【科普中国军事科技】航母上的电磁弹射技术到底厉害在哪？

众所周知，航母战斗力的发挥依赖于各种舰载机，而舰载机的起飞能力和效率很大程度上决定着航母编队的作战能力。

未来航母的“标配”

当前舰载机主要有三种起飞方式，如在末端翘起的甲板上直接加速获得升力来起飞的滑跑起飞方式；利用向下高温高速气流的喷射获得向上的反作用力的直接起飞方式；以及利用弹射器助推使飞机获得更高加速度的弹射起飞方式。其中，由于弹射起飞综合性能最高，目前被各国广泛采用，而近些年来电磁弹射系统（EMALS）开始异军突起，被视为未来航母的“标配”。

电磁弹射系统是采用电能转化为磁能进而转化为载荷所需动能来推动物体快速达到一定速度的系统。作为电磁弹射器动力装置的是直线电机，系统输入强大的电流使线圈产生磁场，从而给予与磁力模块相连接的“往复车”能量使其加速，推动战机加速起飞。

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。

电磁弹射可以很大程度提高航母战斗力

在电磁弹射领域美军是先行者。20世纪40年代，美国海军利用电磁感应马达技术设计、制造并试验了一套电磁飞机弹射系统，不过由于二战的结束及该套系统成本较高，该项目被取消。后来为进一步验证电磁弹射舰载机的可行性，1982 年美国海军重新启动了此类研究项目，并在1988年进行了电磁弹射、制动和回收以及系统性能和电磁辐射试验。20世纪90年代，美国海军在设计下一代航母（CVN-21）时提出了全电军舰的概念，其中最重要的技术革新就是电磁弹射器取代蒸汽弹射器，并在论证 CVN-21方案过程中，正式确定研制航母电磁飞机弹射系统。

由于电磁弹射系统技术门槛非常高，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，如中国自研的第二艘航母福建号就采用了电磁弹射系统。

独具优势的电磁弹射

比起蒸汽弹射，电磁弹射的优越性更为突出。

首先电磁弹射能量幅度更宽。电磁弹射装置比蒸汽弹射装置的最大能量幅度高出20%，能够以更快速度起飞重型飞机，而其细微精确的控制，使得其又能够同时弹射较小、较轻的航空飞行器（如无人机），不用再像使用蒸汽弹射器时担心弹力过大造成飞机损坏或弹力过小飞机无法起飞，使航母可以搭载更多不同机型，很大程度上扩展了现役航母的作战能力。而且适当的弹射力度也能降低飞行员在起飞过程中受伤的概率，对维护飞行员自身健康十分有利。

目前只有中美两国掌握了电磁弹射技术

其次电磁弹射提高了舰载机出动效率。按照美国的统计，一艘大型航母如果装备4台蒸汽弹射器，通常一天可以最多进行200次左右的弹射，如果使用电磁弹射那么可以达到270次左右。
同时相比蒸汽弹射器，电磁弹射的性能更加稳定。电磁弹射拥有先进的反馈和闭环控制系统，能够使得任何一次弹射加速度峰平比更加恒定、飞机离舰速度变化范围更小。而且如果使用蒸汽弹射，需要将海水先变成淡水，淡水再变成蒸汽，运营成本很高，而电磁弹射使用电力的成本就低多了。
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，各组成部分的布局更加灵活，能最大限度地优化航母内部布置，增加了航母设计灵活性，潜在地提升了航母的生存能力。

作者简介：兰顺正，专长为太空战略、军事战略、以及国际关系的研究和理论写作。在部队服役期间，编辑出版了自己的第一本军事理论著作《一个陆军上士的国防随想——有兵出塞》。在国际关系学院攻读硕士学位期间，主攻太空战略方向，现在时常在网络媒体及军事杂志发表相关文章，另外自己的第二本专著《镇星定海——构建中国未来的太空军事战略》也已出版发行。

出品：科普中国

监制：光明网科普事业部

作者：兰顺正（军事科普作者）

科学审核：费伯禹（资深军事内容编审）

策划：金赫