不是慢镜头！福建舰电磁弹射速度那么快，是怎么瞬间刹车的？

最近，官方公开福建舰正式服役的一段电磁弹射空载弹射视频火了。视频中，伴随着弹射时悦耳的震颤与电流声，福建舰的电磁弹射滑块以200公里时速向前高速弹出，又在轨道的末端几乎瞬间刹停，稳稳地停下了镜头前。

▲这不是慢镜头

▲央视为此专门做了一个3分钟的循环视频，让大家反复观看

一开始，大家还以为这是延时摄影的慢镜头，但很快就有眼尖的网友发现了，福建舰上的旗帜随风飘荡的速度始终如一——这不是慢镜头，而是正常速度的实拍！

看到这个镜头，不知道你想到的是什么？反正军武菌想到的都是……星际跃迁

但你有没有想过一个问题，为什么航母弹射器上的滑块能实现“瞬间刹停”？

俗话说外行看热闹，内行看门道。军武菌今天就来教大家一点装B的小技巧，用中学生都能看懂的知识讲清楚这里面的原理。

弹射器刹停原理

首先，不论是电磁弹射器还是蒸汽弹射器，都要面临一个问题：弹射舰载机时，弹射滑块会带动舰载机高速向前运动。到了滑行尽头时，飞机自然是飞出去了，但是滑块怎么办？总不能和飞机一样扔出去吧？

按照一般的想法，只要在滑块的尽头放一个挡板，就能把滑块挡住了。但问题是，弹射器工作时会给滑块施加极高的速度，带来巨大的动能。如果是硬碰硬的撞在一起，就算一次两次没有撞坏，长久下去也肯定会对结构造成不可逆的损害，没准哪天就给射出去了。

因此，弹射器必须在滑块的尽头设置一个缓冲装置，从而吸收弹射舰载机时滑块上的残余动能，保护整个弹射系统不受破坏。

▲现代复合弓上会有一个专门阻拦弓弦的减震器，就是差不多的原理

当然，弹射器的动能不是一般的大，这个缓冲器不可能随便找块橡胶或者弹簧就行了。因此在美国的蒸汽弹射航母上，采取的是一种叫做“水阻尼器”的液压缓冲装置。

▲水阻尼器的原理

水阻尼器的结构其实很简单，就是一个装满了水的罐子，设置在弹射器轨道的末端。由于水几乎是不可压缩的，当弹射器的滑块冲入水阻尼器时，滑块上的动能就会被水吸收释放，大大减轻对滑块和其他零件的损伤，原理就和从楼上跳下来会摔死，但跳水运动员入水却不会受伤一样。通常来说，只需要1.5米的距离就能让高速前进的弹射滑块完成刹车。

▲水阻尼器安装在弹射器前方，或许也可以称为液压阻拦器

这套系统的原理非常简单，甚至可以说是原始，因为早在第二次世界大战结束时，美国海军的航空母舰就已经开始使用类似的水阻尼器了，并一直沿用到现在还在服役的尼米兹级核动力航母身上。但必须承认，这套系统也确实足够可靠，经过70多年仍然没有什么大的改变。

▲尼米兹级航母还在使用这种水阻尼器

不过，蒸汽弹射这种落后技术相信大家也不是很感兴趣。我们接下来重点讲解，福建舰上使用的电磁弹射器实现急停，究竟是个什么原理。

楞次定律

相信大家都知道，电磁弹射器的原理和结构其实都要比蒸汽弹射器简单，在刹车这方面其实也是一样的。而且军武菌敢说，很多读者在上学的时候估计都学过，这就是高中物理的必修内容“楞次定律”。

▲德国物理学家楞次

嗯，军武菌知道，就算有人学过，估计也都已经还给老师了。所以我在这里再讲一遍。楞次定律的内容是：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

这一段文字，绝大多数人看起来估计都和天书一样，每个字都认识，就是看不懂。所以在教学过程中，老师们常常把楞次定律总结为一段口诀：“增反减同，来拒去留，增缩减扩”。

而对我们今天这个问题，最重要的部分就是这个“来拒去留”。

▲物体会在圈中缓慢掉落，这个现象看起来非常神奇

根据电磁感应定律，我们可以知道，导体在靠近磁体的磁场时，会随着切割磁感线的方向产生感应电流。而感应电流本身产生的磁场与当前所处的磁场是相反的，即“增反”，阻碍导体与磁场的靠近，这也就是所谓的“来拒”。

因此，如果我们放置一块强磁铁，然后用铝、铜等本身没有磁性的优良导体靠近或原理磁铁，就会基于这一原理产生阻力，表现出“来拒去留”的特性，阻碍两者之间的相对运动，这就是所谓的电磁阻尼。

而且，电磁阻尼的阻力大小与导体和磁体之间的相对速度是成正比的。两者的相对速度越大，阻力也就越大。如果以较快的速度靠近，形成的电磁阻尼也比较大。当然，这种阻力也受限于磁体本身的磁力，你用家里冰箱贴上的磁铁肯定是什么也挡不住的。

前些年军武菌看到过一个新闻，说是有人找到银行，说自己购买的金条可以被磁铁吸取。视频里这名男子使用磁性极强的钕磁铁靠近悬空的金条，随后快速靠近和远离金条，金条也随之发生了轻微的晃动，因此他认为金条成分不纯，里面很可能含有铁。

但事实上，只要学过高中物理的人，都能搞明白这里面的原因——黄金同样是一种导体，使用强磁铁靠近金条，当然会让金条发生电磁感应现象，从而表现出“来拒去留”的现象！可惜的是，不论是当事人、银行职员还是新闻记者，估计都把知识还给物理老师了。

而具体到电磁弹射器上，情况也是一样的。只要弹射器的滑块上使用了铝或铜一类的导电材料，并在弹射轨道的末端设置一块强磁铁，就可以实现弹射器的短时间制动。而且不论电磁弹射器以什么样的速度弹出，只要在安全范围之内，都能够利用电磁感应效应迅速完成刹车。

▲这就是电磁阻尼的效果

事实上，这种电磁制动原理在我们的日常生活中是经常能见到的，其中最常见的就是过山车和跳楼机。现在的过山车基本上都采取了电磁制动结构，在高速状态下也能迅速完成刹车，而且对制动系统几乎没有任何磨损，安全性和耐用性大幅提升。

▲游乐场里的跳楼机就是这种原理来刹停的

▲过山车上也广泛使用了这套制动系统

不过，正如前面说的，电磁阻尼的阻力和相对速度是成正比的，如果两者的相对速度非常慢，产生的阻力就会小得忽略不计。所以在视频里我们可以看到，这个滑块并不是直接减速到静止的，而是瞬间刹车之后，又向前低速滑动了一小段，这才完全停下来。

所以说，电磁弹射器的“瞬间刹停”原理其实非常简单，没有什么高深的原理，用中学物理知识就能解释清楚。军武菌建议大家把这篇文章好好多读几遍，下次陪女朋友坐过山车的时候，就有吹水的资本了！