電力,無聲又無形,卻蘊含著驚人能量,而且能由人類隨心所欲地控制、調(diào)節(jié),風馳電掣的高鐵便是一大象征。同樣具備這些優(yōu)點的電磁飛機彈射器,令傳統(tǒng)的蒸汽彈射器相形見絀,有望成為航空母艦的新寵。
近幾年來,“中國發(fā)展電磁彈射器”的說法,一直存在于坊間的傳說之中,留給無數(shù)網(wǎng)友“不明覺厲”的印象。
日前,美國一網(wǎng)站公布的衛(wèi)星照片,曝光了中國某地的露天電磁導軌高速牽引裝置。該網(wǎng)站稱其為繼美國之后世界第二條電磁彈射器地面實驗設施。這一消息,足夠挑戰(zhàn)人們的常識。
此消息在國內(nèi)網(wǎng)絡廣泛發(fā)酵的同時,一篇中國工程院院士、海軍工程大學教授馬偉明少將在獲國家科技進步獎時的獲獎感言,被大面積轉(zhuǎn)發(fā)。評論界普遍認為,這位國寶級的技術(shù)少將,所透露的信息是——中國電磁彈射技術(shù)研究已獲成功。
耐人尋味的是,落后一代的蒸汽彈射,在國內(nèi)的研制進度并不比電磁彈射快。
就連美國,電磁彈射器都尚未服役——世界上第一艘電磁彈射航母“福特”號,兩個月前才下水,尚在漫長的舾裝中。在此領(lǐng)域,中國僅落后美國“一個身位”而已。
節(jié)約能源,呵護飛機,方便好養(yǎng)
電磁彈射好處多多
如何用電的力量,將艦載戰(zhàn)機送上藍天?《現(xiàn)代艦船》雜志執(zhí)行主編崔軼亮向記者解釋了電磁彈射的基本原理——
“通電導體在磁場中會受到磁場力的作用,用強電流通過電磁鐵產(chǎn)生強磁場作用于牽引器,牽引器位于磁場中的部分通強電流,磁場力就會帶動牽引器,牽引飛機向前加速,達到起飛速度。”
而蒸汽彈射器,則是以航母蒸汽輪機發(fā)出的高溫高壓蒸汽,推動氣缸中的活塞,從而牽引艦載機起飛。
從電影、紀錄片和新聞視頻中,經(jīng)常能看到美軍現(xiàn)役航母在彈射飛機時,軌道上總是煙霧彌漫。“因為一次彈射要消耗600多公斤蒸汽,每次彈射完都有大量蒸汽被排出,能量浪費很厲害。”
崔軼亮告訴記者,美軍蒸汽彈射器的效率低得驚人——僅有4%~6%。“好歹美國航母是用核動力,可以如此揮霍,常規(guī)動力航母這樣浪費燃油,續(xù)航能力會大打折扣。”
相形之下,電磁彈射器的效率達到了60%左右,為航母節(jié)省了大量能源。同時,電磁彈射系統(tǒng)還有容積小、重量輕等好處,而且沒有了檢修那密如蛛網(wǎng)的高溫高壓蒸汽管道的噩夢。
“由于功率可根據(jù)彈射飛機的尺寸重量進行靈活調(diào)節(jié),電磁彈射器可用于彈射各種有人飛機或無人飛機。因為彈射力非常穩(wěn)定,大大減輕了彈射對飛機結(jié)構(gòu)的沖擊,可使艦載機的機體壽命延長31%。”
強迫儲能,慢慢儲電,瘋狂放電
突破電磁彈射關(guān)鍵技術(shù)絕非易事
據(jù)悉,目前世界上已開展研制電磁彈射器的國家僅有美國、英國、前蘇聯(lián)和中國。建造1:1全尺寸大型電磁彈射器地面試驗設施,僅有美中兩國。
從美國網(wǎng)站公布的衛(wèi)星照片推測,該試驗裝置總長大約為120至150米,其中電磁軌道估計長80米左右。
超級大本營軍事網(wǎng)站主編李小健認為,能建造這樣大規(guī)模的實驗設施,證明中國已全面驗證和掌握了大型直線感應電機、高強度強迫儲能裝置以及高性能脈沖發(fā)生器等電磁彈射器的關(guān)鍵技術(shù)。
“大型直線感應電動機、盤式交流發(fā)電機、大功率電力控制設備等,技術(shù)要求不算很高。”李小健透露,技術(shù)上的頭號瓶頸,在于高強度強迫儲能裝置。
電磁彈射,要在短時間內(nèi)釋放出巨大能量,遠遠超出了航母發(fā)電機的最大瞬間功率。強迫儲能裝置的作用,就是平時慢慢儲能,彈射時把巨大功率在幾秒鐘內(nèi)釋放出來。這與高鐵機車這樣的恒功率設備完全不同。
“蒸汽彈射器有儲汽罐,可以把鍋爐的蒸汽能量儲存起來。”李小健解釋道,“電磁彈射難就難在,電能不像蒸汽,不適合大容量儲存。”
值得注意的是,研發(fā)電磁彈射器的美國通用原子公司,對強迫儲能裝置只字不提,可見其技術(shù)的高度機密性非同一般,想突破決非易事。
從這個角度看,中國電磁彈射系統(tǒng)研制成功的價值,著實非同一般。