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司古的博客

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像发电邮一样弹射飞机  

2010-12-30 10:50:21|  分类: 杂七杂八 |  标签: |举报 |字号 订阅

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像发电邮一样弹射飞机 - 司古 - 司古的博客

美国海军工程技术人员正在安装调试EMALS的陆地试验样机 

高技术与高风险总是并存,选择冒险谋求技术优势,还是选择保守确保研发成功,的确是个难缠的问题。几个月前,美国军界还在为新一代航空母舰“杰拉尔德·福特”号能否如期服役担忧不已,忧虑的缘由,其实不过是新航母上一款颇具创新色彩的装备——EMALS,它被誉为新航母上“最关键却未经验证”的部件。EMALS是电磁飞机弹射系统的英文缩写,看起来特别像EMAILS(电子邮件),但其技术难度却远不像发一封电邮那么简单。“福特”号已经在建,如果没有可靠的弹射系统及时到位,“福特”级就只能是庸碌的大船,而不是威风八面的海上堡垒。

2010年12月18日,EMALS的承包商通用原子公司迎来了一个重要的历史时刻:EMALS完成了首次实机弹射试验,据透露当日进行了一次弹射,次日又进行了数次弹射。海军认为,这次试验证明了EMALS的潜力,也给担忧EMALS无法如期完成甚至不可能完成的人增强了信心。试验是用一架F/A-18E“超级大黄蜂”进行的,地点是新泽西州莱克赫斯特海军航空工程站。

在进行实机弹射之前,通用原子公司今年已经进行了722次负载弹射试验,最大弹射速度高达180节(约333千米/小时),这已经接近电磁弹射系统弹射速度的上限。取得实机弹射这一重要的节点胜利后,美国海军将在2011年继续进行一系列实验,包括C-2舰载运输机和T-45“苍鹰”喷气教练机在内的其他机型都要陆续拉上EMALS“遛遛”。

 

传统的蒸汽弹射器笨重而复杂,面对起飞重量越来越大的海军

像发电邮一样弹射飞机 - 司古 - 司古的博客

EMAL陆地试验原型机的建设工地

舰载机,性能已近极限。此外,蒸汽弹射器只能设定初始工作压力,弹射一旦启动,中间的过程是不可控的。蒸汽弹射器滑块传递给飞机的过载变化率是不稳定的,这等于是对飞机结构反复进行破坏性考核,极大损害机体寿命。和蒸汽弹射器近乎粗暴的加速方式相比,EMALS能以“数字式的平缓方式”加速飞机,可显著延长飞机使用寿命。EMALS本质上是一个功耗高达数百万瓦的电气系统,由发电机、能量储存系统、能量转换系统和一台10万马力的弹射马达组成。弹射马达是一台直线感应电机,它采用紧凑模块化设计,直接与航母飞行甲板结合,其作用是把巨大的电流转化成强大的电磁力,以此加速弹射轨道上的飞机。弹射马达必须能经受飞行甲板上各种复杂环境和作业条件的考验。它会把电磁力通过弹射滑块传递给飞机,这一点和现有的蒸汽弹射器非常相似。在飞机弹射完成后,弹射马达会通过改变电流方向实现滑块的快速刹车,而不再需要蒸汽弹射器那样的液力刹车。

通过精心设计的控制系统,EMALS能实时控制输入弹射马达的电流,进而精确控制电磁力强度,针对不同飞机设定相应的弹射任务过程参数。除了模块化设计,EMALS的许多电器部件都能从商用设备市场上买到,维护十分便利。按照设计,每次弹射大约需要两到三秒钟,每次弹射后,能量存储系统必须在45秒内依靠舰上的电力重新充电,以保证舰载机能快速连续弹射。

电磁弹射器是革命性的装备,前景远大而光明,现实却困难重重,权衡再三,海军决定冒险。在紧锣密鼓地开发之余,美国海军甚至已经做好了最坏的打算,即如果电磁弹射系统不能如期完成,就改用旧式蒸汽弹射器,那意味着大笔的钞票要在工期拖延和设计更改中化为乌有。今天看来,最坏的打算似乎正在远去。

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