孫幫碧

日前美國“福特”級航母“福特號”已完成相關測試，預計將于9月交付給海軍。

早些時候，在英國范堡羅機場舉行的第50屆范堡羅國際航展現(xiàn)場，參展廠商展出了美國福特級航母的一些內部結構，包括電磁彈射系統(tǒng)模型。

毫無疑問，這艘美國“福特”級航母首艦的艦載機起飛方式，采用了目前最先進的電磁彈射技術。

在中外媒體對于國產(chǎn)航母的報道中，艦載機起飛方式也是關注的焦點之一。

《簡氏防務周刊》日前報道，從多種跡象來看，將在上海開工建設的中國第三艘航空母艦將可能采用彈射起飛、阻攔降落的方式，這將是中國第一艘配備彈射器的航母，其作戰(zhàn)能力將會比遼寧艦更強。

那么，采用電磁彈射起飛方式的優(yōu)勢到底何在？其對航母戰(zhàn)斗力提升究竟有何影響？我們一起來一探究竟。

美、法等國在發(fā)展航母時，圍繞核心武器系統(tǒng)——艦載機的效能而采用彈射起飛技術

說到航母艦載機彈射起飛，不得不從航母艦載機的起飛方式談起。在早期的航母上，由于艦載機（包括戰(zhàn)斗機、轟炸機、魚雷攻擊機）重量輕、安全離艦起飛速度低，其帶彈量和作戰(zhàn)半徑有限，因此絕大多數(shù)艦載機可以通過自身動力，利用有限長度的飛行甲板直接起飛，而不需要任何助飛方式。

二戰(zhàn)后，人們對航母及其艦載機作戰(zhàn)效能的認識加深，加上艦載機自身的發(fā)展，特別是噴氣式艦載機的上艦，使得航母艦載機的起飛方式也發(fā)生了變化。

目前，國外現(xiàn)役航母固定翼艦載機的起飛方式主要有垂直/短距滑跑起飛、滑躍起飛和彈射起飛等。

垂直/短距滑跑起飛方式是利用艦載機發(fā)動機推力矢量的控制實現(xiàn)起飛，其主要應用于輕型航母上，如英國無敵級輕型航母的“海鷗”艦載機。

滑躍起飛方式是采用航母艦舷部十多度的上翹甲板結合艦載機發(fā)動機的推力實現(xiàn)起飛，如俄羅斯庫茲涅佐夫級中型航母的米格-29、蘇-27K艦載機的起飛方式。

彈射起飛方式是利用飛行甲板上布置的彈射裝置，在一定行程內對艦載機施加推力，來達到艦載機的離艦起飛速度，其主要應用于大型/中型的攻擊或多用途航母上，如美國和法國現(xiàn)役航母。

相比彈射起飛，其他起飛方式都需要靠艦載機自身動力實現(xiàn)起飛，可以避免因配置彈射裝置而產(chǎn)生的航母艦體重量/重心、空間布置等問題，但靠艦載機自身動力起飛，會遇到燃油消耗大而使艦載機離艦空中作戰(zhàn)半徑變小，艦面甲板側風和艦體搖擺等因素，影響艦載機起飛作業(yè)的環(huán)境適應性以及整個艦隊的機動性。

更為重要的是，如果依靠自身動力，航母上無法起飛重型飛機，例如預警機。因此，像美、法等國在發(fā)展航母時，圍繞核心武器系統(tǒng)——艦載機的效能而采用彈射起飛技術。

彈射起飛技術是一種新興的直線推進技術，適宜于短程發(fā)射大載荷，優(yōu)越性毋庸置疑

彈射起飛技術是一種新興的直線推進技術，適宜于短程發(fā)射大載荷。航母艦載機的彈射起飛技術主要包括液壓彈射起飛、蒸汽彈射起飛以及最先進的電磁彈射起飛技術。

那么，究竟什么是電磁彈射系統(tǒng)（EMALS）呢？

EMALS是美國海軍21世紀航母上的新一代艦載飛機彈射系統(tǒng)。其最早要追溯至20世紀40年代，美國海軍利用電磁感應馬達技術設計、制造并試驗了一套電磁飛機彈射系統(tǒng)，由于二戰(zhàn)結束及該套系統(tǒng)成本較高，該項目被取消。

為進一步驗證EMALS彈射艦載機的可行性，1982年美國海軍重新啟動了EMALS的研究項目，并在1988年進行了電磁彈射、制動和回收以及系統(tǒng)性能和電磁輻射試驗。

20世紀90年代，美國海軍在設計下一代航母（CVN-21）時提出了全電軍艦的概念，要求艦上不再采用蒸汽、液壓等機械手段，其中最重要的技術革新就是電磁彈射器取代蒸汽彈射器，并在論證CVN-21方案過程中，正式確定研制航母電磁飛機彈射系統(tǒng)。

EMALS的彈射電動機通過電力系統(tǒng)輸電，可生成一個同彈射系統(tǒng)的往復車相互作用的電磁力，在電磁力作用下，往復車將攜掛飛機沿彈射沖程加速至起飛速度；控制系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控EMALS全系統(tǒng)性能，是EMALS的關鍵信息處理模塊，該系統(tǒng)能夠根據(jù)飛機、環(huán)境和彈射系統(tǒng)的參數(shù)變化實施調控，同時還擔負報警任務。

2004年4月2日，經(jīng)過方案評估，美國海軍選擇了通用原子公司設計方案，后續(xù)經(jīng)過一系列大量的實際尺寸的樣機試驗，于2009年6月正式?jīng)Q定在福特級航母上安裝電磁彈射系統(tǒng)，并授予通用原子公司研制合同。

目前，通用原子公司也已獲得第二艘福特級航母電磁彈射系統(tǒng)建造合同，首艘福特級航母“福特”號即將交付。

配有電磁彈射系統(tǒng)的“福特”號航母，日出動艦載機可達到300余架次，相比尼米茲級提高了25%

比起航母艦載機的其他起飛方式來說，電磁彈射的優(yōu)越性更為突出。

一是能量幅度更寬。電磁彈射裝置比蒸汽彈射裝置的最大能量幅度高出20%，可以容納以更快速度起飛的重型飛機，而其細微精確的控制，使得EMALS又能夠同時彈射較小、較輕的航空飛行器（如無人機），擴大了航母搭載不同機型的能力，很大程度上擴展了現(xiàn)役航母的作戰(zhàn)能力。

二是彈射性能穩(wěn)定。相比蒸汽彈射器，電磁彈射擁有先進的反饋和閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠使得任何一次彈射加速度峰平比更加恒定、末速度變化范圍更小。

同時，電磁彈射裝置提高了可用性、可靠性，并降低了運行與維護費用。

另外，相比蒸汽彈射系統(tǒng)，EMALS重量明顯減輕，體積更小，減少了對艦上大量液壓油、淡水和蒸汽等輔助設備的需求，各組成部分的布局更加靈活，能最大限度地優(yōu)化航母內部布置，增加了航母設計靈活性，潛在地提升了航母的生存能力。

美國即將服役裝配有EMALS的“福特”號航母，其日出動艦載機可達到270—310架次，相比尼米茲級提高了25%，未來美國海軍11艘福特級航母的作戰(zhàn)能力相當于13.75艘尼米茲級航母，而EMALS的裝配，就是其中最主要的核心影響因子，其對航母戰(zhàn)斗力的提升足以對作戰(zhàn)對手產(chǎn)生巨大的震懾作用。

摘編自2016年8月17 日《科技日報》