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福建号航母下水,弹射一架飞机需要多少度电?用高中物理就能算清

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图为维护当中的弹射器

美国在研究电磁弹射系统的时候,付出了非常大的功夫,甚至在福特号被建造完毕之后,美国依旧未能解决自己的弹射器问题;那么福建号,航空母舰下水之后,它弹射一架飞机到底需要多少电?这个问题实际上用高中物理就能算清;那么既然这个问题的答案如此简单,为何不管是中国还是美国,所研发和生产的弹射器都如此复杂?


图为地面电磁弹射实验系统

如果按照歼15战斗机自身的全装备重量高达36吨来进行计算,003号航空母舰的电磁弹射器,将这架战斗机加速到140节所需要消耗的能量为93312000焦耳,假设将电磁弹射系统电磁轨道和储能电容储蓄和转换电能的能效比为0.5,那么,只要将这个参数反过来,就可以计算出中国只需要52度电,就能让003号航空母舰的弹射系统将一架全副武装的歼15战斗机给弹射出去,如果把这个电力消耗换算成燃气轮机的耗油量也同样按照0.5的能效比来算,就可以得出结论:中国003号航空母舰弹射一架自身重量高达36吨的歼15战斗机所需要耗费的柴油为11.31升。


图为电磁弹射轨道

但如果是交由蒸汽弹射系统来弹射质量自身重量高达36吨的歼15战斗机,那么按照蒸汽锅炉5%~6%的能效比来算,中国想要弹射这架战斗机所需要耗费的材料数量约为60升,差不多等于使用电磁弹射系统的5倍到6倍;所以从这里就可以看出:使用电磁弹射系统对能量的消耗,实际上要比使用蒸汽弹射系统要低得多,倘若让美国的尼米兹级航空母舰使用电磁弹射系统,那他们将飞行甲板上所有战斗机弹射出去,所需要花费的时间将会比现在更短,难怪就算美国现在研发的电磁弹射系统性能不可靠,美国也要将其安装到最新式的航空母舰福特级身上,或许,只要等到美国将本国电磁弹射系统的研发彻底完成,这一级航空母舰就能完全发挥出自己的战斗能力了。 但美国想要解决电磁弹射系统缺陷的难度实际上也并不低:,尽管电磁弹射系统在甲板面上的主要结构实际上只是一台结构相当简单的直线电机,但想要让这台电动机发挥出自己的力量,需要航空母舰为其在短时间内提供大量的电能,这显然不是航母上的主要发电机系统能够做到的事情;因此,福特号航空母舰为每一台电磁弹射系统提供了3个大功率飞轮电池,以确保弹射系统能够在极短的时间内获得足够的电力。


图为中国最新式航空母舰

只是,美国福特号航空母舰面临的最大问题在于这艘航空母舰的主电网使用的是交流供电系统,倘若想要为弹射系统提供电力,那必须在舰船上安装一套大型变流器系统,才能为弹射装置提供足够的电力,由于这套系统所需要承受的负荷是如此之高,对结构可靠性的要求是如此的严格,以至于像是美国这样的技术超级大国也无法确保这套设备能够在预定的状况下保持自身的可靠性,难怪美国的福特号航空母舰从开始服役到现在,状况依旧非常不可靠。 美国在福特号电磁弹射航母的研发上遇上了很大的挫折,并导致了其他国家在该方面的研究脚步也因此放慢,但不管是美国还是中国都认定了电磁弹射系统将会是本国航空母舰未来必然需要装备的重要设备之一,所以,不管是现在的美国,还是其他同样研发和生产弹射式航空母舰的国家,未来必然会将电磁弹射系统作为其主要的攻关方向。

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