中国航母电磁弹射器获关键突破,嫦娥4号美国网

2019-09-26 作者:关于威尼斯   |   浏览(70)

  电力,无声又无形,却蕴含着惊人能量,而且能由人类随心所欲地控制、调节,风驰电掣的高铁便是一大象征。同样具备这些优点的电磁飞机弹射器,令传统的蒸汽弹射器相形见绌,有望成为航空母舰的新宠。

  中国航母“电弹弓”紧追美国

1、有美国海军航母上的电磁弹射器的资料?图片 1

  随着中国第一艘航母服役和第二艘航母完成试航,中国航母未来可能装备的高科技武器备受世界关注。比如今年,中国人民解放军在其英文网站上曾发布的一条消息说,中国最大的造船企业正在打造安装了电磁弹射系统的新航母,而这是美国海军迄今为止最昂贵的“杰拉尔德·福特”号航母独有的特色。

  近几年来,“中国发展电磁弹射器”的说法,一直存在于坊间的传说之中,留给无数网友“不明觉厉”的印象。

  海军专家马伟明突破电磁弹射器关键技术,至今仅中美两家跻身该领域

电磁弹射器包括:电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等,但弹射器还多了强迫降温及精确控制.

  图片 2

  日前,美国一网站公布的卫星照片,曝光了中国某地的露天电磁导轨高速牵引装置。该网站称其为继美国之后世界第二条电磁弹射器地面实验设施。这一消息,足够挑战人们的常识。

  电力,无声又无形,却蕴含着惊人能量,而且能由人类随心所欲地控制、调节,风驰电掣的高铁便是一大象征。同样具备这些优点的电磁飞机弹射器,令传统的蒸汽弹射器相形见绌,有望成为航空母舰的新宠。

分别介绍如下:

  美国福特级航母的电磁弹射系统模型

  此消息在国内网络广泛发酵的同时,一篇中国工程院院士、海军工程大学教授马伟明少将在获国家科技进步奖时的获奖感言,被大面积转发。评论界普遍认为,这位国宝级的技术少将,所透露的信息是——中国电磁弹射技术研究已获成功。

  近几年来,“中国发展电磁弹射器”的说法,一直存在于坊间的传说之中,留给无数网友“不明觉厉”的印象。

1、 电源装置

  这条新闻说明,中国在电磁弹射系统是取得了重大的突破,可以将此技术应用于航母建造中。这项技术直接提升了中国航母的远洋作战能力和远海打击能力,对于中国航母来说是“质”的飞跃,成功实现弯道超车。未来中国航母战队有望入列“第一梯队”,因为通过电磁弹射系统起飞的飞机可以更快升空,而且可以装载更多的燃料和弹药,从而使它们相对于滑跃起飞的飞机而言拥有更大优势,后者在起飞时需要依靠自身的动力。

  耐人寻味的是,落后一代的蒸汽弹射,在国内的研制进度并不比电磁弹射快。

  日前,美国一网站公布的卫星照片,曝光了中国某地的露天电磁导轨高速牵引装置。该网站称其为继美国之后世界第二条电磁弹射器地面实验设施。这一消息,足够挑战人们的常识。

电磁弹射器用的是直流电源,而且在电磁弹射器工作时是负荷冲击性非常大.虽然有了储能装置,但由于要求弹射器在很短时间内起飞更多架次的飞机,所以对电磁弹射器的电源容量要求也比较大,一般容量在5~8万KVA左右(但输出电压却不高).这么大的功率的交流发电机当然不是问题,但如果是直流发电机则必须是无刷稳流直流发电机,否则滑环的强大电流会灼伤换向器.

  那么,航空母舰上的电磁弹射系统到底是什么,为什么会引发世界对中国的“侧目”?不妨科普一下:

  就连美国,电磁弹射器都尚未服役——世界上第一艘电磁弹射航母“福特”号,两个月前才下水,尚在漫长的舾装中。在此领域,中国仅落后美国“一个身位”而已。

  此消息在国内网络广泛发酵的同时,一篇中国工程院院士、海军工程大学教授马伟明少将在获国家科技进步奖时的获奖感言,被大面积转发。评论界普遍认为,这位国宝级的技术少将,所透露的信息是——中国电磁弹射技术研究已获成功。

2、 强迫储能装置

  电磁弹射系统,是一种飞机弹射器的模式。而飞机弹射器是通过一条不到百米的直线轨道上的牵引滑块,牢牢抓住飞机的前起落架,用强劲力量在短时间拉动飞机,使其迅速达到起飞速度。受到航母甲板长度有限的影响,目前来说主要的飞行弹射器有两种,分为蒸汽弹射和电磁弹射。虽然二者的原理相似,都是利用所产生的牵引力和飞机自身的推力,加快舰载机在甲板的滑跑速度。但是,电磁弹射系统的优势更为明显。

  节约能源,呵护飞机,方便好养

  耐人寻味的是,落后一代的蒸汽弹射,在国内的研制进度并不比电磁弹射快。

强迫储能装置是电磁弹射器的核心部件,它不仅缓解了发电机的压力,同时在弹射器不工作时吸收发电机的能量,使发电机几乎不受冲击性负荷的影响.强迫储能装置原理不复杂,但实施起来很麻烦.早期美国使用的强迫储能装置是这样的:用一个交流发电机给一个交流电动机供电,这其实很容易办到,但这个电动机的转子同时拖动直流发电机和一个惯性特别大的自由转子(约上百吨)一起旋转.我们知道,这么重的自由转子起动起来有一定的难度,然而这么重的自由转子运行到高速时具有非常大的动能.而在弹射器工作时,在发电机看来是接近短路的电流会产生强大的制动力阻止发电机继续运行,电动机将无能力拖动,但此时由自由转子强大的储能强制拖动直流发电机运行,从而完成冲击性负荷过程.自由转子会因此速度降低,但起动结束后电动机会在发电机没有负荷下把自由转子拖动到一定的速度,从而完成储能.但需要说明的一点是,这里的电动机既不是鼠笼式电机,也不是绕线式电机,还是转子有一家电感及线圈的电机.

  电磁弹射系统使得航母出动率显著提升,拥有强劲的作战能力。无需赘述,航母战队的核心绝对是舰载机。在战时,舰载机的出动率决定着航母的战斗力,甚至成为左右战局的关键因素。相比于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统自动化程度更高,可以放大甲板有效空间,增加机载数量;同时电磁弹射系统能够精准的控制“弹射飞机质量”和“最大弹射能量”,无论是重型舰载机还是轻型无人都可以通过电磁弹射进行无障碍起飞,这是蒸汽弹射系统所做不到的。因此,无论是从舰载机数量还是机型兼容性来说,电磁弹射系统都拥有着绝对的优秀表现力,这也直接提升了航母的作战能力。

  电磁弹射好处多多

  就连美国,电磁弹射器都尚未服役——世界上第一艘电磁弹射航母“福特”号,两个月前才下水,尚在漫长的舾装中。在此领域,中国仅落后美国“一个身位”而已。

后来,美国佬干脆用高性能电池代替,为此老美子采用了上万个高性能抗冲击负荷的电池,每个单体电池最大做功能达到5~10KW,有效时效为35S,弹射器工作时由发电机和电池同时为弹射器做功,做功后的电池因强制放电而电压降低,但弹射器工作完毕后发电机将完成对电池的充电.这里也需要说明的一点就是大家不要把这里的电池当成日常生活的铅酸电池,这里的电池内阻很低,有很强的抗冲击能力及快速复充电能力.

  电磁弹射系统高能效率及良好环境适应性,更符合未来航母发展方向。对于常规动力航母来说,能源效率直接关系着航母能源的消耗及维护费用。有数据显示,现役的蒸汽弹射器能量转化效率只有5%,而电磁弹射器能量转化率高达60%,可以调节弹射牵引器的速度和功率,以适应各种飞机,灵活性非常强。并且,相比于蒸汽弹射器由于蒸汽原因受寒冷季节和地域的影响,会使弹射器效率进一步下降,甚至会有蒸汽在甲板凝结等问题,电磁弹射系统无需这等忧虑,甚至低温反而使得电磁弹射器效率提高。电磁弹射系统的高能效率及良好环境适应能力,更符合航母作战需求,是未来航母的发展方向。

  如何用电的力量,将舰载战机送上蓝天?《现代舰船》杂志执行主编崔轶亮向记者解释了电磁弹射的基本原理——

  节约能源,呵护飞机,方便好养

但目前美国佬使用的强迫储能装置都不是以上两种.

  目前来说,世界上只有美国、中国、英国和俄罗斯开展电磁弹射器研究,而建造1:1全尺寸大型电磁弹射器地面试验设施的国家仅有中美两国。继美国最新下水的“福特”号航母首先装备,中国此次展示出来的首艘国产电磁弹射航母为第二个进入世界“眼球”的超强航母,这也彰显了中国的整体科技实力,相信未来中国海军会出现“质”的飞跃。

  “通电导体在磁场中会受到磁场力的作用,用强电流通过电磁铁产生强磁场作用于牵引器,牵引器位于磁场中的部分通强电流,磁场力就会带动牵引器,牵引飞机向前加速,达到起飞速度。”

  电磁弹射好处多多

3、 导轨

  出品:科普中国军事科技前沿

  而蒸汽弹射器,则是以航母蒸汽轮机发出的高温高压蒸汽,推动气缸中的活塞,从而牵引舰载机起飞。

  如何用电的力量,将舰载战机送上蓝天?《现代舰船》杂志执行主编崔轶亮向记者解释了电磁弹射的基本原理——

电磁弹射器的导轨与电磁轨道炮的差异很大,也比其复杂的多.

  作者:文风(资深科技媒体人)

  从电影、纪录片和新闻视频中,经常能看到美军现役航母在弹射飞机时,轨道上总是烟雾弥漫。“因为一次弹射要消耗600多公斤蒸汽,每次弹射完都有大量蒸汽被排出,能量浪费很厉害。”

  “通电导体在磁场中会受到磁场力的作用,用强电流通过电磁铁产生强磁场作用于牵引器,牵引器位于磁场中的部分通强电流,磁场力就会带动牵引器,牵引飞机向前加速,达到起飞速度。”

电磁弹射器的导轨共有4个,分别为上部2个,下部2个.但每跟导轨都非常长(200米以上),安装在起飞甲板的下面.并且每跟导轨内部均有超导体与其熔接,中间是高压冷却油,其冷却油在进入导轨前的温度低于-40℃,而从导轨出口的温度低于-30℃.不仅如此,导轨与飞机牵引杆的接触面至导轨中心还有很多特细的小孔,所以其冷却油不仅仅是为超导体降温,还有润滑的作用,而且会使飞机牵引杆在运行时降温.

  监制:光明网科普事业部

  崔轶亮告诉记者,美军蒸汽弹射器的效率低得惊人——仅有4%~6%。“好歹美国航母是用核动力,可以如此挥霍,常规动力航母这样浪费燃油,续航能力会大打折扣。”

  而蒸汽弹射器,则是以航母蒸汽轮机发出的高温高压蒸汽,推动气缸中的活塞,从而牵引舰载机起飞。

飞机牵引杆是在飞机前轮下与飞机前轮连为一体的装置,可收缩并放置在飞机的腹腔内.其中间也为超导体,但无油冷确通道,而且与导轨连接处面积较大,均为软接触.在起飞前,飞机牵引杆伸出至上下导轨之间,飞机发动机起动并开如运行,但约一秒钟时弹射器通电,强大的电流从导轨经飞机牵引杆后再流回另一对导轨并形成回路,牵引杆在强大的电磁力下被推动运行到高速(未到起飞速度,但只差一点)后电流被强制截止,牵引杆将不再受力,但在飞机发动机的推力下达到起飞速度.为什么未达到起飞速度就断电呢?是因为由于飞机牵引杆与飞机连为一体,如果这时继续通电的话,飞机起飞时将把飞机牵引杆拉出,断电时会产生强大的电弧灼伤飞机牵引杆.

  相形之下,电磁弹射器的效率达到了60%左右,为航母节省了大量能源。同时,电磁弹射系统还有容积小、重量轻等好处,而且没有了检修那密如蛛网的高温高压蒸汽管道的噩梦。

  从电影、纪录片和新闻视频中,经常能看到美军现役航母在弹射飞机时,轨道上总是烟雾弥漫。“因为一次弹射要消耗600多公斤蒸汽,每次弹射完都有大量蒸汽被排出,能量浪费很厉害。”

4、 脉冲发生器

  “由于功率可根据弹射飞机的尺寸重量进行灵活调节,电磁弹射器可用于弹射各种有人飞机或无人飞机。因为弹射力非常稳定,大大减轻了弹射对飞机结构的冲击,可使舰载机的机体寿命延长31%。”

  崔轶亮告诉记者,美军蒸汽弹射器的效率低得惊人——仅有4%~6%。“好歹美国航母是用核动力,可以如此挥霍,常规动力航母这样浪费燃油,续航能力会大打折扣。”

以上过程实际上是脉冲发生器完成的.蒸汽弹射器为使发动机与弹射器同步运行(缩短起飞距离),用一根钢棍先挡住飞机运行,由于飞机发动机推力无法推断钢棍,但与弹射器合力却可推断钢棍,从而使飞机在弹射器与发动机合力下起飞.但电磁弹射器却无需钢棍挡住,在飞机起飞时电磁弹射器同步通电,但电流是逐渐增加起来,而且在起飞末段将电流截

  强迫储能,慢慢储电,疯狂放电

  相形之下,电磁弹射器的效率达到了60%左右,为航母节省了大量能源。同时,电磁弹射系统还有容积小、重量轻等好处,而且没有了检修那密如蛛网的高温高压蒸汽管道的噩梦。

2、蒸汽弹射器为什么只有美国能造 图片 3

  突破电磁弹射关键技术绝非易事

  “由于功率可根据弹射飞机的尺寸重量进行灵活调节,电磁弹射器可用于弹射各种有人飞机或无人飞机。因为弹射力非常稳定,大大减轻了弹射对飞机结构的冲击,可使舰载机的机体寿命延长31%。”

我都不知道那个推荐答案 小编是怎么想的?苏联研究了几十年都没掌握蒸汽弹射 中国早就有了 牙都笑掉了 中国连航母飞机起降都不会 首先是弹射器的材料要求 因为海水腐蚀性强 飞机弹射过程中 产生高温 推射过程中巨大的压力 一般材料根本达不到 既要防腐蚀 耐高温 又要抗压 另外弹射需要巨大能量 非核动力航母根本不可能 航母弹射一次需要几顿淡水 需要将海水转化为淡水 常规动力航母不可能有那么大能量转化出那么多淡水 另外弹射器的汽缸要求密封性极高 他的汽缸不是焊接的 要求几乎一点缝都没有 弹射器的理论很简单 主要难再材料科学 和制造工艺 和原子弹一样 理论谁都会 真正早起来就难了

  据悉,目前世界上已开展研制电磁弹射器的国家仅有美国、英国、前苏联和中国。建造1:1全尺寸大型电磁弹射器地面试验设施,仅有美中两国。

  强迫储能,慢慢储电,疯狂放电

3、电磁弹射器与蒸汽弹射器哪个难度高?图片 4

  从美国网站公布的卫星照片推测,该试验装置总长大约为120至150米,其中电磁轨道估计长80米左右。

  突破电磁弹射关键技术绝非易事

用科技树来比喻,电磁弹射和蒸汽弹射是两条科技树.美帝先点了蒸汽弹射,上世纪六十年代就搞出来了.后来觉得蒸汽弹射潜力不那么大,又重新点了电磁弹射的科技树.比蒸汽弹射,中国比美国落后几十年,反正中国两条科技树都没点,将来又有可能是以电磁弹射为主,索性一上来就点电磁弹射科技树得了.从行业来讲,电磁弹射的相关行业要比蒸汽弹射相关行业技术水平高很多.

  超级大本营军事网站主编李小健认为,能建造这样大规模的实验设施,证明中国已全面验证和掌握了大型直线感应电机、高强度强迫储能装置以及高性能脉冲发生器等电磁弹射器的关键技术。

  据悉,目前世界上已开展研制电磁弹射器的国家仅有美国、英国、前苏联和中国。建造1:1全尺寸大型电磁弹射器地面试验设施,仅有美中两国。

4、相关参考蒸汽

  “大型直线感应电动机、盘式交流发电机、大功率电力控制设备等,技术要求不算很高。”李小健透露,技术上的头号瓶颈,在于高强度强迫储能装置。

  从美国网站公布的卫星照片推测,该试验装置总长大约为120至150米,其中电磁轨道估计长80米左右。

蒸汽也称为水蒸气,当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子,蒸汽由此形成。根据压力和温度对各种蒸汽的影响,蒸汽分为饱和蒸汽、过热蒸汽。蒸汽主要用途有加热、加湿、产生动力、作为驱动等。

  电磁弹射,要在短时间内释放出巨大能量,远远超出了航母发电机的最大瞬间功率。强迫储能装置的作用,就是平时慢慢储能,弹射时把巨大功率在几秒钟内释放出来。这与高铁机车这样的恒功率设备完全不同。

  超级大本营军事网站主编李小健认为,能建造这样大规模的实验设施,证明中国已全面验证和掌握了大型直线感应电机、高强度强迫储能装置以及高性能脉冲发生器等电磁弹射器的关键技术。

电磁

  “蒸汽弹射器有储汽罐,可以把锅炉的蒸汽能量储存起来。”李小健解释道,“电磁弹射难就难在,电能不像蒸汽,不适合大容量储存。”

  “大型直线感应电动机、盘式交流发电机、大功率电力控制设备等,技术要求不算很高。”李小健透露,技术上的头号瓶颈,在于高强度强迫储能装置。

电磁,物理概念之一,是物质所表现的电性和磁性的统称。如电磁感应、电磁波等等。电磁是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动,形成磁场,因此所有的电磁现象都离不开电场。电磁学是研究电场和磁场的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。

  值得注意的是,研发电磁弹射器的美国通用原子公司,对强迫储能装置只字不提,可见其技术的高度机密性非同一般,想突破决非易事。

  电磁弹射,要在短时间内释放出巨大能量,远远超出了航母发电机的最大瞬间功率。强迫储能装置的作用,就是平时慢慢储能,弹射时把巨大功率在几秒钟内释放出来。这与高铁机车这样的恒功率设备完全不同。

  从这个角度看,中国电磁弹射系统研制成功的价值,着实非同一般。

  “蒸汽弹射器有储汽罐,可以把锅炉的蒸汽能量储存起来。”李小健解释道,“电磁弹射难就难在,电能不像蒸汽,不适合大容量储存。”

 

  值得注意的是,研发电磁弹射器的美国通用原子公司,对强迫储能装置只字不提,可见其技术的高度机密性非同一般,想突破决非易事。

  从这个角度看,中国电磁弹射系统研制成功的价值,着实非同一般。

  本报记者屠晨昕

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