航母蒸汽彈射和電磁彈射的工作原理有什么區別?
航空母艦上的蒸汽彈射,起飛時用一個蒸汽驅動的彈射裝置帶動飛機在兩秒鐘內達到起飛速度,目前只有美國具備生產這種蒸氣彈射器的成熟技術。
在工作原理上,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。它體積龐大,工作時要消耗大量蒸汽,功率浪費嚴重,只有約6%的蒸汽被利用,起飛一架飛機須1.5-2噸的淡水,為制造和輸送蒸汽,航母要備有海水淡化裝置、大型鍋爐和無數管線,工作維護量驚人。
美國F-14戰斗機進行蒸汽彈射
蒸汽彈射有兩種彈射方式:一種是前輪牽引式彈射,美國海軍1964年試驗成功。這種彈射方式是在艦載機的前輪支架裝上拖曳桿,前輪就直接掛在了滑塊上,彈射時由滑塊直接拉著飛機前輪加速起飛,這樣就不用甲板人員掛拖索和撿拖索了。其優點是,彈射時間縮短,飛機的方向安全性好,但艦載機的前輪要專門設計。美國海軍核動力航母都采用了這種起飛方式。
蒸汽彈射在彈射時會有大量蒸汽
另一種是拖索式彈射,顧名思義,就是用鋼質拖索牽引飛機加速起飛,這種彈射方式比較老,各方面都不如前者好,目前只有法國的“克萊蒙梭”級航母使用。拖索式彈射時,甲板人員先用鋼質拖索把飛機掛在滑塊上,再用一根索引釋放桿把其尾部與彈射器后端固定住。彈射時,猛力前沖的滑塊拉斷索引釋放桿上的定力拉斷栓,牽著飛機沿軌道迅速加速,在軌道末端把飛機加速到直起飛速度拋離甲板,拖索從飛機上脫落,滑塊返回彈射器起點準備下一次工作。
拖曳式彈射的起飛方式,注意其彈射器
電磁彈射;電磁彈射器是下一代航母艦載機彈射裝置,與傳統的蒸汽式彈射器相比,電磁彈射具有容積小、對艦上輔助系統要求低、效率高、重量輕、運行和維護費用低廉的好處。
美國海軍從1982年開始進行電磁彈射系統的技術研究,直到2004年秋天電磁彈射器進入成品測試階段,美國海軍測試后選定通用原子能公司作為生產商。
美國海軍技術網站透露,通用原子能公司的系統采用線性電磁加速電動機,已經在新澤西州赫斯特湖試驗中心完成了測試。 電磁彈射器是一個復雜的集成系統,其核心是直線彈射電動機。
這種電動機的概念類似磁懸浮列車采用的技術,與磁懸浮列車所不同的是,磁懸浮列車的運動是漂浮在空氣中,而彈射電動機帶有滾輪,帶著一個往復車沿彈射器軌道滑行。工作時,電動機得到供電,往復車在電磁力的作用下,拉著飛機沿彈射沖程加速到起飛速度。飛機脫掛后,往復車受到反向力的制動,低速回到出發的位置。
在技術方面,蒸汽彈射器和電磁彈射器之間的差別,如同老式蒸汽火車與現代磁懸浮列車之間的差別,這就決定了電磁彈射器在性能上遙遙領先。
美國海軍CVN-21級新型核動力航級,將取代現役的“尼米茲”級核動力航母,裝備4臺電磁彈射器的“福特”號航母,正是該級航母的首艦。
電磁彈射測試
中國未來也要裝備電磁彈射