1樓：匿名使用者
電磁彈射器被認為是蒸汽彈射器的可行替代方案,美海軍的航母電磁彈射器(emals)研究最早可追溯到20世紀40年代。2023年,美國開發出電磁彈射器的小比例模型,該模型長3.66公尺,寬為實際尺寸的一半,試驗表明,其靜態推力可達到500千牛以上,彈射直線電機的電磁輻射也能夠被控制在槽型結構內。
此後,美國就此項研究進行了許多設計研究,硬體演示和技術**,但受經費限制,研究的範圍和規模有限。20世紀90年代後期,美國在論證未來航母的過程中,正式將電磁彈射系統擺上了議事日程。2023年,美國海軍完成了電磁彈射器的概念**和定義工作,並發布招標書。
2023年4月2日,美國海軍空戰中心選擇了通用原子公司的電磁彈射器方案,確定由該公司領導的團隊承擔電磁彈射器的研製和驗證工作。2023年9月3日,美國航母電磁彈射器完成第一階段高周試驗(hct-1),通過海量重複試驗(10000次),驗證了電磁彈射器的電氣、熱力裝置的效能以及儲能系統的充放電周期率。2023年冬,將開始第二階段高周試驗,包括滿功率試驗以及環境適應性測試,給出電磁彈射器的效能預報。
電磁彈射器的基本原理和系統組成
電磁彈射器利用直線感應電機的直線運動,帶動艦載機加速到起飛速度,其工作原理是:直線感應電機的初級(固定部分)通上交流電後,產生交變磁場,這種磁場在直線感應電機的次級(運動部分)產生感應電流,使次級變為有感應電流的導體,這樣,處於交變磁場的次級部分就會受到安培力的作用,向前運動。電磁彈射器的核心構成包括:
彈射直線電機
彈射直線電機是電磁彈射器的核心部分。目前美國採用的是直線感應電機,其主要技術難點有三:一是高峰值功率直線電機的開發。
電磁彈射器的峰值功率要求很高,可能達到100兆瓦以上,而目前能實現工程應用的直線電機單機功率僅為幾百千瓦。為了降低對直線電機功率的要求,美國的每部電磁彈射器都採用了4臺直線電機(單機功率超過30兆瓦),它們的總功率可達到百兆瓦級;二是電磁洩露。需要對電磁彈射器可能產生的全部頻段進行模擬,並將飛行甲板上的磁感應強度與各種艦載機裝置的敏感度進行對比,防止對艦上裝置造成影響;三是散熱。
用於電磁彈射器的永磁彈射直線電機初級的峰值功率損失可達到13.3兆瓦,銅片的最高溫度可達118.2℃,需要利用主動冷卻系統對其進行冷卻。
直線感應電機的功率損失可能會超過永磁直線電機,因此必須考慮如何高效散熱。
儲能系統
電磁彈射器對電力的需求很大,在彈射較重的艦載機時,整個電磁彈射器的峰值功率可能會達到100兆瓦甚至更高,在目前的條件下,這部分用電無法直接依賴航母電力系統實時供給,必須依靠儲能系統將所需的電能事先儲存起來,在需要的時候瞬間釋放。由於體積和重量等原因,能夠滿足電磁彈射器儲能需要的現成系統無法直接用於航母。目前美國海軍的電磁彈射器採用的是飛輪儲能(fes)裝置。
電力電子變換系統
電力電子變換系統從儲能系統獲取電能,在長約103公尺的直線電機上,電力電子變換系統能夠在特定時間僅僅接通對彈射起作用的線圈,而不是把整個直線電機的線圈一起接通,從而使整個系統有效運轉。它還能通過改變供電的電壓,頻率,使電磁彈射器在各種速度上都以最高效率運轉。電磁彈射器所用的電力電子變換系統由可以高效控制強電能的現成民用電力電子裝置組成,可精確控制供給彈射電動機電脈衝的電壓和頻率。
控制與狀態監測系統
電磁彈射系統對控制與狀態監測系統的要求很高。在整個彈射過程中,控制與狀態監測系統不間斷地監視著電磁彈射器全系統的效能。該系統可根據飛機、環境的變化實施調控,使艦載機達到要求的末速度,並擔負整個電磁彈射器的報警任務。
電磁彈射器的優勢
美國海軍之所以為未來航母選擇電磁彈射器,主裝置、彈射汽缸、活塞、復位機械等構成,尤其是其複雜的管道系統被稱為「迷宮」。相比而言,電磁彈射器的構成要簡單得多,主要由彈射直線電機、儲能系統、電力電子變換系統和控制與狀態監測系統四部分組成。另外,電磁彈射器只使用電力,航母的原動機選擇靈活;而蒸汽彈射器需要蒸汽源,如果航母不採用蒸汽動力或核動力裝置,還需要專門為蒸汽彈射器配備輔助鍋爐提供蒸汽,極不經濟,且將佔據航母大量的空間和重量。
反應快,可靠、易維護、效率高
電磁彈射器利用直線電機進行彈射、制動並使往復車復位,在完全關閉的條件下不到15分鐘就能達到待用狀態;而蒸汽彈射器需要不斷給彈射槽加熱,在儲汽筒無蒸汽的情況下,達到待用狀態需要數小時。
2樓：匿名使用者
簡單的理解就是直線電機，常用的電機是旋轉電機，將其攤開就是直線電機，做往復運動。
3樓：大頭秀才
和電磁炮差不多，不過它發射的不是炮彈，是飛機
物理學原理是磁場產生的洛倫茲力
什麼是（航母）電磁彈射器？電磁彈射器的原理和優缺點是什麼？
4樓：黃惠超
電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機起飛裝置,是一種正在研究中的下一代飛機彈射裝置，與傳統的蒸汽式彈射器相比，電磁彈射具有容積小、對艦上輔助系統要求低、效率高、重量輕、執行和維護費用低廉的好處。
5樓：匿名使用者
彈射艦載機用的，縮短滑行距離，幫助其起飛。原理和磁懸浮列車差不多，優點是用電驅動較以前的蒸汽彈射效率高很多而且也不需要消耗大量淡水，動力系統的整合度更高等等，缺點是裝置比較精密而且工作時發熱量比較大，降溫技術影響連續彈射的時間間隔從而決定單位時間艦載機的起降數量
6樓：匿名使用者
電磁彈射器簡單的說就是利用電的磁效應產生兩組互斥的磁場從而產生推動力，從而為飛機提供額外的推力幫助起飛。其相對於傳統的蒸汽彈射方式，電磁彈射器構造簡單，體積更小，功率的可控性更強且更為高效，是航母彈射技術的未來發展趨勢。
從原理上，電磁彈射器並不複雜，制約我國研發電磁彈射器的主要是材料學和工藝。例如：如果像產生足夠強大的互斥磁場，需要在高溫超導技術和材料領域有突破。
值得稱讚的是，我國在高溫超導領域起步較早，因為高溫超導技術不再電磁彈射器上有重大意義，而且對於可控核聚變技術、電磁炮、大功率電動推進系統、輸電技術上都具有重大應用前景。因此，個人判斷，我國研發電磁彈射技術不存在壁壘，只不過需要進行大量的工程設計和實驗，相信未來幾年內可實現實質性突破。
7樓：由星騰
總參綠網，對外的軍事**，查檢視！
航母的蒸氣彈射主要原理和細節，以及電磁彈射的概念？
8樓：路過的野人
估計是利用蒸氣的壓力來推動飛機,飛機同時在推動時啟動發動機,電磁彈射是利用電磁場對飛機施加動能,不過個人以為這種彈射方式對無人機會有效,但如此強大的電磁場肯定會危害飛行員的健康,必須要對飛行員做好電磁場的遮蔽
9樓：
蒸氣彈射主要原理就和早期的火車蒸氣機一樣，但難題是它的氣缸是有乙個開放的縫，用於把戰機掛在上面，
電磁彈射器，應該就和磁火車一樣，用磁場的同極相斥，異極相吸的原理來加速活塞。
10樓：
蒸汽彈射器由發射系統、蒸汽系統、拖索張緊系統、潤滑及控制系統等部分組成。工作時，由鍋爐產生高壓蒸汽，將其儲存在蒸汽室裡；彈射前，拖索將艦載機鉤在往復車上；當高壓蒸汽充入汽缸筒後，蒸汽的巨大壓力推動活塞，活塞帶動往復車，往復車帶動艦載機飛速向前滑動，從而將飛機彈射出去。美國「尼公尺茲」級航空母艦現裝設的c-13型彈射器每分鐘可彈射2架起飛重量達30噸左右的艦載機。
如果同時使用4套蒸汽彈射器，昼間只需20～30秒鐘，就可彈射1架飛機；夜間則因視線等原因，間隔時間延長到80秒鐘。從50年代起、約半個世紀的飛行實踐證明，蒸汽彈射器仍是大中型航空母艦上最為成熟的一種艦載機彈射裝置。
航空母艦上：蒸汽彈射與電磁彈射有什麼區別？這兩種彈射方式各有什麼優點與缺點？
11樓：不搭啊
區別：電磁彈射是電磁推動彈射器滑塊，蒸汽彈射則是由蒸汽機推動滑塊。
優缺點：蒸汽彈射技術要求較低，但要消耗大量淡水，同時載荷有限。電磁彈射載荷大，很容易就能彈射大型飛機，也不消耗淡水，但需要大量電能，只有核動力航母才能持續提供如此大的能量，且技術要求較高。
航空母艦，簡稱「航母」，有「海上霸主」之美稱，是一種以艦載機為作戰**的大型水面艦艇，可以供艦載機起飛和降落。它通常擁有巨大的飛行甲板和艦島，艦島大多坐落於右舷。航空母艦是目前世界上最龐大、最複雜、威力最強的**之一，是乙個國家綜合國力的象徵。
現代航空母艦通常按滿載排水量的大小分為大型航空母艦、中型航空母艦、和小型航空母艦；按動力裝置可分為核動力航空母艦和常規動力航空母艦。
發展至今，航空母艦已是乙個國家綜合國力的象徵。依靠航空母艦，乙個國家可以在遠離其國土的地方、不依靠當地機場的情況下對當地施加軍事壓力和進行作戰。
12樓：匿名使用者
蒸汽彈射器在電磁彈射器面前根本就沒有優勢可言
浙江台有一期節目說了，蒸汽彈射器重量486噸而電磁彈射器僅有225噸。蒸汽彈射器執行需要500人而電磁彈射器僅需前者的三分之一。採用蒸汽彈射器的尼公尺茲級每天的出動架次是170—190而電磁彈射的福特級則是250—270。
建造要求上蒸汽彈射器材料要求苛刻，既需要耐高溫耐高壓還要耐高鹽海水的腐蝕，定期要做檢查，看看各項效能是否達標，而且美國尼公尺茲級航母的維護時間和費用有一半甚至一大半是花在蒸汽彈射器上的，而電磁彈射器以上因素統統不需要考慮，因為它的彈射速度更快，因此只需要乙個彈射滑塊的耐磨性即可。並且蒸汽彈射器會讓飛行甲板上總是煙霧繚繞，讓各種人員看不清各個方向的情況而電磁彈射不會。因此蒸汽彈射對比電磁彈射是完全被碾壓的
13樓：傷
航空母艦上的蒸汽彈射；使用乙個平的甲板作為飛機跑道。起飛時乙個蒸汽驅動的彈射裝置帶動飛機在兩秒鐘內達到起飛速度。目前只有美國具備生產這種蒸氣彈射器的成熟技術。
在工作原理上，蒸汽彈射器是以高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊，把與之相連的艦載機彈射出去的。它體積龐大，工作時要消耗大量蒸汽，功率浪費嚴重，只有約6%的蒸汽被利用。為製造和輸送蒸汽，航母要備有海水淡化裝置、大型鍋爐和無數管線，工作維護量驚人。
它的最大缺陷在於因為彈射功率太大而無法發射無人機，現役的無人機因為重量輕，在彈射時機體會被加速度扯碎。起飛一架飛機須1.5-2噸的淡水。
蒸汽彈射有兩種彈射方式：一種是前輪牽引式彈射，美國海軍2023年試驗成功。艦載機的前輪支架裝上拖曳杆，前輪就直接掛在了滑塊上，彈射時由滑塊直接拉著飛機前輪加速起飛。
這樣就不用8－10甲板人員掛拖索和撿拖索了。彈射時間縮短，飛機的方向安全性好，但這種艦載機的前輪要專門設計。美國海軍核動力航母都採用了這種起飛方式。
另一種是拖索式彈射，顧名思義，就是用鋼質拖索牽引飛機加速起飛，這種彈射方式比較老，各方面都不如前者好，目前只有法國的「克萊蒙梭」級航母使用。拖索式彈射時，甲板人員先用鋼質拖索把飛機掛在滑塊上，再用一根索引釋放杆把其尾部與彈射器後端固定住。彈射時，猛力前衝的滑塊拉斷索引釋放桿上的定力拉斷栓，牽著飛機沿軌道迅速加速，在軌道末端把飛機加速到直起飛速度拋離甲板，拖索從飛機上脫落，滑塊返回彈射器起點準備下一次工作。
電磁彈射；電磁彈射器是下一代航母艦載機彈射裝置，與傳統的蒸汽式彈射器相比，電磁彈射具有容積小、對艦上輔助系統要求低、效率高、重量輕、執行和維護費用低廉的好處。 美國海軍從2023年開始進行電磁彈射系統的技術研究。直到2023年秋天電磁彈射器進入成品測試階段，美國海軍測試後選定通用原子能公司作為生產商。
美國海軍技術**透露，通用原子能公司的系統採用線性電磁加速電動機，已經在紐澤西州赫斯特湖試驗中心完成了測試。 電磁彈射器是乙個複雜的整合系統，其核心是直線彈射電動機。這種電動機的概念類似磁懸浮列車採用的技術，與磁懸浮列車所不同的是，磁懸浮列車的運動是漂浮在空氣中，而彈射電動機帶有滾輪，帶著乙個往復車沿彈射器軌道滑行。
工作時，電動機得到供電，往復車在電磁力的作用下，拉著飛機沿彈射衝程加速到起飛速度。飛機脫掛後，往復車受到反向力的制動，低速回到出發的位置。 在技術方面，蒸汽彈射器和電磁彈射器之間的差別，如同老式蒸汽火車與現代磁懸浮列車之間的差別，這就決定了電磁彈射器在效能上遙遙領先。
美國海軍cvn-21級新型核動力航級，將取代現役的「尼公尺茲」級核動力航母，裝備4臺電磁彈射器的「福特」號航母，正是該級航母的首艦。
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