中国行我也行!印度公布电磁弹射缩比模型:用于印度第二艘国产航母

日前在社交媒体上爆出了一个大新闻，疑似印度的电磁弹射缩比模型被公布在了网上，一同公布的还有电弹设计的原理图，网友们都很好奇，印度居然也能搞电磁弹射了？然而明白人都知道，印度人的法国老师都是买的美国货，这印度学生就能插翅膀飞了？

印度公布电磁弹射器设计图

微博巨佬“牧星观海天”在9月28日发布了一条博文“疑似印度的电磁弹射器缩比模型，注意力都被那个“别致”的飞机模型吸引了。”随文配上了四张图，看起来还真就是印度的电磁弹射缩比模型：

笔者看到也有点懵圈，看着这几张图，笔者大概是知道的，但印度近期并没有爆出电磁弹射重大进展的新闻，因此就在网上找了一圈，结果还真找到了原始出处：

一个ID为Varun Karthikeyan@Varun55484761的账号，专注于印度防务，有大量印度网民关注，在这个帖子下，也有很多印度网民留言询问进度以及未来这条电磁弹射器的装机对象。顺着评论区的互动，笔者翻到了这些图在这个ID上最早发表的时间是2021年8月7日，不过与上次不一样的是这次还随文公开了一张原理图：

在多个留言中，印度网友把该电磁弹射设备的装机对象指向了IAC-2，也就是“INSVishal”（维沙尔）航母，是一艘计划由科钦造船厂为印度海军建造的航空母舰，是继维克兰特（IAC-1）后的第二艘印度国产航母，两者相比，IAC-2有很多与IAC-1不一样的地方：

• IAC-2尺寸要远比IAC-1大，排水量也从4.5万吨增加到了6.5万吨左右；
• 动力系统从燃气轮机变速箱传统转为常规动力综合全电系统；
• 起飞方式从滑跃式甲板起飞与机械拦阻转为电磁弹射起飞与电磁拦阻降落方式；

IAC-2的最早是在2011年开始的，2012年给出了概念设计，打算采用CATOBAR（“弹射器辅助起飞但拦阻回收”或“弹射器辅助起飞障碍拦阻回收”）方式，而非采用STOBAR（“短距起飞但拦阻回收”或“短距起飞、障碍拦阻回收”，就是滑跃起飞，拦阻降落）。

印度确实从2012年开始就在为实现电磁弹射努力，而从目前网上公开的技术来看，印度似乎也开始摸到了一些方向，比如弹射的缩比模型，笔者从结构方面分析，这还真是一套可以真正弹射的模型，印度海军的工程师只要将这套系统放大，即可装到IAC-2上实现印度海军的电磁弹射梦！

很多印度网友都在印度防务论坛上欢呼，似乎这电磁弹射就那么简单，造个模型，然后在测试OK后等比例放大即可，反正印度网友是信了，那么这个问题究竟有没有可能呢？且听笔者下文简单分析。

法国人都没搞明白，印度人就能搞明白了？

这个事件中有一个关键，在关注印度防务的那个X上发布的推文中包含了一张设计原理图，笔者也差点以为是最新公布的，但笔者却发现早在2019年3月31日时的印度防务论坛上就已经出现了这张图，只是很多网友看不明白，并且还孤零零的没有太多说明，所以才被很多网友给忽略了。

原图图表明：印度走的可能是美国路线

这张原理图展现了电磁弹射的几个模块要素，有兴趣的朋友可以仔细研究下这张图，还是看出不少信息的：

笔者简单解释下，电磁弹射主要包括如下关键模块：

1. Prime Power Interface：主电源接口，功能是从航母的电源多电源系统接入电源，比如来自航母配电系统以及专门为电磁弹射准备的燃气轮机发电机等。
2. Launch Motor：直线电机（弹射电机），功能是将电能转换为直线移动的机械能
3. Power Conversion Electronics（功率转换电子设备），功能是将交流或者直流电源转换成系统所需要的受控的中频电源；
4. Launch Control：弹射控制，通过对弹射系统反馈的信号控制不同重量与起飞要求的飞行器弹射加速度；
5. Energy Storage：强迫储能系统，电磁弹射系统短期功率极大，航母电力系统无法提供如此大功率，只能使用储能系统在弹射间隔临时强迫储能；
6. Energy Distribution System：能量分配系统，通过电缆、断路器等连接电力调节分系统和直线电机分系统。
7. Advanced Arresting Gear (AAG) programme：高级电磁拦阻系统，上图不包含这个系统，拦阻降落的飞行器使用；

对于电弹结构原理的描述并不难，不过印度却不仅仅停留在纸上谈兵的程度，因为印度不只做出了PPT，也干出了缩比模型，似乎已经走出很远！就等着未来IAC-2航母下水即可放大舾装了！

然而我们却看到了法国向美国采购电磁弹射器的新闻，2021年12月美批准向法国出售2套电磁弹射器（EMALS）、1组（3条）先进拦阻系统（AAG）用于法国的的PA-AN新航母，包括安装、调试、维护等，总报价达到了13.21亿美元。

这法国一直都是印度技术的转让来源国，航母以及舰载战斗机以及空军的战斗机等大量技术都来自法国，这回法国还在购买电磁弹射器，印度却搞出了自己的弹射器？看起来实在是太不可思议了，这到底是怎么回事？

印美电磁弹射合作：其实早就开始

印度一直都在寻求美国的的技术支持，早在2013年时，EMALS（电磁弹射系统）的开发商通用原子公司也在美国政府的许可下向印度海军军官介绍了该技术。2015年事美国负责采办和保障事务的副国防部长弗兰克·肯德尔表示，奥巴马政府支持向印度出售电磁弹射系统等技术。

印度和美国还成立了航母合作联合工作组，合作设计和开发航母，印度海军和美国海军军官于2015年8月举行了第一次会议。2017年10月，美国国务卿 雷克斯·蒂勒森访问印度之前，特朗普政府批准发布维沙尔电磁弹射系统技术。

2022年4月，印度国有BHEL与GE Power Conversion签署了一份谅解备忘录，GE Power Conversion是一家英法企业，目前已经被通用收购，该公司是电力和推进子联盟的一部分，该联盟包括General Electric Power Conversion（GE子公司）、泰雷兹英国公司、L3 Communications和劳斯莱斯）。该谅解备忘录的目的是提高印度海军开发集成全电力推进系统（IFEP）的本土能力，其中包括为计划中的航空母舰开发的系统。

印度人搞明白了没有：交流还是直流？

印度和法国的技术都来自印度就对了，只是法国直接购买，而印度还想着挣扎一下，与美国搞技术合作，希望能搞起印度自研的技术来，然而美国自己都有问题，转让给法国和印度的技术会有进步？

法国PA-NG航母

这个问题讨论要从舰载全电系统开始说起，必须要提到国内著名的朱姆沃尔特交直流之争，朱姆级是美军的明星舰，那科幻的造型不明觉厉，并且其“分布式垂发系统”、原配电磁炮（后改成射程上百千米的制导炮弹），一看就是全球战斗力“第一”的驱逐舰！

但其搭载的推进系统却接二连三的出问题，2016年11月21日，“朱姆沃尔特”号从大西洋方向穿越巴拿马运河米拉弗洛雷斯船闸向太平洋行驶期间动力发生故障，由拖船拖往巴拿马的原美国罗德曼海军基地；

2023年7月27日，首舰“朱姆沃尔特”号（DDG-1000）从圣迭戈海军基地前往密西西比州帕斯卡古拉的亨廷顿·英格尔斯造船厂接受包括安装“常规快速打击”武器在内的重大现代化改装和技术升级时出现故障不得不返回基地维修；

朱姆的推进系统故障引发了国内对美系武器持有好感朋友的激烈讨论，有人表示朱姆是中压直流系统，但也有网友给出证据确认是中压交流，然而根据美军此前公开的资料，朱姆确实是中压交流无疑：

• 台主发电机（2x9180KW，2x8160KW）
• 四台推进变压器（4x7200KVA 6600/2000V）
• 高压配电盘（6600V）
• 两台配电变压器 (2 x 5000KVA 6600/480V)
• 四台通用电气SD7000同步电机驱动器 (4 x 6.5MW)
• 两台主推进电机 (2 x 11262kW)

为提高灵活性、可靠性和经济性考虑，四台柴油发电机为6.6kV交流母线供电。该船采用单轴设计，由 22.5 兆瓦的串联电机驱动，在同一轴上连接在一起。每个电机有两组三相独立定子绕组，由总共四台通用电气SD7000 三相同步电机驱动器通过四个相应的移相变压器供电。

请注意，这段话的意思是四台发电机发出的6.6kV三相交流电经过四台推进变压器和四台同步电机驱动变换后给两台双绕组三相同步电机供电，妥妥的中压交流，哪来的直流之说？

全电推进：中压直流才是王道

上文说的是舰载全电系统，简单理解就是发动机发电，然后通过电缆驱动电动机再带动螺旋桨推进，看似脱裤子放屁，但事实上优点很多，比如发动机转速与螺旋桨匹配需要变速箱，现在不用了，比如发动机布置在船中，大轴需要穿过几十米才能到达尾部驱动螺旋桨，不仅重量大，低频振动，还碍手碍脚不利于舱室布置。

所以船用全电系统早就开始发展了，但一直在民用领域，原因也很简单，可靠性不够高，功率也不够大，不过上世纪九十年代以来已经在军事领域迅猛发展，然而在这个领域却出现了两种路线，一条是中压交流，一条中压是直流。

交流其实是输电的传统，因为交流电可以自由变换，断路控制以及输变电非常方便！在舰载全电系统中，交流电直连推进完全没问题，但需要各种加减速/转向等操作时这种1:1的模式就有问题了，需要调节电动机输入电压的幅值、相位和频率就有问题了。

此时的中压交流模式就晕菜了，因为交流要变频的话需要经过交流变直流、直流变交流、在这个过程中会涉及改变电压、改变频率、改变相位以及输出脉冲功率，以前因为没有功率电子器件，这种操作往往很难，所以用交流驱动的中压交流体制并没有特别严重的问题。

但随着IGBC以及SiC的出现，这些问题变得非常简单，而且还因为直流电无需整流，输电系统的在输送直流电时功率密度可以增加20%，并且直流没有相位，就是一个稳态过程，可以非常方便的将全舰各种不同的电源整合（简单理解就是多电源并联），比交流电处理起来方便一个数量级，而且可靠性更高。

这也是朱姆级驱逐舰中压交流体制的问题所在，以目前的趋势是交流完全没必要用在舰载全电系统中，但从上世纪九十年代开始，美军就开始在舰载中压交流系统中折腾，到朱姆级驱逐舰、福特级航母最终用上了舰载中压直流体系，现在要改，没有几十年时间怎么可能？

和电磁弹射有啥关系：福特号就死在中压交流体制上

电磁弹射虽然和全电推进并不是继承关系，但全电可以将全舰电力通过联网完成配电，效率与可靠性要比独立供电的模式要高得多。扯远了，回到电磁弹射系统，这个系统最关键的又几个，一个是储能技术、大功率电力调节技术、直线电机技术与弹射控制技术。

其中与交直流体制相关的是储能与大功率电力调节技术，福特级电弹最大的问题就是在储能体制与电磁弹射控制，中压交流体制的储能用什么？答案是使用飞轮储能最佳，因为这种储能方式可以直接输入交流电，需要的时候输出交流电。

美军的福特级航母用了四台飞轮储能发电机，这种高速旋转的设备维护要求还是比较高的，为什么不用更方便的电池+超级电容？其实也是可以的，只是会增加系统复杂度，因为这些电容与电池需要输入直流，而中压交流体制中使用这个系统，那么在充电时会经过交流转直流，再从直流转交流的过程，在电磁弹射这种要求极端功率输出的体系中要这样转换不是很要命么？

另一个就是电磁弹射系统中的“Power Conversion Electronics（功率转换电子设备），功能是将交流或者直流电源转换成系统所需要的受控的中频电源”，在中压直流体系中这部分可以少一半，因为不需要交流整流到直流的过程，直接转换成需要的中频电源，而在中压交流体系中需要交流转直流，再转换成所需要的频率频宽不一样的交流。

所以福特级电磁弹射系统在2021年6月份时四条弹射器全部趴窝据说就是这个设备出现了问题，由于系统过于复杂，四条弹射器用了一套系统，因此这个玩意儿一坏，弹射器就彻底玩完了。

反观中压直流体系就没这个问题，储能系统用电池或者超级电容可以随便选，这种储能方式布置也很方便，更换很容易，甚至可以在线热备更换，而且在功率变换设备上复杂度也只有中压交流体制的1/2~2/3左右！

美军也早已发现中压直流体制远优于中压交流，但几十年的技术岂能一朝就废弃？这属于军工集团派系利益之争，另一个这还是直流体制需要从头再来，这是时间问题，估计美军再过十年八年应该也能用上，但到那会中国搞不好已经走到功率密度更高的高压直流了。

印度能拿到什么？交流体制无疑

印度从现在开始发展，其实完全可以走中压直流体制，但印度没有像马伟明这样的技术牛人，所以印度的舰载全电系统选择与通用合作，那么问题来了，印度能拿到通用最新在搞的中压直流技术吗？答案是不可能，一个是不成熟，另一个通用也不可能拿最新的技术交流给印度，要不然美国会就不会批准。

所以从理论上来看，印度目前还是会走中压交流的老路，和法国一样，未来的电弹和福特级会存在同样的问题，这个从娘胎里带出来的问题，印度和法国靠自己的技术不可能解决。