中國航空母艦用電磁彈射器難在哪?
時代的不斷變化都在催促著新生的事物發(fā)展,戰(zhàn)爭中的武器也在不斷的升級,越來越多的人認(rèn)識到,僅憑過去的那種勇氣和力量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要了。而做為集高科技于一體的航母,也在發(fā)生著天翻地覆的變革,這些都表現(xiàn)在目前已接近竣工的布什號航母,現(xiàn)已定為福特級。福特級航母造價達(dá)到80億美元,是以往同樣航母造價的一倍以上,顯然,如此重金打造的航母與以往的航母將會有本質(zhì)的區(qū)別。因為這艘航母不僅使用了電磁軌道炮、激光做為防御武器,而且還使用了讓世上所有國家都羨慕的電磁彈射器。
一直以蒸汽彈射器為自大的美國佬為什么拋棄了至今連老毛子都沒有掌握的蒸汽彈射器呢,是什么迫使自己更換已經(jīng)用慣了的設(shè)備了呢?可見電磁彈射器的魅力之強(qiáng)。其實要論電磁彈射器與蒸汽彈射器相比,用現(xiàn)代的高速列車與蒸汽機(jī)相比是毫不夸張的。
首先是效率問題,現(xiàn)役的蒸汽彈射器效率只有百分之五,電磁彈射器高達(dá)百分之六十,而且沒有密如蛛網(wǎng)的高溫高壓蒸汽管道維修的噩夢,省人又省錢。在軍事開資龐大的美軍,是有一定意義的。

其次是電磁彈射實應(yīng)性更好,電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)具有不斷監(jiān)視自身的閉路系統(tǒng),連續(xù)調(diào)節(jié)速度和功率,以便適應(yīng)每種飛機(jī)機(jī)型的彈射剖面。 電磁飛機(jī)彈射器除具有較大控制靈活性之外,其重量和大小只相當(dāng)于蒸汽彈射器的一半。消除了高壓、高溫蒸汽管路和閥的迷宮將減少值勤作業(yè)和戰(zhàn)斗危險。由于使用電力電子分系統(tǒng),電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)的維修人員將少30%。 未來電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)是模塊化的,因此便于維修和改進(jìn)時不同組件和分系統(tǒng)的交換.
電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)具有更好的性能和和彈射控制范圍,適合彈射飛機(jī)的范圍很廣。它將加速飛機(jī)的重量約在4.5~45噸,彈射速度在100~370千米/小時之間,控制靈敏度靈活,這是蒸汽彈射器不能達(dá)到的。
還能任意調(diào)節(jié)彈射推力,哪怕是四噸的無人機(jī),那是蒸汽彈射機(jī)一彈就碎的輕巧飛行器——訊息戰(zhàn)的新寵,由于彈射動能配置方面的限制,輕型飛機(jī)反而更難彈射。而且不能夠彈射當(dāng)前美軍使用的無人機(jī)。而高性能無人機(jī)登上航母是肯定的,由于有人艦載機(jī)和無人機(jī)大小不一,而蒸汽彈射器又沒法調(diào)節(jié)彈射功率,而且效率太低,一次彈射一般要消耗614千克蒸汽,每次彈射結(jié)束都有大量蒸汽被排除,帶走大量能量,其效率一般在4%~6%之間。而電磁彈射系統(tǒng)的效率約為60%左右,對能量的需求大為降低。蒸汽彈射器由于功率無法精確控制,在彈射艦載機(jī)的過程中,對艦載機(jī)的推力上下波動比較大。而電磁彈射系統(tǒng)能夠?qū)椛溥^程中的力進(jìn)行精確控制,另外,蒸汽彈射器在飛機(jī)脫鉤后仍然會維持很高的汽缸壓強(qiáng),對彈射器末端造成極大的沖擊,而電磁彈射系統(tǒng)在與飛機(jī)脫鉤后作用力立刻反向,對彈射系統(tǒng)末端的沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸汽彈射器。
目前的蒸汽動力彈射器不能夠用于彈射任何現(xiàn)役無人機(jī),而這被認(rèn)為是蒸汽彈射器的最大缺陷。信息技術(shù)突破性發(fā)展以及更輕、更靈巧武器的不斷出現(xiàn),使無人機(jī)在“尼米茲”級航母退役之前就可能上艦執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)。而美國的政治領(lǐng)導(dǎo)層更希望使用無人機(jī)作戰(zhàn),以把人員傷亡、被俘的風(fēng)險降低到零。
電磁彈射器還可以延長戰(zhàn)機(jī)的壽命。電磁彈射器的功率可以根據(jù)彈射飛機(jī)的尺寸重量進(jìn)行靈活調(diào)節(jié),可用于彈射美國海軍現(xiàn)在以及未來的各種有人飛機(jī)或無人飛機(jī)。同時電磁彈射器彈射力非常穩(wěn)定,彈射過程中,其最大力與平均力的比值僅為1.05,這就大大減輕了彈射過程中飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)所受到的沖擊,有研究表明,電磁彈射器的這一性能最大可使艦載機(jī)的機(jī)體壽命延長31%。此外,與蒸汽彈射器相比,電磁彈射器的尺寸、重量可降低50%,對人力的需求將減少30%,全壽命周期費用可降低20%,作戰(zhàn)可用度可提高20%。
電磁彈射系統(tǒng)還有一個蒸汽彈射器不具備的優(yōu)點,那就是它很容易簡化為滿足短距起降飛機(jī)起飛的助跑系統(tǒng),能很好地與滑躍跑道形狀配合,可用于輕型航母或兩棲攻擊艦上,甚至能夠用在任何采用綜合電力系統(tǒng)的艦艇上。而蒸汽彈射器的汽缸必須保持直線,不可能裝在滑躍甲板上。

另外,電磁彈射系統(tǒng)構(gòu)成相對簡單。它只用直線電動機(jī)進(jìn)行彈射、制動和使往復(fù)車復(fù)位,不需要保持常備狀態(tài),在完全關(guān)閉的冷態(tài)條件下不到15分鐘內(nèi)就能達(dá)到待用狀態(tài)。實際將來經(jīng)驗成熟后時間會更短,而蒸汽彈射器要依靠大量的系統(tǒng)和分系統(tǒng),有液壓泵、蒸汽、水力剎車、蓄壓器等等,需要你不斷給彈射槽預(yù)熱,蒸汽彈射器的機(jī)械磨損嚴(yán)重,尤其是金屬密封條,每彈射一次都會與此摩擦一次,更換量大。而電磁彈射系統(tǒng)使用的電力電子元件用無接觸的瞬時電磁力,無磨損,可靠性在民用領(lǐng)域已得到檢驗,壽命都在幾萬小時,且具容錯能力。 可見,如遇緊急情況下,電磁彈射器反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于蒸汽彈射器。而且可靠性兩者根本沒法比。
還有一個是蒸汽彈射器根本無法相比的性能,那就是電磁彈射器最大彈射50噸戰(zhàn)機(jī),最大速度可達(dá)400千米/小時,因此它可以在航母無需高速行駛的情況下或無風(fēng)的情況下起飛戰(zhàn)機(jī)。而使用蒸汽彈射器的航母,一旦遇到緊爭情況,就全指望旁邊的伯克級了,所以有人說航母只適宜進(jìn)攻而不適宜防守是有一定道理的,但是采用電磁彈射將會改變這種觀念。
顯然,有了上述許多優(yōu)點,那些頑固堅持使用蒸汽彈射器的老家伙們終于軟了下來。那些老頑固派有點象中國的潛艇派(這是本人個人意見,請大家不要攻擊)。那些人認(rèn)為電磁彈射器產(chǎn)生的電磁場可能會導(dǎo)致飛機(jī)在準(zhǔn)備起飛時發(fā)生爆炸,而蒸汽動力的彈射器也被證明在超過80萬次的彈射記錄中,僅出現(xiàn)30次部件故障,而這其中只有一次導(dǎo)致一架飛機(jī)損毀的優(yōu)良性能一直堅持蒸汽彈射器的使用。所以盡管蒸汽彈射器非??煽亢桶踩?,但隨著電磁彈射的發(fā)展,取代仍是大勢所趨。
電磁彈射器有這么多優(yōu)點,發(fā)展確實是當(dāng)務(wù)之急,尤其是中國還擁有如此廣闊的海域,在沒有強(qiáng)大艦載機(jī)的保護(hù)下,僅憑幾艘戰(zhàn)艦或幾艘潛艇是根本無法勝任的。而且現(xiàn)代海戰(zhàn)中,沒有戰(zhàn)機(jī)的參與是無法想象的。那么,所謂的電磁彈射器究竟是什么東西呢?它到底難在哪呢?
其實,電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應(yīng)電動機(jī),它推動與飛機(jī)相連接的電樞。而目前電樞基本上是一個U形鋁塊,裝在定子的3個側(cè)面。 直線電機(jī)的原理并不復(fù)雜.設(shè)想把一臺旋轉(zhuǎn)運動的感應(yīng)電動機(jī)沿著半徑的方向剖開,并且展平,這就成了一臺直線感應(yīng)電動機(jī)。在直線電機(jī)中,相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的,叫初級;相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的,叫次級。初級中通以交流,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動.這時初級要做得很長,延伸到運動所需要達(dá)到的位置,而次級則不需要那么長。實際上,直線電機(jī)既可以把初級做得很長,也可以把次級做得很長;既可以初級固定、次級移動,也可以次級固定、初級移動。其實就算不象我這樣懂電氣的,了解這些應(yīng)該都是不難的。然而,電磁彈射器也決不是僅靠直線電機(jī)工作的,它總共有強(qiáng)迫儲能裝置、大功率電力控制設(shè)備、中央微機(jī)工控控制及直線感應(yīng)電機(jī)。分別介紹如下:
強(qiáng)迫儲能裝置是電磁彈射器的一個瓶頸,在國防方面一直是高度機(jī)密的。這方面有什么作用呢?其實這玩意的作用就是能平時儲能,然后把大功率能量在短時間內(nèi)釋放出來。電磁彈射器工作時間不長,但是在做功時段是個加速度做功的過程,因此不能把它當(dāng)成恒功率設(shè)備來考慮。電磁彈射系統(tǒng)的強(qiáng)迫儲能系統(tǒng)要求在45秒內(nèi)充滿所需要的能量。最大的艦載機(jī)起飛一般需要消耗的能量不會超過120兆焦,而這強(qiáng)迫儲能系統(tǒng)最大能儲存140兆焦的能量,此時充電功率為3.1兆瓦,算上損失,4兆瓦左右(實際上達(dá)不到的),四部電磁彈射系統(tǒng)同時充電,充電總功率可達(dá)16兆瓦(1兆瓦=1000KW),可見沒有強(qiáng)大的電源是無法滿足電磁彈射需求的。當(dāng)然,航母上耗電的又豈止是四部電磁彈射器,另外還有電磁軌道炮、升降機(jī)、激光(目前激光的功率都不算大)等其它用電加起來的話必須要航母總功率達(dá)60兆瓦以上,否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統(tǒng)用電的。這里大家可能有個誤區(qū),那就是認(rèn)為航母目前的功率都是幾十萬千瓦,為什么不能驅(qū)動彈射器呢?需知,這么大的功率實際上大部分用于動力,蒸汽機(jī)機(jī)直接拖動螺旋槳而不是由發(fā)電機(jī)拖動,這樣做的目的是減少能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的損失。由此可見,電磁軌道炮想在中、小型航母上恐怕短期內(nèi)并不容易。而如果沒有強(qiáng)迫儲能裝置,僅靠航母發(fā)電機(jī)直接提供是根本無法想象的。因為彈射器工作時間短,此時最大功率已經(jīng)超過航母發(fā)電機(jī)總功率了。蒸汽彈射器有一個儲汽罐,它可以把鍋爐的蒸汽能量儲存起來,而蒸汽彈射器彈射一架飛機(jī)后也至少需要近一分鐘的儲能(從鍋爐來),才能再彈射飛機(jī),讓鍋爐直接驅(qū)動蒸汽彈射器的話是無法想象的。電磁彈射器難就難在電能不象蒸汽,根本不適合大容量儲存,象儲存彈射艦載機(jī)這樣的能量更是難上加難。通用原子公司在實驗電磁彈射器時對強(qiáng)迫儲能裝置只字不提,可見其技術(shù)的高度機(jī)密性非同一般,想突破也非易事。
大功率電力控制設(shè)備,這東西從原理上來說,它就是跟變頻器差不多,工作時通過變換器將升高電壓和頻率的電流輸入直線電機(jī)。于是電磁線圈便生成一個隨電樞運動的運動電磁波,這個運動電磁波不是均速的,而加速度非常高的運動電磁波。借助這個運動電磁波,驅(qū)動彈射器的動子(實際上相當(dāng)于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子)來高速推動戰(zhàn)機(jī)起飛。而電磁線圈的電源來自大功率電力控制設(shè)備,它實際上是由特高功率的可控硅整流器組成其一次元件,它能在高達(dá)幾千伏的電壓作用下產(chǎn)生幾萬安培的電流。有人說那不就是變頻器嗎?這只回答對了一半,因為市場上的所有變頻器也不可能有這樣高的加速度,也就是說頻率的變化會有這么快。而且變頻器在頻率增加時存在電機(jī)定子線路電抗增加的因素,在這里更是嚴(yán)重。
中央微機(jī)工控控制裝置,這方面技術(shù)
一直以蒸汽彈射器為自大的美國佬為什么拋棄了至今連老毛子都沒有掌握的蒸汽彈射器呢,是什么迫使自己更換已經(jīng)用慣了的設(shè)備了呢?可見電磁彈射器的魅力之強(qiáng)。其實要論電磁彈射器與蒸汽彈射器相比,用現(xiàn)代的高速列車與蒸汽機(jī)相比是毫不夸張的。
首先是效率問題,現(xiàn)役的蒸汽彈射器效率只有百分之五,電磁彈射器高達(dá)百分之六十,而且沒有密如蛛網(wǎng)的高溫高壓蒸汽管道維修的噩夢,省人又省錢。在軍事開資龐大的美軍,是有一定意義的。

其次是電磁彈射實應(yīng)性更好,電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)具有不斷監(jiān)視自身的閉路系統(tǒng),連續(xù)調(diào)節(jié)速度和功率,以便適應(yīng)每種飛機(jī)機(jī)型的彈射剖面。 電磁飛機(jī)彈射器除具有較大控制靈活性之外,其重量和大小只相當(dāng)于蒸汽彈射器的一半。消除了高壓、高溫蒸汽管路和閥的迷宮將減少值勤作業(yè)和戰(zhàn)斗危險。由于使用電力電子分系統(tǒng),電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)的維修人員將少30%。 未來電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)是模塊化的,因此便于維修和改進(jìn)時不同組件和分系統(tǒng)的交換.
電磁飛機(jī)彈射系統(tǒng)具有更好的性能和和彈射控制范圍,適合彈射飛機(jī)的范圍很廣。它將加速飛機(jī)的重量約在4.5~45噸,彈射速度在100~370千米/小時之間,控制靈敏度靈活,這是蒸汽彈射器不能達(dá)到的。
還能任意調(diào)節(jié)彈射推力,哪怕是四噸的無人機(jī),那是蒸汽彈射機(jī)一彈就碎的輕巧飛行器——訊息戰(zhàn)的新寵,由于彈射動能配置方面的限制,輕型飛機(jī)反而更難彈射。而且不能夠彈射當(dāng)前美軍使用的無人機(jī)。而高性能無人機(jī)登上航母是肯定的,由于有人艦載機(jī)和無人機(jī)大小不一,而蒸汽彈射器又沒法調(diào)節(jié)彈射功率,而且效率太低,一次彈射一般要消耗614千克蒸汽,每次彈射結(jié)束都有大量蒸汽被排除,帶走大量能量,其效率一般在4%~6%之間。而電磁彈射系統(tǒng)的效率約為60%左右,對能量的需求大為降低。蒸汽彈射器由于功率無法精確控制,在彈射艦載機(jī)的過程中,對艦載機(jī)的推力上下波動比較大。而電磁彈射系統(tǒng)能夠?qū)椛溥^程中的力進(jìn)行精確控制,另外,蒸汽彈射器在飛機(jī)脫鉤后仍然會維持很高的汽缸壓強(qiáng),對彈射器末端造成極大的沖擊,而電磁彈射系統(tǒng)在與飛機(jī)脫鉤后作用力立刻反向,對彈射系統(tǒng)末端的沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸汽彈射器。
目前的蒸汽動力彈射器不能夠用于彈射任何現(xiàn)役無人機(jī),而這被認(rèn)為是蒸汽彈射器的最大缺陷。信息技術(shù)突破性發(fā)展以及更輕、更靈巧武器的不斷出現(xiàn),使無人機(jī)在“尼米茲”級航母退役之前就可能上艦執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)。而美國的政治領(lǐng)導(dǎo)層更希望使用無人機(jī)作戰(zhàn),以把人員傷亡、被俘的風(fēng)險降低到零。
電磁彈射器還可以延長戰(zhàn)機(jī)的壽命。電磁彈射器的功率可以根據(jù)彈射飛機(jī)的尺寸重量進(jìn)行靈活調(diào)節(jié),可用于彈射美國海軍現(xiàn)在以及未來的各種有人飛機(jī)或無人飛機(jī)。同時電磁彈射器彈射力非常穩(wěn)定,彈射過程中,其最大力與平均力的比值僅為1.05,這就大大減輕了彈射過程中飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)所受到的沖擊,有研究表明,電磁彈射器的這一性能最大可使艦載機(jī)的機(jī)體壽命延長31%。此外,與蒸汽彈射器相比,電磁彈射器的尺寸、重量可降低50%,對人力的需求將減少30%,全壽命周期費用可降低20%,作戰(zhàn)可用度可提高20%。
電磁彈射系統(tǒng)還有一個蒸汽彈射器不具備的優(yōu)點,那就是它很容易簡化為滿足短距起降飛機(jī)起飛的助跑系統(tǒng),能很好地與滑躍跑道形狀配合,可用于輕型航母或兩棲攻擊艦上,甚至能夠用在任何采用綜合電力系統(tǒng)的艦艇上。而蒸汽彈射器的汽缸必須保持直線,不可能裝在滑躍甲板上。

另外,電磁彈射系統(tǒng)構(gòu)成相對簡單。它只用直線電動機(jī)進(jìn)行彈射、制動和使往復(fù)車復(fù)位,不需要保持常備狀態(tài),在完全關(guān)閉的冷態(tài)條件下不到15分鐘內(nèi)就能達(dá)到待用狀態(tài)。實際將來經(jīng)驗成熟后時間會更短,而蒸汽彈射器要依靠大量的系統(tǒng)和分系統(tǒng),有液壓泵、蒸汽、水力剎車、蓄壓器等等,需要你不斷給彈射槽預(yù)熱,蒸汽彈射器的機(jī)械磨損嚴(yán)重,尤其是金屬密封條,每彈射一次都會與此摩擦一次,更換量大。而電磁彈射系統(tǒng)使用的電力電子元件用無接觸的瞬時電磁力,無磨損,可靠性在民用領(lǐng)域已得到檢驗,壽命都在幾萬小時,且具容錯能力。 可見,如遇緊急情況下,電磁彈射器反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于蒸汽彈射器。而且可靠性兩者根本沒法比。
還有一個是蒸汽彈射器根本無法相比的性能,那就是電磁彈射器最大彈射50噸戰(zhàn)機(jī),最大速度可達(dá)400千米/小時,因此它可以在航母無需高速行駛的情況下或無風(fēng)的情況下起飛戰(zhàn)機(jī)。而使用蒸汽彈射器的航母,一旦遇到緊爭情況,就全指望旁邊的伯克級了,所以有人說航母只適宜進(jìn)攻而不適宜防守是有一定道理的,但是采用電磁彈射將會改變這種觀念。
顯然,有了上述許多優(yōu)點,那些頑固堅持使用蒸汽彈射器的老家伙們終于軟了下來。那些老頑固派有點象中國的潛艇派(這是本人個人意見,請大家不要攻擊)。那些人認(rèn)為電磁彈射器產(chǎn)生的電磁場可能會導(dǎo)致飛機(jī)在準(zhǔn)備起飛時發(fā)生爆炸,而蒸汽動力的彈射器也被證明在超過80萬次的彈射記錄中,僅出現(xiàn)30次部件故障,而這其中只有一次導(dǎo)致一架飛機(jī)損毀的優(yōu)良性能一直堅持蒸汽彈射器的使用。所以盡管蒸汽彈射器非??煽亢桶踩?,但隨著電磁彈射的發(fā)展,取代仍是大勢所趨。
電磁彈射器有這么多優(yōu)點,發(fā)展確實是當(dāng)務(wù)之急,尤其是中國還擁有如此廣闊的海域,在沒有強(qiáng)大艦載機(jī)的保護(hù)下,僅憑幾艘戰(zhàn)艦或幾艘潛艇是根本無法勝任的。而且現(xiàn)代海戰(zhàn)中,沒有戰(zhàn)機(jī)的參與是無法想象的。那么,所謂的電磁彈射器究竟是什么東西呢?它到底難在哪呢?
其實,電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應(yīng)電動機(jī),它推動與飛機(jī)相連接的電樞。而目前電樞基本上是一個U形鋁塊,裝在定子的3個側(cè)面。 直線電機(jī)的原理并不復(fù)雜.設(shè)想把一臺旋轉(zhuǎn)運動的感應(yīng)電動機(jī)沿著半徑的方向剖開,并且展平,這就成了一臺直線感應(yīng)電動機(jī)。在直線電機(jī)中,相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的,叫初級;相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的,叫次級。初級中通以交流,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動.這時初級要做得很長,延伸到運動所需要達(dá)到的位置,而次級則不需要那么長。實際上,直線電機(jī)既可以把初級做得很長,也可以把次級做得很長;既可以初級固定、次級移動,也可以次級固定、初級移動。其實就算不象我這樣懂電氣的,了解這些應(yīng)該都是不難的。然而,電磁彈射器也決不是僅靠直線電機(jī)工作的,它總共有強(qiáng)迫儲能裝置、大功率電力控制設(shè)備、中央微機(jī)工控控制及直線感應(yīng)電機(jī)。分別介紹如下:
強(qiáng)迫儲能裝置是電磁彈射器的一個瓶頸,在國防方面一直是高度機(jī)密的。這方面有什么作用呢?其實這玩意的作用就是能平時儲能,然后把大功率能量在短時間內(nèi)釋放出來。電磁彈射器工作時間不長,但是在做功時段是個加速度做功的過程,因此不能把它當(dāng)成恒功率設(shè)備來考慮。電磁彈射系統(tǒng)的強(qiáng)迫儲能系統(tǒng)要求在45秒內(nèi)充滿所需要的能量。最大的艦載機(jī)起飛一般需要消耗的能量不會超過120兆焦,而這強(qiáng)迫儲能系統(tǒng)最大能儲存140兆焦的能量,此時充電功率為3.1兆瓦,算上損失,4兆瓦左右(實際上達(dá)不到的),四部電磁彈射系統(tǒng)同時充電,充電總功率可達(dá)16兆瓦(1兆瓦=1000KW),可見沒有強(qiáng)大的電源是無法滿足電磁彈射需求的。當(dāng)然,航母上耗電的又豈止是四部電磁彈射器,另外還有電磁軌道炮、升降機(jī)、激光(目前激光的功率都不算大)等其它用電加起來的話必須要航母總功率達(dá)60兆瓦以上,否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統(tǒng)用電的。這里大家可能有個誤區(qū),那就是認(rèn)為航母目前的功率都是幾十萬千瓦,為什么不能驅(qū)動彈射器呢?需知,這么大的功率實際上大部分用于動力,蒸汽機(jī)機(jī)直接拖動螺旋槳而不是由發(fā)電機(jī)拖動,這樣做的目的是減少能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的損失。由此可見,電磁軌道炮想在中、小型航母上恐怕短期內(nèi)并不容易。而如果沒有強(qiáng)迫儲能裝置,僅靠航母發(fā)電機(jī)直接提供是根本無法想象的。因為彈射器工作時間短,此時最大功率已經(jīng)超過航母發(fā)電機(jī)總功率了。蒸汽彈射器有一個儲汽罐,它可以把鍋爐的蒸汽能量儲存起來,而蒸汽彈射器彈射一架飛機(jī)后也至少需要近一分鐘的儲能(從鍋爐來),才能再彈射飛機(jī),讓鍋爐直接驅(qū)動蒸汽彈射器的話是無法想象的。電磁彈射器難就難在電能不象蒸汽,根本不適合大容量儲存,象儲存彈射艦載機(jī)這樣的能量更是難上加難。通用原子公司在實驗電磁彈射器時對強(qiáng)迫儲能裝置只字不提,可見其技術(shù)的高度機(jī)密性非同一般,想突破也非易事。
大功率電力控制設(shè)備,這東西從原理上來說,它就是跟變頻器差不多,工作時通過變換器將升高電壓和頻率的電流輸入直線電機(jī)。于是電磁線圈便生成一個隨電樞運動的運動電磁波,這個運動電磁波不是均速的,而加速度非常高的運動電磁波。借助這個運動電磁波,驅(qū)動彈射器的動子(實際上相當(dāng)于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子)來高速推動戰(zhàn)機(jī)起飛。而電磁線圈的電源來自大功率電力控制設(shè)備,它實際上是由特高功率的可控硅整流器組成其一次元件,它能在高達(dá)幾千伏的電壓作用下產(chǎn)生幾萬安培的電流。有人說那不就是變頻器嗎?這只回答對了一半,因為市場上的所有變頻器也不可能有這樣高的加速度,也就是說頻率的變化會有這么快。而且變頻器在頻率增加時存在電機(jī)定子線路電抗增加的因素,在這里更是嚴(yán)重。
中央微機(jī)工控控制裝置,這方面技術(shù)
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