情系中华：中国002A航母非得从蒸汽弹射玩起吗

大参考

　　001A型航母在建，早已不是什么新闻了。001A型是蒸汽动力、蒸汽弹射大家也都知道了。所以，今天就说说：我们需要蒸汽弹弹射的002A型航母吗？不需要！中国需要航母吗？需要！万分需要！

　　中国未来需要什么航母？不敢奢望核动力+电磁弹射，但中国需要的、能制造的绝对是蒸汽动力+电磁弹射的航母。各位看官请您不要着急，带我为您分析。

　　说电磁弹射首先得明白什么是电磁弹射，根据电磁感应原理，切割磁感线能够产生电流，反过来，电能也能转化为机械能。电磁弹射就是根据这个原理，将电能转化为动能，弹射舰载机从航母上起飞。那么，电磁弹射有什么难点？电磁弹射主要技术难点有储能技术、直线电机技术、弹射控制技术等。（这里要加上等是因为各个国家的工业基础不一样，换做了三哥，估计按工期建造也是一个难点。）每一次电磁弹射持续时间大约不到3秒，但峰值功率高达上百兆瓦，这就需要一个储能设备将航母电站输出的电能储存起来，一瞬间释放。储能技术的难点就是需要找到能量密度很高的储能方式，否则储能装置本身体积重量超标就不能满足上舰使用的要求。电磁弹射需要精确控制弹射末速度和弹射过程中加速度，弹射控制技术的难点在于对直线电机的实时反馈控制，以及对各种信息的组网、交互与处理。直线电机是弹射器的执行部分，主要依靠动子和定子的无机械接触，仅靠电磁感应原理产生的电磁力实现电能到直线运动的动能转换。直线电机技术的难点是尽可能提高它的功率密度和能量效率，并且具备海洋环境适应能力。

　　既然电磁弹射有这么些难点，也有人嚷嚷着只有美帝能攻克，那么，温顺善良的我兔能攻克吗？我的答案是：soeasy！

　　虽然电磁弹射最近才被美军搬上航母，但实际上研制电磁弹射的关键技术并不是什么高不可攀的技术，很多技术都是经过了多年研究，甚至已经被广泛应用。比如直线电机技术在物流传输、直线电梯、车床加工等领域都有涉及，大功率直线电机在磁悬浮列车等轨道交通领域已经得到广泛应用。电磁弹射的控制技术在工业及信息领域有大量的方法可以借鉴，如矢量控制技术、直接转矩控制技术、工业总线技术及计算机技术等等，这些都可以推广并移植到电磁弹射中。惯性储能的概念其实早已有之，只是以前没有这样大功率的应用需求。因此，中国攻克电磁弹射的核心技术并不存在无法逾越的障碍。电磁弹射有多牛？说几个具体数字吧。电磁弹射的最大弹射能力高达122兆焦耳，比蒸汽弹射器高出约29%，可以弹射重量更大的舰载机。蒸汽弹射器通过机械方法控制注入汽缸的蒸汽，无法精确控制推力，在弹射过程中推力的峰谷值比电磁弹射大，这会造成机体受损。而电磁弹射加速更可控，更平稳，可大幅减小对舰载机和各部件的冲击，有利于飞机结构的设计，并可使机体的使用寿命延长31%，也能缓解飞行员的身心压力。蒸汽弹射器结构复杂零部件众多，且饱受高温高压摧残，加上蒸汽弹射器为开口汽缸结构，需要采用金属密封条保持活塞运动时汽缸内压力，受损更换极为频繁，可靠性不高。而电磁弹射取消了许多高磨损的机械设备，不仅寿命大幅延长，可靠性也大幅提高。蒸汽弹射2次重大故障间的平均周期约405周；而电磁弹射技术成熟的话，2次重大故障间的平均周期有望达1300周以上。电磁弹射器还具有比蒸汽弹射器更小的体积和质量——美国现役航母1座C13型蒸汽弹射器的总质量为538吨，体积超过1100立方米；而电磁弹射的质量小于280吨，体积小于425立方米。

　　说完了电磁弹射的优势，我们再来说说中美在电磁弹射领域的差距有多大，这个差距的大与小就是中国要不要选择电磁弹射的重要原因！

　　中国是稀土永磁体生产大国，在高磁强度稀土永磁体研究方面比起美国也不显逊色，早在1996年，中国曾发布了一个口径90毫米的4磁体级的样炮原型机，可以达到电能转换50%以上，瞬间能源有成熟的20兆焦和100兆焦输出级别的器件。近年来，在中国电磁弹射方面更是捷报频传——马伟明院士带领项目组完成了电磁弹射样机研制和试验的全过程，攻克43项关键技术，申报国防专利32项。某军工企业冷弹射技术可实现弹射推力达数百吨，并具有机构轻便、操作和维修简化、弹射功率高、可控性可靠性强等特点。在今年9月公布于网络的卫星照片显示，中国在某地一个机场建造了电磁型导轨式高速牵引装置工程样机测试设施，中国已成为继美国之后建成电磁型导轨式高速牵引装置工程样机测试设施的国家。马明伟院士在接受媒体采访时曾表示，“2008年我们终于研制成功小型样机，接着又做出了1：1单元设备样机，突破了全部关键技术，实现了与世界最先进技术的同步发展。中国舰载机弹射起飞技术完全没有问题，实践多次也很顺利，有信心运用到现实当中去……中国掌握的技术已经不输美国，在局部领域甚至更为先进。”看到没有？中国掌握的技术已经不输美国，在局部领域甚至更为先进。

　　那么，可能有的看官会说了：电磁弹射太费电，必须上核动力！真的是这样吗？电磁弹射的能量利用效率很高，比蒸汽弹射要高10倍，所以常规动力航母也能上电磁弹射，只要在储能技术、直线电机技术、弹射控制技术、大功率转换技术上过关，并配属大功率燃机即可。

　　看完了这个，我们再来说说中国有必要走美国人先蒸汽弹射再电磁弹射的路子吗？虽说我兔是最大美粉，那些个公知自以为是美粉，呵呵...要个面子没个里子干什么？！蒸汽弹射和电磁弹射在技术上不具备继承性，哪怕中国耗费巨资和15—30年时间完全掌握了蒸汽弹射技术，到电磁弹射之时一切都要近乎于从头开始。美国先蒸汽弹射，后电磁弹射只是因为历史原因，中国会根据自身实际情况做选择，未必会完全照搬美国的做法。根据官方八股文和网络消息，电磁弹射和蒸汽弹射都不乏振奋人心的消息，从兴城在建的两条弹射器来看，一条是蒸汽弹射器，一条是电磁弹射器。由此可见，蒸汽弹射和电磁弹射方案都在军方的选择方案中，两者的进度很可能大致处于同一水平，至于鹿死谁手，很可能取决于两个团队的技术成果性能和成熟度的比拼。

　　好，最后的总结来了！

　　大型航空母舰的建造周期是4~5年，形成战斗力需要2年左右，那么就算今年立即开工，第一艘002形成战斗力最少是6~7年之后，也就是2022最多只有001、001A、002共3艘航空母舰，战斗力也就相当于一个双航母战斗群，而这不足以在大洋上与米帝对抗，不能根本改变力量对比。如果用于第一岛链以内的，由于南海已经有机场可以使用，两艘滑越航母的战斗群足以应对周边国家的威胁。

　　既然拥有弹射器的航空母舰不能改变近期的危险局面，长远上电磁弹射器的发展潜力的明显优势，以及几近实用的现状来看，还有全寿命费效比，实在没有必要建造蒸汽弹射器的航空母舰。否则就会导致巨大的浪费，航空母舰的寿命是40~50年，为了蒸汽弹射器的维护需要的配件供应，我们要长时间维持一条生产线，相比米帝的10艘航空母舰40条弹射器的规模实在小得很，成本费用不可小视。如果中途改装电磁弹射器，用于蒸汽弹射器的大量设备、配件、工装都将无用，还有价值的东西将被浪费了。而改装工程本身也是一个不小的投入，艰巨的任务，几乎接近新造新舰。为弹射器服务的人员好不容易通过长期积累的使用经验在电磁弹射器使用中大多不太适应，还得重新学习积累，浪费了大量精力，不利于战斗力形成。

　　电气技术飞速发展，002完全可以等1~2年时间待电磁弹射器和综合电力系统更完善。如果002急迫，也可选择滑越+电弹方式，在斜角甲板处安装2条电磁弹射器。滑越保证可靠性；电弹保证先进性。即使电弹故障率高，滑越起飞依然可以保证战斗机的正常升空。电磁弹射器弹射预警机、固定翼反潜机就行，就算电磁弹射器不能达到全功率，只要能够弹射无人机，也是可以有一定战斗力的。要知道：未来无人机肯定会大行其道的。航空母舰的电气化是未来的方向，打下一个好底子，改进的潜力是巨大的；而蒸汽弹射器肯定没有太多的升级余地，几十年也就那么点进步，没有革命性的东西。电气设备发展趋势是体积越来越小，性能越来越高，功能越来越多，改装、升级方便。

　　另一个问题就是舰载机。由于蒸汽弹射器的高冲击特性，舰载机必须在结构上加强，带来的就是重量增加性能下降，机体寿命降低，对于小型无人机则完全不能适应；而电磁弹射器可以平稳加速，结构保险系数不用很高，寿命提高就是费用降低，长期安全性保障。也就是适应蒸汽弹射的，可以电弹，反之不行。固定翼舰载机本来产量不高，还要生产同系列同样性能的2种型号吗？如果就要1种，那么只能是适应蒸汽弹射器的高度强化型，用在电磁弹射器上，不但结构强度优势不能发挥，反而其结构重量带来是性能减低。电磁弹射器肯定是越来越多，单独为1艘航空母舰20几架战斗机保持配件供应，也是一个难题。

　　所以，中国海军未来需要的必然是电磁弹射航母！