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中國航母科技 躍進電磁彈射技術

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中國航母科技 躍進電磁彈射技術

2018年01月19日 17:25 最後更新:01月20日 12:33

中國第二艘航母即中國自主研製的首艘航母,已於去年4月下水,預計春節後就會海試。不過科技界的焦點已開始轉向下一艘即第三艘國產航母應用甚麼技術,有多大的躍進,其中一個可能的重大突破就是電磁彈射技術的應用。

目前航母的艦載戰機在起飛時有三種方法,包括滑躍起飛、蒸汽彈射和電磁彈射,這亦代表了三個發射水平階段。中國航母遼寧艦和即將完成興建的首艘國產航母,都是使用科技水平較低的滑躍起飛方式;美國正在服役的11艘航母中,有10艘是採用蒸汽彈射技術,而使用電磁彈射技術的在全球就只得一艘,就是美國去年才投入服役新一代核動力航母福特號,不過據說福特號的電磁彈射仍有一些問題未完全解決,是一邊使用一邊修正。

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殲—15戰鬥機在遼寧艦上滑躍起飛

殲—15戰鬥機在遼寧艦上滑躍起飛

電磁彈射器(EMALS)結構圖

電磁彈射器(EMALS)結構圖

遼寧艦。(網上圖片)

遼寧艦。(網上圖片)

中國航母戰艦群

中國航母戰艦群

殲—15戰鬥機在遼寧艦上滑躍起飛

殲—15戰鬥機在遼寧艦上滑躍起飛

電磁彈射技術與磁懸浮列車的原理相同,電磁彈射技術使用一台直線電動機作為動力來源,利用強大電流通過線圈產生的磁場,推動滑塊高速前進。電磁彈射器主要以下幾個特點:電流通過的線圈包裹著銜鐵嵌在彈射軌道的內側,產生強大的磁場;滑塊在強大磁場下高速前進;在滑塊運作的時候,只有滑塊周圍的線圈通電產生強大的磁場,以保證系統的能耗降到最低;整個系統長約91米,能夠產生45,000公斤的推力,最高能將飛機加速到130節(時速240公里)。

電磁彈射器(EMALS)結構圖

電磁彈射器(EMALS)結構圖

電磁彈射技術的優勢在於其更安全可靠,相較於蒸汽彈射技術,其加速過程更均勻,對飛機的結構傷害更小,彈射飛機的效率更高,發射週期更短;其他優點還有裝備重量輕,造價適中以及維護成本較低,並且可以彈射更重型的飛機;系統的淡水消耗量也較少,並且更節能。

遼寧艦。(網上圖片)

遼寧艦。(網上圖片)

中國現時只使用滑躍起飛,連蒸汽彈射都未應用在航母上,不過內地《環球時報》從中央軍方高層得知,中央軍委領導在新時代強軍思想的指引下,科研成果要確實用於提升軍隊資訊化水準、部隊的戰鬥力,縮短和世界強國在裝備上的差距,故可能跳過蒸汽彈射,直接將馬偉明院士團隊研製的世界一流電磁彈射技術,應用在下一艘國產航母上。

中國航母的發射技術水平確有盡快提高的必要,據科技控的內地軍方朋友說,現時服役的航母的飛機只能一架還一架地飛,戰機未能有效發揮作戰狀態,受到磁場技術問題的干擾。現在有關問題應已解決,故有信心在彈射技術作更大幅度的躍升。

中國航母戰艦群

中國航母戰艦群

被譽為「中國電磁彈射之父」的馬偉明曾表示,中國在艦艇尖端電磁裝備研究方面,實力超過美國,中國艦載機彈射起飛技術已實踐多次,而且很順利,有信心可運用到現實當中去。中國海軍專家亦說,解放軍殲-15艦載機已進行了多次陸基電磁彈射,技術已經相當成熟,上艦指日可待。
內地航母專家則指出,要將電磁彈射技術成功運用,需要一整套系統的配套,不只是某一項技術的孤立使用。這包括要有電磁彈射試驗的實物化,要100%成功;要常規動力系統能保證電磁彈射電力的需求,這點馬偉明已研製了中壓直流輸電網代替原來以交流電為基礎的系統;還要艦載機必須能滿足彈射需求,這包括機體、相關部件等都要重新設計,在材料、強度等多方面都要重新設計、試驗。

專家認為,可先把航母、相關系統設計出來,新航母、新系統的研製必然會促進艦載機研製的步伐,如此中國第二艘國產航母使用電磁彈射技術可能性就很大。




止戈堂

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

中國最大武裝無人機「彩虹5」的量產型號最近完成首飛。彩虹5由航天科技集團11院研制,主要用於實施全天候偵察監視、巡邏、定位、打擊效果評估等任務,為軍事作戰提供情報保障,為反恐提供信息支持和打擊手段,也可運用於民用的廣域勘查、活動點監視等任務。

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量產機型相比原先的試驗機型大,外形設計更流暢,其翼展達21米,是目前中國自行研發的最大型無人機。「彩虹」系列無人機總指揮歐忠明表示,根據客戶提出的改進建議,量產機型通過換裝更大功率的發動機和翼展更闊的機翼,將最大起飛重量增加到3.3噸,令無人機能攜帶各種高精度雷達和光電探測設備,外掛武器點也多達7個。

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彩虹5的高性能得益於整體的優化設計和先進技術。例如它采用完全自主的起降設計,操控員只需下達簡單指令,無人機就可以自主完成起飛、巡航和降落,令操控員可以將注意力集中在偵察、識別等核心任務,減輕他們的任務負擔,同時也降低了操控員的培訓難度。

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彩虹5機身的復合材料使用率高達80%,這令機身強度大大提高,可以承載更多的武器。航天科技集團十一院彩虹無人機總工程師石文稱,彩虹5最大外掛1000公斤,最大航程超過10000公里,最大續航時間為60小時,實用升限7600米,帶8發AR-1導彈可以留空超過30個小時,具有載荷能力大和續航時間長等優點。操縱人員在地面指揮方艙內只需滑鼠輕輕一點,就可以實現2000公里範圍內對地面或海上目標的即時偵察和打擊。

彩虹5的發動機靜音技術非常出色,噪音少,難以被地面人員察覺。加上彩虹5無需像美國捕食者無人機那樣降低飛行高度才能發射導彈,所以在打擊缺乏防空探測能力的恐怖分子方面,更具有優勢。

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另外,彩虹5無人機擁有軍民兩用的設計特點,利用其強大的載重能力,彩虹5通過掛載高清光電設備、高清相機、高光譜相機、SAR等多種載荷,可覆蓋海洋生態環境保護、自然災害監測、海域和海島動態監測、海上維權執法等需求。

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現時有關無人機實戰的最熱門討論是編隊作戰。無人機是受飛行程序控制的,所以本質上無人機編隊作戰是一個計算機程序的算法問題。較小型的無人機,由於裝載的傳感器數量和性能有限,所以可以採取編隊作戰模式,即「蜂群」戰術。較大型的無人機雖然都可以編隊作戰,但其實戰成效目前尚無定論。

目前較大型的無人機,主要負責空中偵察,並發射導彈攻擊地面目標,所以通常單架大型無人機足以勝任這種工作,如果採取編隊模式出動大型無人機,不僅可能會導致戰爭資源的浪費,更可能增加無人機群暴露的風險。所以在大型無人機是否可以編隊作戰的問題上,爭論主要還是集中於其實戰價值,而非技術限制。

但是隨著軍事技術的進步,側重於不同軍事功能的大型無人機,未來發展方向的確是配合作戰。將偵察、攻擊和掩護等任務分配給不同的無人機,互相配合,可以大大提高執行任務的效率。