電磁彈射有多牛？小飛機(jī)也能上航母

中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)常規(guī)動(dòng)力電磁彈射航空母艦“福建”號(hào)于2025年11月5日在海南三亞軍港授旗入列服役，加入中國(guó)人民解放軍海軍戰(zhàn)斗序列，成為世界上第一艘搭載電磁彈射裝置的常規(guī)動(dòng)力航空母艦，關(guān)于電磁彈射這一新銳高科技設(shè)備，你又知道多少關(guān)于它的奧秘呢？

實(shí)際上，不管是中國(guó)“福建”號(hào)航母的電磁彈射系統(tǒng)，還是美國(guó)“尼米茲”號(hào)航母的蒸汽彈射系統(tǒng)，本質(zhì)上可以看作一副大號(hào)的“彈弓”，就和各位小朋友玩的橡皮筋彈弓一樣，其原理是利用橡皮筋用手向后拉動(dòng)所產(chǎn)生的彈力，將手中的石子兒發(fā)射出去。航空母艦上的飛機(jī)也是采用同樣的原理，比如，蒸汽彈射系統(tǒng)主要構(gòu)件組成有：彈射器，蒸汽管道，蒸汽儲(chǔ)存裝置以及彈射軌道和彈射啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)航空母艦上的飛機(jī)滑入彈射軌道并利用掛鉤勾住飛機(jī)前輪以后，蒸汽儲(chǔ)存裝置內(nèi)所填滿(mǎn)的高壓蒸汽開(kāi)始在彈射開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后，沿著彈射管道開(kāi)始推動(dòng)彈射器“拽”著飛機(jī)向前滑動(dòng)，由于蒸汽釋放產(chǎn)生的極高壓力經(jīng)過(guò)彈射器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換以后，形成了巨大推力，就可以將航母甲板上沿著彈射軌道滑跑的飛機(jī)在極短時(shí)間內(nèi)加速到每小時(shí)幾百公里的起飛速度，實(shí)現(xiàn)了離艦升空的目標(biāo)。因此，我們可以簡(jiǎn)單的將飛機(jī)看作是彈弓上的石子兒，橡皮筋看作是蒸汽管道，而人的手臂看作是彈射器，石子兒所對(duì)準(zhǔn)的方向是彈射軌道，“咻”的一身，隨著手臂的發(fā)力和松開(kāi)，石頭子兒也就被彈射了出去。但是，蒸汽彈射裝置也是自身的缺點(diǎn)和不足的，首先，它的彈力大小是無(wú)法控制的，因此，在采用蒸汽彈射裝置的航空母艦上，如美國(guó)老舊的“尼米茲”級(jí)航空母艦上是無(wú)法部署和彈射小飛機(jī)的，因?yàn)檫@些小飛機(jī)往往只有幾噸重，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度脆弱，如果強(qiáng)行彈射出去，恐怕還沒(méi)到跑道盡頭，就已經(jīng)被彈射所產(chǎn)生的巨大力量撕裂成碎片；電磁彈射系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢(shì)就在這里，因?yàn)殡姶艔椛涞幕驹?，是利用電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，如果有物體在磁場(chǎng)中做出垂直于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)變化，那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)施加在物體上推動(dòng)向前的力，又稱(chēng)電磁感應(yīng)原理。而這個(gè)力是可以通過(guò)調(diào)整電流的大小進(jìn)而改變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小最終改變大小的。這就為小型飛機(jī)在航母上的的部署與運(yùn)轉(zhuǎn)提供了基本技術(shù)支持。

有小朋友可能會(huì)問(wèn)，飛機(jī)不應(yīng)該越大越強(qiáng)嗎？沒(méi)錯(cuò)，確實(shí)如此，但在航空母艦上，并不是任何時(shí)候都需要重達(dá)數(shù)十噸重的大家伙上陣的，因?yàn)?，不同的任?wù)需要的是不同大小種類(lèi)的飛機(jī)去執(zhí)行完成，如果執(zhí)行搜索任務(wù)，并不需要出動(dòng)火力兇猛，攜帶多種類(lèi)型導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗機(jī)起飛完成，這種任務(wù)只需要一架攜帶有照相機(jī)的小型無(wú)人機(jī)就可以完成，不僅所花費(fèi)的錢(qián)較少，而且小型無(wú)人機(jī)可以大量部署在航空母艦甲板上或者機(jī)庫(kù)內(nèi)，即便發(fā)生事故墜毀，也不需要人員組織營(yíng)救落水飛行員，這對(duì)航空母艦上寶貴的人力資源是一種極大的效率提升。另一方面來(lái)說(shuō)，蒸汽彈射裝置必須要有足夠多的高壓蒸汽才可以實(shí)施彈射，而高壓蒸汽來(lái)自于航空母艦上的鍋爐，鍋爐內(nèi)放置有經(jīng)過(guò)淡化處理的海水。其原理類(lèi)似于家里的“燒開(kāi)水”，當(dāng)溫度達(dá)到100度以后，水沸騰所產(chǎn)生的蒸汽將會(huì)被收集起來(lái)，儲(chǔ)存在蒸汽罐內(nèi)，當(dāng)需要試試彈射行為時(shí)，高壓蒸汽就會(huì)被釋放出來(lái)，這也就是為什么我們會(huì)看到在美國(guó)蒸汽彈射航母上，飛機(jī)起飛以后，在甲板上的彈射軌道會(huì)留下一道白色蒸汽軌跡。長(zhǎng)此以往的蒸汽收集——傳輸——釋放循環(huán)過(guò)程中，甲板下方的蒸汽管道內(nèi)部將會(huì)積累各種污垢，如同家用自來(lái)水管道長(zhǎng)期使用所產(chǎn)生的管道腐蝕。這將極大的影響的航母的正常彈射活動(dòng)，因?yàn)楦鞣N污垢將會(huì)堵塞管道，使蒸汽無(wú)法正常釋放與傳遞，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)管道爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。電磁彈射裝置的另外一點(diǎn)巨大優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了，它沒(méi)有復(fù)雜的蒸汽管道，僅僅采用了一個(gè)電磁能量存儲(chǔ)裝置，好比電池，只要按下彈射開(kāi)關(guān)，所釋放產(chǎn)生的電磁能量將直接作用于彈射軌道上，帶動(dòng)飛機(jī)向前推動(dòng)。這樣一來(lái)，不僅省去了復(fù)雜的蒸汽管道，而且節(jié)約了巨大的人力，物力與財(cái)力去維護(hù)，將剩余的空間用來(lái)攜帶更多的燃油與飛機(jī)，一石二鳥(niǎo)，兩全其美。

此前，在媒體的報(bào)道上，中國(guó)相關(guān)軍事研究機(jī)構(gòu)一直在對(duì)蒸汽彈射裝置與電磁彈射裝置的性能做著對(duì)比實(shí)驗(yàn)，衛(wèi)星圖片上顯示在中國(guó)某處實(shí)驗(yàn)基地內(nèi)，赫然出現(xiàn)“一長(zhǎng)一短”兩條軌道，一旁停放著一架殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī)用于彈射測(cè)試。時(shí)至今日，中國(guó)“福建”號(hào)航母的入列服役正式宣告了兩者研究成果，電磁彈射系統(tǒng)也成為了中國(guó)航母領(lǐng)先世界技術(shù)標(biāo)志，看完了今天科普，你喜歡上了電磁彈射器了嗎？