“福建”艦彈射了個“紅色小車”入海，電磁彈完航母就要海試了 ？_風聞

​電磁彈射小車測試

　　據央視網報道，有視頻顯示，003號航母“福建”艦前方的水面上激起了大水花，據説在此之前還看到了一個紅色的方形物體從甲板上飛出，墜落於水中。

▲央視網報道

▲福建艦將一小車彈射入水激起浪花

▲福建艦上的神秘紅色小車

　　**結合國內外航母的建造流程，這是“福建”艦正在對電磁彈射器進行“靜載”（dead load）彈射試驗，**是一艘有彈射裝置的航母在交付前、大修後都要進行的必要試驗。

▲ “福特” 號航母“打水漂”

　　所謂的 “靜載” 彈射是針對彈射裝置而言的，即所彈射的載荷是靜止的、無動力的，而艦載機在彈射時，除了彈射裝置給予的加速度外，自身的發動機也給予了很大的推力。

　　即然不需要載荷有動力，“靜載” 彈射試驗所使用的“彈射小車”實際上就是個裝有四個輪子的大鐵塊，只能在電磁彈射器的作用下向前加速，通常還會刷上醒目的紅色油漆。

▲“布什”號航母上的彈射小車

　　彈射小車雖然就是個大鐵塊，但是它是艦載機上艦試飛前對電磁彈射器的最後一道檢驗工序，也是航母進行海試前的最後幾項主要工作。

▲第一視角感受下電磁彈射

　　相比於蒸汽彈射器，電磁彈射器的優勢就是具有閉環反饋和更加靈活的推力操控，不僅可以發射更重的艦載戰鬥機，也可以用於發射更輕的艦載無人機，而且推力更加線性，對艦載機的損傷更小。

　　所以，為了保證電磁彈射器對不同重量的飛行器，都能保證在跑道內加速到起飛速度，彈射小車的重量是可以改變的，可以在其內部增加或者減少配重。

▲30多噸重的小車落入水中激起水花

　　對不同重量的彈射小車進行電磁彈射，並不只是保證把彈射小車順利彈入水中就可以了，而是要檢測彈射小車是否在預定距離上達到了預定速度。

　　最終要得到的是艦載機重量、電磁彈射器線性變化的推力、加速距離、加速時間之間的匹配關係，建立起一個數學模型，以便後期應對更加複雜的起飛條件，比如風向、風力、航速，等等。

　　而這也是電磁彈射器除了準備時間短、維護成本低、佔用空間小外，相對蒸汽彈射器的一大重要優勢：閉環操控、操作自由度高、適應性好。

▲電磁彈射和蒸汽彈射的原理區別

　　在彈射小車的前方，安裝有一段固定於車頭兩側的鋼索，試驗開始時將其套在電磁彈射裝置的牽引器上，並操作牽引器拉緊鋼索；

▲彈射小車通過鋼索和牽引器連接

　　彈射小車的後方，則通過鈎鎖與甲板固定，在電磁彈射器達到一定推力前，鈎鎖用於固定彈射小車，一旦彈射操作官按下彈射按鈕，鈎鎖當即解開，彈射小車在牽引器的拉動下向前加速。

▲釋放鈎鎖，小車彈射而出

　　最終，彈射小車在3秒左右的時間內飛出甲板，在空中做了一會兒平拋運動後墜入水中，有時候速度太快，彈射小車還會在水面上打出幾個水漂。

　　彈射小車落水以後，還可以再打撈起來，吊上甲板再次進行彈射，而且本來就是個大鐵塊，即便重重砸在水面上也摔不壞，頂多脱落幾個輪胎，再裝上去就是。

▲打撈起來再彈一次

　　所以，“靜載” 彈射試驗主要就是三個目的。

　　一是安全，電磁彈射器是一個技術含量極高的工程體，即便是美軍已經建成的福特號，美國海軍依然認為福特號上的電磁彈射器還未達到可靠性目標，所以不可能上來就讓飛行員駕駛艦載機上去試飛。

　　二是成本，對於電磁彈射器而言，試驗中要獲取的數據只有艦載機離開甲板前的這一段，只要彈射速度達標，至於是否能真的起飛，那是飛行員的事情，所以也沒有必要設計個等比例的艦載機模型進行試驗，一個彈射小車就夠了，不僅能重複利用，摔壞了也不心疼。

▲遠處的打撈船早已準備就緒

　　三是高效，“靜載” 彈射試驗通常要進行上千次，使用彈射小車更便於改變配重，以及安裝一些基本的探測儀器。

　　本月內，曾有國外的衞星拍到 “福建” 艦在港池內移動了一段距離，一些拖船也改變了位置，當時有網友認為是 “福建” 艦即將進行海試的徵兆，但其實就是為 “靜載” 彈射試驗騰地方罷了。

　　雖説“靜載”彈射試驗結束後，通常就要進行海試了，但是這個時間也不會短，美國在2015年6月，在紐波特紐斯造船廠附近的詹姆斯河對 “福特” 號進行了“靜載”彈射試驗，但是直到2017年才開始海試。

▲福特號前往紐波特紐斯造船廠的路上

　　這其中，不排除“福特”號的電磁彈射器存在一些技術問題，因為在當時的第一次公開試驗中，“福特”號的電磁彈射器就出現了故障，操作官按下按鈕後，並沒有成功啓動電磁彈射器。

　　後來，美海軍表示那只是組件間的通信出現了問題，只是一些“小挫折”，很快就重新組織了試驗，但五角大樓在2020年評估後，認為“福特”號上的電磁彈射系統“經常發生故障且不可靠”，美海軍則預計在2030年代之前，都無法達到可靠性目標。

▲“福特” 級航母的電磁彈射器

　　我們“福建”艦的電磁彈射系統設計和“福特”號不一樣，技術上也有後發優勢，時間可能不用花那麼久，但至於“福建”艦何時可以開始海試，咱還是靜等官宣吧，急也急不來。

　　其實這次進行的“靜載”彈射試驗，肯定不是“福建”艦電磁彈射系統的第一個試驗項目，因為在“靜載”彈射試驗之前，還要進行至少上千次的“空載”彈射試驗，即不加任何載荷進行彈射。

　　而在艦上“空載”、“靜載”彈射試驗之前，還會在路基試驗場進行相同的“空載”、“靜載”彈射試驗。

　　比如在2014年，美國海軍就已經在位於新澤西州麥奎爾-迪克斯-萊克赫斯特聯合基地的海軍航空系統司令部，進行了和“福特”號上電磁彈射系統相同的路基電磁彈射試驗，用的彈射小車都是一模一樣的。

▲美海軍路基電磁彈射試驗

　　不僅如此，在陸基電磁彈射試驗中，不僅有“空載”、“靜載”彈射試驗，還會有飛行員駕駛艦載機進行真正的彈射起飛，美軍在一年內就用萊克赫斯特基地的陸基電磁彈射設施測試了3400個彈射小車和452架艦載機。

　　所以，我們現在看到“福建”艦在進行“靜載”彈射試驗，説明這套電磁彈射系統已經在路基上測試過了，甚至都已經有殲-15T用過了這套電磁彈射系統，只不過保密需要，我們並沒有看到。

　　早在2017年的時候，央視新聞中特約評論員海軍少將尹卓就曾透露，殲-15T已經進行了上千次的彈射實驗，只不過當時還不知道003用的會是蒸汽彈射還是電磁彈射。

　　“福建” 艦服役後，中國將真正成為繼美國之後，全世界第二個實現艦載機電磁彈射技術的國家，但我們都知道，電磁彈射最難的地方不在於彈射，彈射不過就是控制一組組線圈分別拉動和推動牽引器向前。

▲電磁彈射的原理其實很簡單

　　電磁彈射上艦真正的難點在於它的第一個字：電

　　相比於蒸汽彈射，電磁彈射有着極高的能量利用效率優勢（蒸汽彈射的效率是5%，電磁彈射的效率能達到95%以上），但是電磁彈射會在短時間內給全艦帶來極高的電力負荷。

　　以美國“福特”級航母為例，每台電磁彈射器運作時，將在3秒左右的時間內輸出1.6億瓦的功率。

　　咱們“福建”艦有三台電磁彈射器，要也以這個功率計算的話，三台電磁彈射器同時全功率運行，相當於同時啓動3.2萬台1.5匹的空調，而這部分電力還要在45秒的時間內充能完畢。

▲“福特”號的綜合電力系統（英文機翻）

　　以前，我們認為這麼大的功率輸出，只有核動力航母可以做到，常規動力航母是無法使用電磁彈射的，但其實有一個人曾經説過：

　　“常規動力航母也能上電磁彈射，只要在儲能技術、直線電機技術、彈射控制技術、大功率轉換技術上過關，並配屬大功率燃機即可。”

　　説出這話的人就是馬偉明院士，他和他的團隊開發出的 “艦船綜合電力系統” 、 “中壓直流配電系統” 就是 “福建” 艦成功應用電磁彈射的技術支撐。

　　而且，得益於後發優勢，“福建”艦電磁彈射使用的中壓直流要比“福特”號的中壓交流更加先進、穩定可靠，這一點可以看 “福建” 艦何時通過“靜載”彈射試驗進入海試來確定，讓我們拭目以待。

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