打破歐美質(zhì)疑，中國公開福建艦電磁彈射殲15T，戰(zhàn)力遠(yuǎn)超美軍航母

就在歐美一直質(zhì)疑中國電磁彈射技術(shù)不成熟，不敢展示的時(shí)候，央視終于公開了福建艦彈射殲15T的畫面。

我們?cè)谘胍暪_的畫面中可以清楚看到，殲15T牽引桿接入彈射軌道和地勤全流程作業(yè)，乃至啟動(dòng)彈射按鈕的畫面都有公開，甚至還出現(xiàn)了擋焰板豎起，殲15T發(fā)動(dòng)機(jī)加力全開，影從福建艦甲板掠過。

這說明了我們已經(jīng)多次對(duì)殲15T進(jìn)行過電磁彈射，技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，歐美之所以質(zhì)疑，是因?yàn)楦Ｌ靥?hào)航母的電磁彈射就非常不成熟。

從原理上講,電磁彈射器相當(dāng)于大型直線電機(jī)與蒸汽彈射器采用高壓蒸汽推動(dòng)活塞彈射飛機(jī)不同,電磁彈射器是把電能通過安培力做功轉(zhuǎn)化為艦載機(jī)動(dòng)能，從而彈射飛機(jī)的裝置,電磁彈射可精確控制推力，實(shí)現(xiàn)平滑推進(jìn)，從而延長機(jī)體使用壽命，緩解飛行員承受過載。

但是美國的電磁彈射系統(tǒng)卻還不如蒸汽彈射系統(tǒng)，起飛和降落飛機(jī)是航空母艦唯一重大價(jià)值之所在。采用電磁彈射的目的就是為了提高航母的艦載機(jī)出動(dòng)架次率，從而提升作戰(zhàn)效能。按照設(shè)計(jì)要求“福特”級(jí)航母的持續(xù)出動(dòng)率為160架次/晝夜(連續(xù)30天，艦載機(jī)每天出動(dòng)12小時(shí))，高強(qiáng)度出動(dòng)率可達(dá)270架次/晝夜(持續(xù)4天，艦載機(jī)每天24小時(shí)連續(xù)出動(dòng))，遠(yuǎn)高于“尼米茲”級(jí)+，再加上未來配備F-35C隱形戰(zhàn)斗機(jī)+，據(jù)稱2艘“福特”級(jí)的戰(zhàn)斗力將相當(dāng)于3艘“尼米茲”級(jí)。

但是根據(jù)美國國防部作戰(zhàn)試驗(yàn)與鑒定局2021年的年度報(bào)告。首先就是故障率高，在8157次彈射中，平均無故障周期（MCBOMF）是272次，也就說平均每彈射272次就會(huì)出現(xiàn)一次故障，而福特級(jí)航母電磁彈射設(shè)計(jì)之初的故障概率是1/4000，從2010年起成功彈射F/A-18E開始到2018年，總共進(jìn)行了700多次戰(zhàn)斗機(jī)的正式彈射，遭遇了10次嚴(yán)重故障，其他問題導(dǎo)致的航母趴窩時(shí)有發(fā)生。

除此之外，雙波段雷，無故障運(yùn)行時(shí)間102個(gè)小時(shí)，也是低于設(shè)計(jì)要求的339個(gè)小時(shí)。截至2021年4月，福特航母服役五年總共彈射8100余次，平均每天不到5次。

而且更頭疼的是，福特號(hào)航母至今無法彈射F35C，從而沒有辦法形成完整作戰(zhàn)力，歸根結(jié)底，還是因?yàn)槊绹捎玫氖侵袎航涣骷夹g(shù)，在航空母艦等大型艦船上，既有燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，又有柴油發(fā)電機(jī)組，二者的工作頻率是不相同的。這在交流電網(wǎng)中是個(gè)大問題，將導(dǎo)致并聯(lián)十分困難，即使并聯(lián)成功，由于不同交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電很難做到精準(zhǔn)同步，也很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定、故障率很高、維修困難。目前，美國故障頻繁的電磁彈射系統(tǒng)已迫使"肯尼迪"號(hào)航母多次推遲交付，五角大樓甚至重啟蒸汽彈射器研究。

而中國的就不一樣了，中國是中壓直流，采用直流電發(fā)電系統(tǒng)后，可以把產(chǎn)生的直流電統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成交流電(原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電經(jīng)過升壓然后整流變成直流高壓，輸送到接受端時(shí)再逆變成交流電)，這就很好地解決了上述問題。也就是說在首流電網(wǎng)中，調(diào)速性能、容量、頻率差異大的不同類型發(fā)電機(jī)細(xì)也可以并聯(lián)并穩(wěn)定運(yùn)行，這對(duì)干整套“綜合電力系統(tǒng)”的意義無疑是非常重大的。

除此之外，電磁彈射用脈沖電源需要瞬時(shí)給直線電動(dòng)機(jī)提供用于適應(yīng)驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)要求和時(shí)序的能量，需具備提供穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)電流的能力，具有高功率、大電流連續(xù)脈沖輸出能力，脈寬毫秒至秒量級(jí).脈沖電源主要技術(shù)包括高能量密度長壽命脈沖電容儲(chǔ)能技術(shù)、高能量密度慣性儲(chǔ)能技術(shù)(飛輪儲(chǔ)能)、混合儲(chǔ)能技術(shù)3種。

美國采用的是飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，電能驅(qū)動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)存能量，將電能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部分的動(dòng)能。美國的設(shè)計(jì)是這樣的，是先用船上電網(wǎng)給交流發(fā)電機(jī)加速，當(dāng)需要彈射的時(shí)候呢，停止供電，讓這交流發(fā)電機(jī)開始開始發(fā)電，用這幾臺(tái)交流發(fā)電機(jī)發(fā)的電，去帶動(dòng)直線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

整套機(jī)械能儲(chǔ)能的交流發(fā)電機(jī)非常復(fù)雜，也非常不可靠。而且整個(gè)過程還有巨大能量損失問題。

為此，美國給每套彈射器配了3個(gè)儲(chǔ)能交流電機(jī)。理論上來說，是一個(gè)壞了，其他兩個(gè)都可以繼續(xù)工作，但現(xiàn)實(shí)就是一個(gè)壞了其他都不可以工作，這就是整個(gè)設(shè)計(jì)過于復(fù)雜冗余的原因，這也讓整套設(shè)備的故障率變得更高。

而中國則采用的是電容儲(chǔ)能方式，它是利用電極 / 電解液界面電荷分離所形成的雙電層，或借助電極表面快速的電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的法拉第“準(zhǔn)電容”來實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存 的儲(chǔ)能裝置，其能量密度 和比功率都高于一般儲(chǔ)能裝置，工作溫度范圍長、使用 壽命長且無污染。這樣電容放電放出來的是直流電，而中國采用的是中壓直流方案，一步到位，沒有中間商賺差價(jià)，簡(jiǎn)單高效。

總之，采用中壓直流電網(wǎng)方案可以有效地解決中壓交流電網(wǎng)所面臨的諸多問題，大幅提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性。

因此，早在2017年馬偉明院士接受采訪時(shí)就曾說過:

“美國目前是中壓交流，還處于第一代水平，差我們一代。(他們目前)才開始做預(yù)研中壓直流，要趕上我們是十幾年以后的事情。(一項(xiàng)技術(shù))領(lǐng)先不領(lǐng)先，先進(jìn)不先進(jìn)不是自己說的，需要世界同行評(píng)價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)是客觀存在的。”

可以說，得益于中壓直流綜合電力系統(tǒng)，中國的電磁彈射系統(tǒng)的性能才是真正實(shí)現(xiàn)了美國的ppt，在殲35服役以后，2艘中國電磁彈射航母的戰(zhàn)斗力將相當(dāng)于3艘“尼米茲”級(jí)。而得益于中國的超遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈，以及全球最強(qiáng)的反隱身艦載預(yù)警機(jī)，再加上全球最強(qiáng)的艦載電子戰(zhàn)飛機(jī)殲15D。

我們的電磁彈射航母的實(shí)際作戰(zhàn)力還要更加強(qiáng)，可以說是妥妥的全球第一。