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兵在掌上阅 亮剑弹指间

放飞“战鹰”的“超级大弹弓”


■邹瑞青  夏  平

提到弹射器,你也许会联想到弹弓。简单说,航母上的电磁弹射器就像一个能把飞机弹上天的“超级大弹弓”。

理论上讲,这个弹弓是利用电磁感应原理,将电能转化为机械能,实现舰载机从航母上弹射起飞。

1831年,英国物理学家法拉第发现电磁感应现象。时隔百年后,随着航母的诞生,就有设计师提出在航母上安装电磁弹射器的想法。直到2013年,美国“福特”号航母首先装备了电磁弹射器,电磁弹射技术才真正实现军事应用。

在电磁弹射器中,百米长的直线电机被称为电磁弹射器的“心脏”。与传统电机不同,它是一台按径向剖开并展成平面的电机。这一创新成果最早是由英国物理学家惠斯通发明的,并于1845年取得专利。

直线电机能将电能直接转换成直线运动机械能,从而在一定距离内推动舰载机加速至一定速度,这一原理与磁悬浮列车相似。

不过,要完成弹射过程,直线电机需要巨大的能量。电磁弹射器弹射飞机时,峰值功率超过100兆瓦,单纯通过舰上的发电机直接供电是不现实的。

为此,设计师们煞费苦心,利用“零存整取”的方式,设计了储能装置,能以较小的功率长时间地从舰上电网中吸收和存储能量,当储存的能量满足发射所需后,一旦接到发射命令,立即向外释放能量。

储能装置原理不复杂,但实施起来很麻烦。目前技术上最可行的储能装置是飞轮储能系统,在能量积蓄过程中,舰上的电力系统将巨型飞轮不断加速,使电能转化为飞轮的动能并积蓄起来。弹射飞机时,飞轮储能系统又作为发电机在2-3秒内输出巨量电能。

此外,设计师们还设计了弹射控制系统,通过控制输入电压和频率,实现对弹射推力的精确控制,使得弹射飞机的推力精准又平稳。

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