摘要:2025年9月22日,包括央视《新闻联播》在内的多家官方媒体,于当日集中报道了“歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练”这一消息及相关视频。
福建舰三机齐射成功
欣喜之余,竟想到“恶补”这俩知识
2025年9月22日,包括央视《新闻联播》在内的多家官方媒体,于当日集中报道了“歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练”这一消息及相关视频。
官方通稿中强调首次弹射起飞和着舰训练,并非9月22日当日之“进行时”,而已是先前进行的“完成时”了。有人根据视频中舰上人员的着装判断,视频中显示的弹射起飞和着舰,应发生在2025年3月18日至2025年4月1日的海试期间。
歼-35弹射起飞前
见证福建舰“三机齐射成功”之欣喜,观福建舰“全甲板作业”之壮观,对航母舰载机弹射起飞知识的匮乏,令己倍感自己不过是个“看热闹”的门外汉。不过,“亡羊补牢,犹未为晚”。倘若能够将以下这倆问题弄清楚,也算是在知识的“恶补”中有所收获了。
一、啥叫电磁弹射?
蒸汽弹射起飞
自1910年航母雏形初现,迄今已逾115载。自1951年现代意义上的首个蒸汽弹射器问世,亦已过去74年。尽管蒸汽弹射器技术已然成熟,但其存在系统繁杂、占用空间广、能耗过高、弹射效率受限等诸多弊端。早在20世纪40年代,美国海军便开始探寻电磁弹射技术。直至2017年,首艘搭载4条电磁弹射轨道的“福特”号航母正式服役,这一里程碑事件标志着航母时代迈入了电磁弹射的新纪元。8年之后,中国的福建舰航母凭借3条电磁弹射轨道,成功跻身世界电磁弹射航母之林。
美国“福特号”航母VS中国“福建舰”航母
那么,啥叫电磁弹射呢?电磁弹射是一种利用电磁力替代传统蒸汽压力,将舰载机在短距离内加速到起飞速度的先进飞机弹射系统。电磁弹射的工作原理其实并不复杂,其依据的不过是中学物理中学到的那条“楞次定律”。电磁弹射轨道恰似“楞次定律”里两条并列平行的线圈,而位于中间、助力飞机弹射起飞的滑块则如同“楞次定律”中的那块磁铁。当强大电流瞬间通过线圈,线圈与磁铁相互作用,使整个装置宛如一台爆发力惊人的直线电动机。在巨大排斥力的推动下,飞机如离弦之箭般弹射升空。
楞次定律
原理很简单,实现极艰难。尽管中美双方在电磁弹射领域面临且需突破的关键技术均聚焦于高能储能、直线电机和智能控制这三大难题,但各自所选择的技术路径却大相径庭。
以储能技术为例,美国采用的是飞轮储能方式。具体而言,先把电能转化为飞轮的机械能,随后再将机械能转化为感应电机所需的电能。而中国则运用超级电容阵列来储存巨大的电能,并直接将其应用于弹射起飞所用的分段式永磁电机上。
再如供电系统,美国采用的是“中压交流”系统,而中国采用的却是“中压直流”系统。若把交流电比作持续来回奔涌的波浪,那么直流电就如同稳定地朝一个方向流淌的河流。中压直流技术从根本上解决了“福特”号航母频发的过载跳闸问题,实现了更高的能量控制与转换效率。这仿佛为弹射系统配备了更为精准的“油门”和更为高效的“变速箱”。
“福特”级航母电磁弹射系统
飞轮储能装置
直观地看中美两国电磁弹射系统使用效果。系统效率:中国约90%,美国60%;单次弹射能量:中国120兆焦耳,美国78兆焦耳;故障率:中国陆地测试万次无故障,美国未达到4166次的“平均无故障间隔”设计要求,实际仅能达到约2000次,影响了舰载机出动效率。孰优孰劣,一目了然。
二、弹射起飞前,安装在前起落架前后的那两根杆子是干啥的?
在“福建舰三机齐射成功”的视频中,不知您是否留意到,在舰载机弹射起飞前,忙碌的机务人员在前起落架前后,分别完成了两根杆子的连接工作。那么,这两根杆子是干啥的?它们在舰载机弹射起飞中将起到什么作用?
弹射起飞前,机务人员在前起落架前后完成两根杆子的连接工作
“前杆子”-弹射杆(Launch Bar或Catapult Bar)
弹射杆一端连接在舰载机的前起落架上,另一端与飞行甲板上弹射器滑轨中的往复滑块连接。弹射时,滑块在电磁力的驱动下高速前进,通过弹射杆将飞机拖拽加速,使飞机能够在极为有限的甲板距离内迅速达到起飞所需的速度。弹射杆并非一个临时加装的工具,而是作为前起落架结构的一部分而存在。飞行员只需在座舱内进行操作,通过液压系统,即可轻松实现弹射杆的收起与放下。值得一提的是,弹射杆的操作时机与舰载机“尾钩”恰好相反。弹射杆在飞机起飞前放出,而“尾钩”则在飞机着陆前放出,二者各司其职,共同保障着舰载机的安全起降。
弹射杆与飞行甲板上弹射器滑轨中的往复滑块连接
弹射杆的末端精心设计有一个斜面或释放机构。当滑块风驰电掣般运动至轨道尽头之际,该机构会与一个固定的释放杆产生接触与挤压。这一动作犹如一把精准的钥匙,迫使弹射杆的“钩头”部分向上翘起,进而使弹射杆与滑块顺利脱钩。此后,飞行员只需轻触电门进行操作,弹射杆便会向上收回,与飞机一同飞行。
“后杆子”-限位杆(Holdback Bar 或 Holdback Link)
与前起落架后部连接的止动杆(红色部分)
限位杆的功能与弹射杆形成鲜明对比。弹射杆宛如勇猛的先锋,在前方推动飞机弹射起飞;而限位杆则似沉稳的后卫,在后方“拉”住飞机。其作用在于,让舰载机在弹射起飞前,有足够的时间使发动机积累强大推力,从而确保飞机能够在50 - 95米的短距离内,从静止状态迅速加速至230公里/小时的起飞速度。限位杆的一端连接在舰载机前起落架或机身腹部的坚固接点上,另一端连接在甲板上的一个牵制释放装置上。当发动机达到起飞推力,且弹射器也达到预设功率前,飞机被限位杆牢牢地固定在原地不得动弹。一旦二者达标,牵制释放装置就会自动地将限位杆与飞机脱钩,飞机就像“脱缰的野马”,在发动机全功率和弹射器的双重作用下被弹射出去。
除上述功能外,限位杆还相当于飞机的“轮挡”,可防止飞行员起飞前的误操作引起的意外。早期的限位杆,已被人们形象地俗称为“狗骨”,其形状特征为中间纤细、两头粗壮。当飞机达到规定的弹射起飞状态时,止动杆中间的细部会因承受的应力而断裂,因此早期的限位杆属于一次性使用的耗材。当今航母舰载机使用均为可自动释放脱离的止动杆,即可重复使用,且止动杆的使用寿命通常可达2000次左右。
也不知这俩问题搞明白了没有?说清楚了没有?此番“恶补”是否涨知识了?
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来源:心若沉浮安之若素一点号