福建号航母完成电弹测试，将挑战电磁阻拦试验：美军一直没有掌握

根据央视的报道，江南造船厂港池内的福建舰，已经完成了电磁弹射实验，电磁弹射实验成功之后，并不意味着电磁系统的测试已经结束。

相反，福建舰的电磁系统将迎来最大考验，那就是电磁阻拦技术的测试，需要明白的是，并不是说解决了电磁弹射系统就一定可以解决电磁拦阻系统，美国福特号的电磁阻拦基本上不具备实用价值。

福特号航母的电磁阻拦装置不具备实用价值

美国的福特号的电磁弹射原定标准是4000次的故障周期，实际只有272次，也就是说电磁弹射只要运行272次就会故障，勉强还能够使用。而在美国原先的设计者，福特号相比尼米兹大幅提高了舰载机的日出动量，由原先每天 120 架次增加到每天 160 架次，其高峰出动量也由原先的 220 ~240 架次/日，增加到 270 架次/日。但是现在的故障周期，基本上高峰出动一次，就得拉回修理厂修理一次。

而电磁阻拦技术原定的的设计指标是16500次，然而现实中的故障周期是41次，据美国海军评估，一艘搭载 75 架舰载机的尼米兹级航母，在3 天的作战时间内，每天打击的目标数是248 个。而搭载同等数量舰载机的福特号航母，其打击的目标数将达 2 000 个以上。考虑其它武器的使用，其综合作战效能要高出尼米兹级 3倍。但是现实中，福特号航母在承担最多40次舰载机降落的任务之后，就会陷入故障，舰载机飞出去却不能降落，那么最终的结果只能成为靶子。

故障之后需要7天才能修复。更严重的是福特号上弹射器数量达到 4 条，而降落通道只有 1 条，这给航母舰载机的作战带来非常大的隐患。

这个故障率，基本上就不具备实战能力，毕竟舰载机是航母打击群的核心战力，可以说创造了一个新的世界纪录。

电磁阻拦技术的原理

之所以福特号会存在如此大的问题，这是因为电磁弹射双方的技术路线存在较大差距，可以说一个是放能，一个是储能+放能，从能量等级和能量回收再利用以及对应的机械构造上，有极大的差距。

我们要知道，舰载机起降技术是指舰载机在运动的、有限长的航母飞行甲板上起飞以及回收的过程。就两者来说，舰载机着舰比起飞难度大的多。

自从第一架飞机从航母上起飞后，舰载机的着舰任务就成了飞机设计师和舰队工作老的挑战。即使在良好的气候和海况条件下，舰运动、舰机动等不利条件以及大气紊流都将成为这项作业的难点。舰载机的着舰比陆基飞机的着陆更具危险性和复杂性，事故率也更高。

舰载机在航母的甲板上着舰，叙用板一般长度不超过150 ~ 200 m，由于现代喷气式舰载机着陆速度很快，如果不经阻拦将滑行上千 m 的距离才能停下来所以现代航母上都安装了阻拦装置以缩短舰载机的制动距离。飞机在航母上降落时需要使用阻拦装置,使飞机在规定的距离内停下来,。

航母上使用的舰载机拦阻装置一般有两种：阻拦索和拦阻网。如果着舰时飞机拦阻钩没有钩住阻拦索，那么还设置一个拦阻网可以使飞机停止前进。传统的拖动沙包式阻拦索虽然结构简单，但是使用起来 显得笨拙。

而科学家发现当用已经通电的线圈通过控制器迅速减小电流来阻碍舰载机拖动的导体在其中运动以达到阻拦舰载机的方案是可行并有效的。

美国的电磁阻拦装置全称叫做涡轮电力阻拦装置。采用了液压涡轮装置取代了过去液压油缸，当拦阻索被飞机勾住拉动减速时，整套系统将会自动计算分析拦阻索的受力情况，反馈给电机、液压涡轮系统，然后给予最合适的拉力，远比传统液压机械灵敏，能延长飞机与钢缆的寿命。按照原来科学家的设想，相较于传统钢缆系统的大型液压缓冲机，先进拦阻装置(AAG)的电机与液压涡轮无论是体积、重量或维修需求都大幅降低。需要说明的是，中国采用的电磁阻拦技术和美国的并不一样。

相比于传统机械式的阻拦装置，电磁式先进阻拦装置具有系统效率高、弹射范围广、准备时间短、适装性好、控制精确、维护成本低等突出优势，也就是说电磁阻拦的故障率按道理是要比传统阻拦装置更低的，但是美国的电磁阻拦装置却反了过来。

美国福特号航母电磁系统问题产生的原因

这一切的问题就是福特舰的电力系统，福特号航母的供电能力很强大，采用两座核反应堆，4 座蒸汽轮机，4 轴推进，反应堆换装为新一代 A1B 反应堆最多可以提供高达 200 MW 的电力，而尼米兹级只有 68 MW 左右，除了增强发电能力外，福特级还采用了新一代配电系统，输电电压高达 13 500 V。

但是福特号最大的问题就是采用了中压交流方案，为航母上的设备提供电力，中压交流电路线多了逆变器等庞大的设备，整个设计变得更加复杂。复杂就意味着出问题的几率会变高。

但是现实大家也都看到，为什么会这样呢？美国的设计是这样的，是先用船上电网给交流发电机加速，当需要弹射或者阻拦的时候呢，停止供电，让这交流发电机开始发电，用这几台交流发电机发的电，通过逆变器等设备去带动直线电机运转，然后再通过飞轮储能释放。整套机械能储能的交流发电机非常复杂，也非常不可靠。而且整个过程还有巨大能量损失问题。

中国为什么不会出现问题

而中国福建舰采用的是中压直流电力系统，采用的是电容储能方式，它是利用电极 / 电解液界面电荷分离所形成的双电层，或借助电极表面快速的电化学反应所产生的法拉第“准电容”来实现能量储存 的储能装置，其能量密度 和比功率都高于一般储能装置，工作温度范围长、使用 寿命长且无污染。这样电容放电放出来的是直流电，再加上中压直流方案，一步到位，没有中间商赚差价，简单高效。可靠性稳定性高。

对于美国来说，最大的麻烦是，传统的蒸汽弹射/阻拦系统的供应商已经倒闭，而如果无法解决电磁装置存在的问题，那么除了福特号无法使用之外，接下来计划建造的福特级航母都无法具备战斗力，而美国的尼米兹航母在2027年要退役2艘，到时候美国将面临无航母可用的尴尬处境。