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003航母福建舰在11月26日进行电磁弹射测试,中国社交媒体上沸腾了,各路网友都在祝愿中国航母的突破性进展。但在宁靖洋彼岸的美国实在比中国人更存眷,美国水师消息网在26日当天发文存眷中国航母电磁弹射测试的进展,而一贯对中国不友爱的某某之音也刊文指出,中国电磁弹射是环球第二,而且中美门路分歧,中国可能不会再呈现美国福特号航母的致命故障
美媒: 环球第二! 中国航母已电弹测试
美国水师消息网上的这篇文章很像是官方的作风,冷冰冰的,没有什么立场,不外指出了一点,中国水师的第三艘航母已经完成了里程碑式的测试:电磁弹射静载荷胜利,一辆小车被弹射到了航母前方100多米外的坦荡水域中。
报道表现,一艘年夜型驳船已经从福建号航母前方的系泊地位上被移开,为电弹测试做了让路,航母的弹射器上“发射”出的测试小车落在前方激起了伟大的水花。
报道称这种被称为航母弹射器的“静载荷测试”很常见,航母海试前以及年夜修后都邑进行测试,好比福特号在2015年就曾进行过下水前的“静载荷”测试,而近期则是法国戴高乐航母在土伦军港进行了年夜修后的“静载荷”测试。
“戴高乐”号航母弹小车测试
这是中国航母的紧张提高
报道表现只管“静载荷测试”很惯例,但对付中国水师来说是第一次,而且照样电磁弹射器测试,这是一项突破性的进展,顺遂经由过程测试表现中国水师的第三艘航母将正式进入海试流程,只管还不知道必要多久能力正式海试,但在静载荷测试事后应该会很快进行。
不外水师消息网表现,美军福特号是在2015年6月进行“静载荷测试”的,但到了2017年才进行真正的海试,斟酌到中国航母的EMALS(电磁弹射体系)与美国的并不是一条路线,是以中国水师的福建舰应该不会遭受福特号同样的问题。
福特号弹射测试小车
某某之音:中国航母不会再犯福特号的错
与水师消息网的报道相比,某某之音的报道相同的许多,应该是摘抄了年夜部门段落,但有一点描写差异很年夜,也便是对设备了电磁弹射器的福建号航母的立场,该报道以为福建号将在很年夜水平上开端威逼美军:
这艘超等航母排水量跨越8万吨,长度约316米,约可搭载40架战机,每小时航速达30至31浬(约57公里),预计2025年完成海试拨交服役后,可连续完整解放军在台海周边的反参与/区域拒止(Anti-Access/Area Denial,简称A2/AD)才能,更有才能推迟或阻止美军进入战区协防台湾。
不愧为某某之音的报道,很快就捉住了症结点,但数据应该有些问题,福建舰搭载40架战役机应该是不止的,WIKI材料称其可以搭载60架战役机,而且因为设备了电磁弹射器,可以很快的速率弹射重载战役机腾飞,而且也能搭载固定翼预警机,与美军航母战役力平起平坐。
是以该报表现,福建号航母的设计目标是用于“后美国期间的亚洲情况”,将会直接挑战美国在西宁靖洋上的海上力气,而且很有可能将成为一个强劲的敌手。不外该报道同时还引用了华盛顿智库中国兵力专家马修-富奈奥尔的说法:“后美国亚洲”的说法用词欠妥,这是一种思维缺陷,由于美国不会撤回对该地域的许诺和存在。
另一个说轨则是与水师消息网的说法同等称中国福建号航母的技术路线与福特号相差很年夜,两者不具可比性,福特号测试的成果不克不及拿来对照福建号的测试,言下之意是中国的福建舰可能不会遭受福特号航母碰着的那些问题。
电磁弹射居然还有两条技术路线。
估量许多网友都被水师消息网以及某某之音的报道给弄懵圈了,怎么会有两条路线。岂非还有另一种电磁弹射原理。由于电磁发射有关的便是轨道发射、线圈发射以及重接线圈发射三种模式,能用于电磁弹射的应该只有重接线圈发射方式。
固然轨道发射原理简单,只要两条同上直流电源的轨道,中央接通的导领会在洛伦兹力的作用下被发射出去,简单到极致但只得当高速小质量的发射,好比电磁炮,但却不太得当用于发射战役机的电磁弹射器。
轨道炮原理图
线圈发射也比拟简单,但因为线圈发射的关闭布局以及电磁弹射必需启齿的特殊布局,两者彷佛很难将功效整合到一路,末了只剩下重接线圈发射方式,这种使用“断开”的启齿线圈,重接磁场作用下的非铁磁资料中感应出涡电流,再被磁场驱动的发射模式异常得当电磁弹射。
这种发射方式还可以多个线圈并联让载荷才能增长,得当发射重载低速的问题,分外得当用来作为电磁弹射器使用,只管中美两国都没有公开过电磁弹射器的设计图纸,但依据断定很容易肯定便是这种模式,中美两国极有可能都采纳了重接线圈发射的电磁弹射器,完全不存在两种技术路线,妥妥的殊途同归。
电磁弹射器原理同等:但供电路线却真是两条路线
信任许多网友都知道了,这便是舰载综合电力体系的中压交流与中压直流体系之争,传统的模式是将主动员机经由过程变速箱将动员机转速匹配到主轴的螺旋桨转速,而所谓的舰载综合电力体系的原理便是船用动员机尽管发电,然后经由过程舰载综合电力体系将这些电力分派到各个体系,好比运送给主推动电念头,还可以使用变频器转变频率,完成变速乃至反转的要求。
直接推进主轴欠好吗。为什么还要搞船用电力推动,由于经由过程变速箱推动有几个难以办理的问题,第一个便是必要有一个匹配功率输出的变速箱,不仅质量年夜,并且还必要维护,一旦毁坏维修异常麻烦。
另一个便是噪音很年夜,对平易近用船舶无所谓,但兵舰以及潜艇却很敏感;还有一个便是推动主轴会穿过多个底舱,不仅布置麻烦,还会激发低频震荡;另外船上还必要各类辅机,随处都是柴油动员机与发电机,排烟与透风体系布置起来十分麻烦。
船用综合电力体系就办理了这个问题,主动员机发的电经由过程船用综合电力体系配电运送的遍地,假如功率不够,辅机随意在船舶的哪个地位布置一台,然后并网发电即可,分歧容量的发电可以在综合电力体系的配电下和谐完成船舶事情。
然则问题来了:用直流照样用交流。
在平易近用输电线路中交流有上风照样直流有上风。信任列位必定会答复是交流。由于特斯拉的交流电和爱迪生直流电年夜战在100多年前就给出了谜底。缘故原由很简单,交流电异常得当远间隔输变电,由于可以使用最简单的装备:变压器将低压变高压,然后可以长间隔输电到必要用电的区域,再变压成得当的电压即可,而且现有的输变电线路都是用的交流机制,从理论上来看,年夜部门配电举措措施直接就可以搬到船上使用。
是以美国在1990年月开端成长船用综合电力体系时直接就采纳了交流电体系体例,确切也很便利,使用上也没啥问题,是以美军开端在战舰上推广使用中压交流的总和电力体系,在电磁弹射开端研制后也很天然采纳了中压交流体系体例。
交流体系体例的电磁弹射体系与直流体系体例的电弹有啥区别。
假如是直接发电直接使用的话,直流与交流的区别还真不年夜,好比有网友将超高压直流输电体系的长处搬到中压交流与直流中说说是不适宜的,由于中压和超高压差异很年夜,但中压交流与直流在均衡的输电体系中表示都不错,不外跟着能量兵器的成长,这种均衡就被冲破了。
激光兵器、电磁炮、电磁弹射是舰载“能量兵器”的三年夜使用偏向,其特性是短光阴内使用功率极年夜,舰载电力网完全无法顺应这种高功率兵器,只能使用储能体系应对这种极高功率的使用情况,到这里理工科的网友应该有点明确了:
交流电不便利储能,直流电便利储能
船用交流电储能有两种方式,一种是使用离心储能的盘形电机,储能时用电机带动自身离心储能盘,发电时将电机切换到发电模式输出交流电,这险些是独一一种能直接输入交流而且输出交流的储能方式。
飞轮储能
也不是很麻烦,只是离心储能的盘形电机体积照样比拟年夜并且还得成对使用打消力矩,估量列位也能计算出一个储能XXXX焦耳的离心盘必要多厚多年夜直径与转速,笔者曾简单计算过,一架40吨重的重型战役机每次弹射年夜约耗电为50度(50%效力),也便是180,000,000焦耳,列位去计算离心盘直径与厚度以及转速,看看谁算的对。
交流储能也能用电池或者超等电容储能模式,但必要有一个换流进程,将交流转换成直流储能,使用时再将直流转换成交流储能,也不是不行,只是一来一去耽搁事,并且效力照样另一制约问题。
中压直流就没有这个问题了,由于原来便是直流制,并且还不存在交流并网时的各类相位与谐波问题,直流电还要电压同等就可以了,比交流并网省事一个数目级,当然更症结的照样在弹射体系用电装备上。
弹射体系说到底便是和谐多个受控的电磁线圈,在分歧时期接入分歧的电源,而且还挨个接通,这个节制电源你猜用什么电源。当然交直流都可以,但学电子的同伙都知道,就算是变频器也得先将交流酿成直流,然后再从直流逆酿成分歧频率的交流。
变频器原理图
而电磁弹射使用交流的话,又得从电网的交流酿成直流,再将直流变频,再输往电磁弹射线圈供电,交流在这个进程中得转来转去变许多次,而直流却没这么多问题,只必要在使用阶段将直流转换成必要频率的电源即可。
中压直流也不是没问题,由于在必要交流的场所必要变流,不外如今也可以使用直流电机,好比成熟的无刷电机,而且使用交流的场所也可以使用逆变装备,早期功率电子技术不行,以是从直流酿成交流电很麻烦并且效力偏低,问题很年夜。但如今有了IGBT以及最新的功率电子技术SiC技术后,效力与稳固性都很高,我国的高铁早就用这种成熟技术N年了。
福特号用的中压交流体系体例,这是期间的局限,美国在成长综合电力初期也只能选择交流体系体例,依赖在这个交流体系体例上的电弹也不得不采纳交流体系体例,越繁杂的子体系问题就会越多,可以说船用综合电力的中压交流问题是娘胎里带出来的。2021年6月份,福特号的4条电弹同时出故障,导致航母无法弹射战役机6天,这要是在作战的时刻出故障,估量福特号早就在第一波进击中就噶了。
反观中国并不存在这种初级问题,新浪军事曾在2017年22月5日报道,中国水师少将,尹卓先生在接受央视采访时表现,中国水师歼-15舰载机在电磁弹射方面弹射早已进行测试过了,到如今都已经稀有千次了,而且无端障光阴远超福特号公开的记载。
要将中压交流体系体例改为直流也不是不行,但要将中压交流体系体例切换成直流体系体例,必要年夜量的技术贮备,美国人有这技术,各个子体系怎么都得“久经磨练”的测试下吧,一个个测试经由过程,再组合起来海试几年,没问题了再量产,然后这个提案再在国会卡上几年,估量十几年就如许过了,然后中国水师已经从中压直流进级到了高压直流,这就叫做代差。
科技树点错了是很可骇的,美国已经错了不止一次了,好比美军搞出过“濒海战役舰”这种浅水作战的“神器”,还搞过“朱姆沃尔特”这种失常的“怪物”级驱赶舰,终极还不是由于不得当美国水师而被提早退役以及结束后续舰的建设,然后回过头来造阿利伯克级的进级版DDX级驱赶舰,真是让人笑话。
以是美媒说的,中国的福建舰可能不会遭受福特号航母碰着的那些问题不但是外面那层意思,还有很深的寄义,美国人本身也想看看,这个分歧体系体例的玩意儿到底是哪个更优秀呢。