作者：孫武

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　　近日，有消息稱國產殲-15艦載戰(zhàn)斗機在我國第一個航空母艦電磁彈射器試驗機上完成了彈射起飛。這一消息一經公開即被各大媒體報道，數名軍事專家認為，這意味著中國未來大甲板航母關鍵技術取得重大進步，其意義不亞于一種新型艦載機首飛。并普遍表示，電磁彈射技術是目前包括美軍在內的大國海軍持續(xù)關注和研究的先進航母艦載機彈射技術。中方一定會持續(xù)關注并研究相關技術。

　　同時，對于電磁彈射這個話題，經久以來均有這樣的聲音——電磁彈射需要消耗巨大的能量，而必須要核動力航母才可以負載。那究竟電磁彈射自身的特點是否要巨大的能量來支持呢？電磁彈射的完成，是否意味著國產核動力航母呼之欲出？核動力航母對電磁彈射技術而言究竟是“必不可少”還是“錦上添花”？

電磁彈射可以為殲-15帶來巨大的起飛動能，可提升戰(zhàn)機的戰(zhàn)備效率和制空時間

海軍司令員吳勝利（右二）和電磁彈射專家馬偉明（右一）

　　電磁彈射技術其實由來已久，未能逐步發(fā)展的原因之一，就是能耗太高。早在1945年，美國海軍就和西屋公司在夏威夷機場上一起建造了一臺電磁彈射器，它可以在178米的距離上把4噸重的飛機加速到180千米/小時。但這個能力較之當時主流的液壓彈射器還有很大的距離，并且制造時需要消耗大量的銅，使用時也需要非常強大的電能供應，因此這臺彈射器盡管非常可靠和耐用，但并沒有獲得什么發(fā)展。而隨著材料科技和動力科技的進步，電磁彈射的諸多優(yōu)勢，便一一顯現出來。

　　首先，電磁彈射可以實現加速均勻且力量可控。以美軍現役的蒸汽彈射器為例，它發(fā)射是最大推力在可以達到6g，而整個行程的平均加速度卻僅有2g多一點。換句話說，被彈射的戰(zhàn)斗攻擊機飛行員會明顯感覺到彈射器在后段往往沒有飛機自身的發(fā)動機加速得快。那是因為隨著速度和氣缸容積的增加，過熱蒸汽的膨脹絕大多數能量用于蒸汽本身的加速和推動上了，而體積增加后氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關系增加。目前的蒸汽彈射器廠度和氣缸容積幾乎達到極限，到彈射沖程的末端，蒸汽基本上只能加速活塞，對飛機的幫助不大。反觀電磁彈射，彈射器的推力啟動段沒有蒸汽那種突發(fā)爆炸性的沖擊，峰值過載從6g可以降低到3g，這不僅對飛機結構和壽命有著巨大的好處，對飛行員的身體承受能力也是一個不錯的改善。

除美海軍外，美國航空航天局（NASA）也研究過電磁彈射技術，圖為電磁軌道。

　　其次，電磁彈射在當下對能量的要求已經遠遠小于其設計之初。從原理上看，每一次電磁彈射持續(xù)時間大約不到3秒，但峰值功率高達上百兆瓦，這就需要一個儲能設備將航母電站輸出的電能儲存起來，并一瞬間釋放。也就是說，能量高低不重要，但是儲能后的瞬間釋放非常重要。而這些，是常規(guī)動力航母都可以做到的。儲能技術的難點就是需要找到能量密度很高的儲能方式，否則儲能裝置本身體積重量超標就不能滿足上艦使用的要求。電磁彈射需要精確控制彈射末速度和彈射過程中加速度，彈射控制技術的難點在于對直線電機的實時反饋控制，以及對各種信息的組網、交互與處理。從這個角度看，是否是核動力航母，對電磁彈射器來說并非“必不可少”，而是“錦上添花”。

　　隨著時代的進步，電磁技術已經日臻成熟。甚至，每個普通百姓均體驗過電磁技術——比如直線電機技術在物流傳輸、直線電梯、電磁的傳聲器材、車床加工等領域都有涉及，大功率直線電機在磁懸浮列車等軌道交通領域更是得到廣泛應用。雖然電磁彈射最近才被美軍搬上航母，但實際上研制電磁彈射的關鍵技術并不是什么高不可攀的技術。早在1996年，中國就已發(fā)布口徑90毫米的4磁體級的樣炮原型機，可以達到電能轉換50%以上，瞬間能源有成熟的20兆焦和100兆焦輸出級別的器件。同時，我國是稀土永磁體生產大國，在電磁彈射技術上取得重要突破，是科研人員日積月累的研究成果。

　　相信在未來的國產航母上，不論是常規(guī)動力航母還是核動力航母，高效、高能、高可靠度的電磁彈射一旦應用，將會大幅增加艦載機的備戰(zhàn)和制空時間，捍衛(wèi)祖國領海領空。

探秘航母電磁彈射：核動力是“必不可少”還是“錦上添花”

圖文簡介

電磁彈射自身的特點是否要巨大的能量來支持呢？電磁彈射的完成，是否意味著國產核動力航母呼之欲出？