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《科普课堂》:航母上的电磁弹射技术
王姐:小美你在这看啥看得这么认真啊
小美:你看这视频里福建舰的舰载机起飞好酷啊,但是一架舰载机动则几十吨,是怎么瞬间从甲板上飞出去的呢?
高主任:很神奇对吧,尾板一竖,仅需三秒,二三十吨的舰载机就从时速0飙到360公里一弹上天,这就是航母的核心黑科技技术——电磁弹射。但它的原理非常简单,两根平行导轨外加一个牵引器,通电后就秒变强磁场,产生的巨大磁力瞬间就能把飞机弹出去。而且只要改变电流强弱,就能精准控制推力大小。
老刘:没想到核心技术倒是挺简单的
高主任:说起来简单,真正实践起来,却比登天还难。电磁弹射系统技术门槛非常高,因为舰载机重量有的高达几十吨,要想在百里内瞬间提速,弹射器的瞬间功率必须得几万千瓦才行,要知道普通电池才几百瓦。目前全球除美国外,只有中国还具备完整的研发和制造能力。
小美:要怎么才能做到瞬间功率达到这么大呢?
高主任:这就不得不提到它的弹射系统了,电磁弹射系统主要包括直线电机、储能系统、控制系统和电力电子系统等。其中,储能系统是在一定时间内从航母配电系统中获取并储存足够能量,然后再在极短时间内释放。电力电子系统是用来控制脉冲放电,从而控制直线电机。控制系统对各种信息进行综合处理,保证各个装置正常运行。这些装置系统一起配合运行,达到最佳的弹射效果。
老刘:那没有电子弹射技术之前是怎么发射的?
高主任:原先用的是蒸汽弹射,但是电磁弹射的优势远远高出蒸汽弹射,首先是能量幅度高出20%,能够以更快速度起飞重型飞机,同时还能够弹射较小、较轻的航空飞行器(如无人机),而且电磁弹射舰载机出动效率更高,性能更加稳定、飞机离舰速度变化范围更小。另外,相比蒸汽弹射系统,电磁弹射系统的重量明显减轻,体积更小,减少了对舰上大量液压油、淡水和蒸汽等辅助设备的需求,增加了航母设计灵活性。
王姐:不得不说,咱们国家的科技技术发展真迅猛啊!