電磁彈射就相當(dāng)于電車,蒸汽彈射就是傳統(tǒng)油車,電車最大的優(yōu)勢(shì)是什么?是省油還是提速快?都不是,是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單幾乎不需要保養(yǎng)。
當(dāng)然,你可能覺(jué)得不以為然,我要的就是自然吸氣大V8那種機(jī)械美感,但在軍事上,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是被無(wú)限放大的。
你以為尼米茲級(jí)核動(dòng)力航母的維修大頭是反應(yīng)堆?不,是彈射器,美軍航母過(guò)半維修費(fèi)用都花在了蒸汽彈射器上!
工程界有句話叫“能用氣動(dòng)就不用液壓,能用電動(dòng)就不用氣動(dòng)”,為什么?很簡(jiǎn)單,液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,臟,故障率高,維護(hù)極其困難。
一輛油車用久了,管線老化,漏油滲油的問(wèn)題就會(huì)隨之而來(lái),這是不可避免的,越高端越復(fù)雜的車這個(gè)問(wèn)題越明顯,蒸汽彈射器也一樣。
更關(guān)鍵的是它不光漏油,還有高溫蒸汽,不光有高溫蒸汽,還有高鹽高濕高腐蝕的運(yùn)行環(huán)境,所以尼米茲級(jí)核動(dòng)力航母最大的敵人不是對(duì)手,而是彈射器的清理和維修。
潤(rùn)滑油在高溫蒸汽的作用下會(huì)凝結(jié),導(dǎo)致彈射器生銹,運(yùn)行不暢,不及時(shí)清理的后果,想象一下你的車開(kāi)了5萬(wàn)公里沒(méi)換過(guò)機(jī)油吧,甚至還要更加嚴(yán)重。
根據(jù)美軍自己的說(shuō)法,尼米茲級(jí)航母彈射器的清洗周期一般在200到300次彈射之間。
這可不是給汽車換個(gè)機(jī)油洗個(gè)積碳這么簡(jiǎn)單,大量油污和銹跡以及各種污垢的混合物,不僅僅是臟的問(wèn)題,關(guān)鍵在于它不能用任何化學(xué)去污劑,更不能用水沖,只能拆解以后靠人工一點(diǎn)一點(diǎn)手動(dòng)清理。
所以在美軍航母上,最辛苦的不是動(dòng)力艙室,而是彈射器維護(hù)部門(mén),這個(gè)部門(mén)常年維持500人的編制。
你要知道,整艘航母也不過(guò)才5000人左右,除去空管及航空聯(lián)隊(duì)的2000人,一個(gè)彈射器維護(hù)就要占掉航母水兵人數(shù)的六分之一,我想這就是美軍一定要放棄使用了半個(gè)多世紀(jì)的蒸汽彈射,改用電磁彈射的重要原因,它比誰(shuí)都懂這里邊的苦。
這是第一點(diǎn),也是最關(guān)鍵的一點(diǎn),蒸汽彈射就好像一臺(tái)使用化油器的老式肌肉車,油耗高、保養(yǎng)繁瑣;
電磁彈射則像是一臺(tái)高性能電車,沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī),沒(méi)有變速箱,沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)那套復(fù)雜的保養(yǎng)流程,維護(hù)工作主要就是檢查三電和軟件升級(jí),當(dāng)真是敲敲鍵盤(pán)就能完成,代表了家用車未來(lái)的發(fā)展方向,而它的優(yōu)點(diǎn),還遠(yuǎn)不止這些。
電車的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)在于提速快,反映在電磁彈射器上就是響應(yīng)速度快。
蒸汽彈射的動(dòng)力來(lái)源于鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽,要源源不斷將幾十噸重的艦載機(jī)彈射升空,就需要源源不斷的蒸汽。
但這個(gè)蒸汽它不是從鍋爐出來(lái)就直接到了彈射器,而是要先在儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存,然后通過(guò)復(fù)雜的蒸汽管道和閥門(mén)來(lái)控制釋放,最后再推動(dòng)活塞做功,環(huán)節(jié)眾多,而每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)存在能量損失,比如熱衰減、蒸汽泄漏、摩擦損耗等等。
這就好像燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)軸等一系列機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),從你踩下油門(mén)到車子提速,會(huì)有一個(gè)“遲滯感”,很多車評(píng)人說(shuō)的動(dòng)力不能隨叫隨到,就是這個(gè)意思。
有報(bào)道指出,尼米茲級(jí)核動(dòng)力航母每彈射8架F-18升空,航速就要掉8節(jié),這是因?yàn)楹侥傅膭?dòng)力來(lái)源也是蒸汽。
反應(yīng)堆或者重油鍋爐產(chǎn)生熱量,加熱蒸汽鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽,高壓蒸汽再通過(guò)蒸汽輪機(jī),推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。
所以,蒸汽不但要用于彈射飛機(jī),還要用于航母自身的推進(jìn),存在需求矛盾。
而電磁彈射是直接將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,沒(méi)有中間商賺差價(jià),能量不論是傳遞效率還是利用率,都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蒸汽彈射。
更重要的是,由于飛輪機(jī)構(gòu)或者超級(jí)電容的存在,電磁彈射瞬間巨大的能量釋放對(duì)于航母本身的動(dòng)力而言,沒(méi)有任何影響。
這是電磁彈射的第二個(gè)優(yōu)勢(shì),能量利用率更高,響應(yīng)速度更快,對(duì)航母本身的航行不會(huì)造成影響。
第三個(gè)優(yōu)勢(shì),對(duì)于彈射力度的控制更精細(xì)。
蒸汽彈射基本上只能彈射單一載荷,尼米茲級(jí)航母彈射器的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)就是滿足30噸級(jí)F-14“雄貓”的起飛需求,后來(lái)的F-18、F-35C起飛重量都要略小于F-14,所以基本上沒(méi)有問(wèn)題。
但問(wèn)題在于,如果是只有10噸甚至不到10噸的載荷呢?比如無(wú)人機(jī),那么蒸汽彈射就無(wú)法勝任了。
蒸汽彈射的能量輸出很難精確控制,因?yàn)槟銦o(wú)法在一個(gè)很小的尺度單位上控制每一個(gè)閥門(mén)管路的開(kāi)合度,哪怕是最小功率輸出也屬于是“用力過(guò)猛”,輕則結(jié)構(gòu)受損,重則直接碎在甲板上。
而且還有一點(diǎn)不友好的是,蒸汽彈射的加速度是一個(gè)遞減的過(guò)程,彈射發(fā)力的那一瞬間就等于是猛踹你屁股一腳,是加速度峰值,推背感最強(qiáng),隨后逐漸減小,直至離艦瞬間達(dá)到加速度的谷值。
這實(shí)際上是相當(dāng)不科學(xué)的,不論對(duì)艦載機(jī)起飛還是對(duì)飛行員的個(gè)人感受來(lái)說(shuō),都是如此。
而電磁彈射則完全是反過(guò)來(lái)的,彈射加力的瞬間,加速度是最小的,離艦瞬間的加速度是最大的,整個(gè)彈射過(guò)程是一個(gè)平滑加速的線性過(guò)程,就好像電車的加速一樣線性順滑,極大地減少了沖擊負(fù)荷,延長(zhǎng)了艦載機(jī)的使用壽命,也在一定程度上保護(hù)了飛行員的職業(yè)壽命。
電流可大可小,電磁力也就可大可小,最低功率輸出,用于彈射10噸級(jí)甚至更小的無(wú)人機(jī),電磁彈射也可以完全勝任,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是不挑食,無(wú)論你是什么機(jī)型,無(wú)論你是空載還是滿載,我都百搭。
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