近日，一张疑似歼-15战机进行陆上弹射实验的照片在网络流传，这可能是歼-15战机进行电磁弹射测试的照片。海军电磁专家马伟明曾表示，国产航母电磁弹射系统已经赢得了下一代弹射器竞标的胜利。这说明什么？这意味着国产航母可能不使用蒸汽弹射器或者只是过渡性质的在一艘航母上安装蒸汽弹射器，从而很快的进入电磁弹射时代，此举堪称又是一次跨越式发展，说是弯道超车一点不为过。说到广为人知的航母弹射系统，那可是英美不传之秘哦，前苏联就是被卡在蒸汽弹射系统上，才搞出来那种不伦不类的“滑跃式起飞”的航母，其研发难度可想而知。老高接下来就要好好解读一下航母弹射系统的前世今生。
▲网络上曝光了疑似歼15舰载机进行电磁弹射测试的最新图
二战之前的航母是不需要弹射系统的，当时搭载的舰载机都是螺旋桨战斗机，因为，那时的舰载机起飞重量小，起飞速度低，航母只要开到最大航速，有个一两百米长的飞行甲板就可以保证战机的成功起飞。到了五十年代，随着喷气式舰载战斗机的大量装备，传统直通甲板航母已经不能适应喷气式战机的高速度了，一旦喷气式战斗机的尾钩没能挂住阻拦索，就会直接撞上前面的飞机，于是，就出现了另一块斜甲板，现代航母可以在直/斜两块甲板上各安装两具蒸汽弹射器，因此最多能够同时弹射四架舰载机。相比滑跃式起飞方式，它可以大大提升航母的作战效率。
▲二战时的直通甲板航母没有弹射系统
蒸汽弹射系统是英国海军航空兵后备队司令米切尔于1951年发明的，后来，美国人又于1960年研制成功了内燃弹射器，并将这种弹射器安装在“企业”号核动力航空母舰上。不过，这种内燃式弹射器不能令人满意，所以“企业”号上除了装备内燃弹射器之外，还装备有蒸汽弹射器，最终蒸汽弹射系统成为了主流。
从概念上说，蒸汽弹射器只是一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统，将高压蒸汽能量转化为动能进行弹射。然而由于飞机结构强度上的限制，弹射器不但要有足够的输出功率，而且要把输出功率准确控制在飞机可以接受的程度以内。
弹射的时候，储备的蒸汽由弹射阀门释放到弹射汽缸内，缸内压力上升推动活塞前进。弹射阀门的另一个重要的作用是精确控制蒸汽进入弹射汽缸的流量变化，以此控制推力和弹射的加速度，以保证飞机结构不会超负荷。
当然这玩意儿可没有讲起来那么简单，前苏联就是因为没有解决蒸汽弹射器上面的密封问题而最终没有搞出一条使用蒸汽弹射器的航母。
▲安装有四个弹射器的福特级航母
目前蒸汽弹射器已经相当成熟了，特别是美国C-13弹射器，连法国的戴高乐航母也装备了。既然如此，为何还要费劲研发电磁弹射器？这是因为电磁弹射器有很多优点，首先是加速均匀且力量可控，随着速度和气缸容积的增加，过热蒸汽的膨胀绝大多数能量用于蒸汽本身的加速和推动上了，而体积增加后气体膨胀所需蒸汽的比例成立方关系增加。比如，美国C-13弹射器发射时最大过载可以达到6g，但是整个行程的平均加速度仅有2g多，也就是说，为飞机加速的后半段往往还没有飞机自身的发动机加速快。
其次，电磁弹射器具有很大的能量输出调节范围，蒸汽弹射器的功率输出依靠一个叫速率阀的东西，利用控制蒸汽流量的方式控制弹射器的功率输出，机械的可调节性能输出达到1：6差不多就是极限了，而电磁弹射的功率输出是由电路系统控制的，从大功率民用变电的经验可知1：100以内的变化是相当容易的。
再次，电磁弹射器可以和滑跃式甲板融合起来，而蒸汽弹射器却没有电磁弹射器的灵活，它不能弯曲，而电磁弹射器与滑跃式起飞结合后能增加飞机的载重量。如果将来中国使用电磁弹射器，并实用于辽宁号，便可使辽宁号能够搭载更多无人机一类的机种，从而大大提升辽宁号的作战能力。
最后，从使用上看，蒸汽弹射的长条开槽气缸不但难以制造，而且维护非常麻烦，每次维护也需要上百名军人，并且因为海上高盐分且湿度极高，蒸汽弹射器的维护频率非常高，每架弹射器完成500次左右的弹射就需要进行一次维护，而在几次维护以后，就必须返回港口进行专业维护，在高强度持续作战中，蒸汽弹射这个问题暴露无遗。
电磁弹射就没有蒸汽弹射的问题，只需要足够的电能，电磁弹射甚至可以无限次的执行弹射任务，虽然受限于舰载机飞行员和机体的限制，每天弹射效率最高也仅有160~240次，但也达到了10万吨级航母的极限了。并且电磁弹射可以轻松调整功率，甚至能够弹射仅有几百公斤的无人机
电磁弹射器如此牛逼，作为技术控的中国军工人自然也不能闲着，研制中国的电磁弹射器自然是理所当然，对广大“吃瓜群众”来说，最关心的问题就是咱们的电磁弹射器和老美的比到底孰优孰劣。其实和很多国产先进装备一样，我们有着后发优势，根据中国电磁弹射之父——马伟明的采访原话，“美国目前是中压交流，还处于第一代水平，差我们一代。(他们目前)才开始做预研中压直流，要赶上我们是十几年以后的事情。(一项技术)领先不领先，先进不先进不是自己说的，需要世界同行评价，标准是客观存在的。”，我们不难看出使用直流系统的国产电磁弹射器在技术上就比使用交流系统的美国货要先进一代！
此外，美军的福特级虽然已经装上了电磁弹射器，但是问题很多，最严重的就是电磁弹射不稳定。而中国的电磁弹射器在地面试验中多次成功实现弹射歼-15重型战斗机，其稳定性已经得到了有关报道的证实。早在2015年，马伟明就表示过，中国舰载机弹射起飞技术完全没有问题，多次实践都很顺利，有信心运用到现实当中去。他的团队利用飞轮储能技术，加上舰船中压直流系统，采用独特方法，顺利解决了电磁弹射时的储能和瞬间放电问题，还有强大的电磁辐射安全问题，都得到了解决。实践表明，国产电磁弹射器的结构简单，其电力电子变换系统，控制系统都是在成熟技术基础上发展而来，具有很高的可靠性。而且，国产电磁弹射器的设计也将更加紧凑，因为要安装电磁弹射器的国产003型航母满载排水量仅8万多吨，所以它需要有效的利用舰上空间。
当然除使用了先进的关键技术，国产电磁弹射系统在整体设计上也有很多看点，首先，放弃了辽宁舰上那样的轮挡，改而使用制动杆，这种方式对于不同起飞重量和主轮距的舰载机都适用，但对舰载机起落架和制动杆应力销的材料强度要求非常高。制动杆在这里的应用，充分说明国产新型电磁弹射器设计的完善与优越性，也是我国材料科技大发展的印证。其次，从照片中分析，中国电磁弹射器控制中心的体量较小，还采用了升降技术，最大限度的减少了对甲板运作的干扰，这样虽然能够减少对飞行甲板的干扰，但视野也更小。某种程度上来说，也是一种对航母甲板面积的妥协，很明显是为了适应国产003型航母8万吨的排水量。
▲红色方框内即为配合新型电磁弹射器使用的制动杆，制动杆操作员手里也拿着一具
根据军媒透露的消息，国产003型航母满载排水量超过8万吨，由于动力限制将搭载3条电磁弹射器。可能搭载多达60架战机，目前的主力舰载机仍是改进后具备弹射起降能力的歼15战机，未来应该会由隐形舰载战斗机取代。目前中国的直-20，舰载机预警机等设备都已基本成熟，因此，003型航母在下水后可以在很短时间内形成战斗力，显而易见，其战斗力将完全超过现役的辽宁舰。此外，由于电磁弹射器在调节功率方面的优越性，还可以实现无人机的上舰，这将大大提高人民海军在战术上的灵活性，有助于应对未来多变的国际局势。
老高认为从辽宁号到003型，中国就是这么一步一个脚印实现自己的强军梦，国产电磁弹射器的横空出世不是奇迹而是中国人厚积薄发的必然结果！
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