint Forces Channel )
2016年12月3日,俄羅斯海軍在完成敘利亞的轟炸任務後,一架蘇-33艦載機在「庫茲涅佐夫」號航母上著艦時,因阻攔索斷裂而衝出甲板墜海,好在飛行員順利彈射逃生,沒有受傷。所以,航母對阻攔索材質工藝有非常嚴苛的要求,需要既有硬度又有韌性。艦載機在航母上的每一個起飛和降落,對飛行員甚至航母上的士兵來說都是一次生與死的考驗。
消息參考:參考消息網、東方頭條
電磁彈射需要做哪些實驗?
美國使用的先進阻攔裝置到底好在哪?
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