当前位置: 能电机 >> 能电机市场 >> 中国又一优势美国对中国无电弹航母经验
福建舰的诞生打破了“福特”级航母在电磁弹射技术方面的垄断。现在,除了美国拥有更多的电弹航母数量这一点,美帝国没有其他可言的优势。虽然美国声称拥有“经验”优势,但由于中美新一代航母采用不同的储能系统,这种所谓的优势也是站不住脚的。
福建舰采用了超级电容储能,而不是“福特”级的飞轮储能。虽然二者在性能上各有优劣,但在最关键的可靠性方面,超级电容储能显然更为出色。
“福特”级航母采用飞轮储能的原因是其采用的中压交流电力系统无法与超级电容储能兼容。超级电容的内阻较大,只能在直流电路中使用,不能用于交流电路。因此,采用中压直流综合电力系统的福建舰在储能方面具有天然的优势。
飞轮储能装置通过电动机带动飞轮高速旋转,将电能以机械能的形式储存,并在适当时候将机械能转换为电能输出。为了储存足够的能量,飞轮储能装置的转子需要高速旋转。例如,福特级航母的飞轮转速可达每分钟转,但这显然存在一定的危险性。更大的问题是,机械部件存在应力和疲劳现象,特别是在飞轮持续处于高速旋转状态时。
一旦飞轮的抗拉强度极限被超过,可能会导致破裂现象。这意味着飞轮储存的能量将一次性释放,破片会以极高的速度穿过整个系统,其蕴含的能量要比涡扇发动机转子叶片断裂飞出时大得多。
正因为如此,福特级航母在进行电磁弹射测试时非常谨慎。截至年4月,福特号已服役近四年,弹射次数仅超过次,每天不到5次,即每个弹射器每天弹射一次,绝大多数弹射的是模拟载荷(均质铁块),少数是轻油无外挂的F18,极少数弹射无人机,但从未弹射过F35C。与此形成鲜明对比的是,电磁弹射器的故障率极高,平均需要70次维修一次,而电磁拦阻索平均需要40次维修一次。
由于采用了中压交流电力系统,“福特”级必须配备逆变器,但整个逆变系统非常庞大,仅一套逆变器及其匹配的稳压器和变频器就可占据数百平方米的舱位空间。更不幸的是,飞轮储能装置的能量密度很低,且体积巨大,“福特”级的飞轮储能系统包括四个直径和重量都相当大的飞轮。逆变器大,飞轮大,因此,“福特”级只能使用飞轮储能系统。
这样一来,可靠性变得更加差,每次飞轮储能装置出现故障,包括电磁弹射和电磁拦阻在内的全电磁系统都必须停机进行维修。此外,拦阻索的动能回收系统的电储能系统与电磁弹射器共用,因此,如果拦阻索出现故障,储能装置就必须停机,而弹射器也就无法使用了。
与“福特”级相比,福建舰的储能系统更为可靠,因为采用我国多年研发的中压直流综合电力系统,省去了笨重的逆变器,并可轻松使用超级电容储能装置,因为超级电容的能量密度很高,一个约5立方米的电容所存储的电能就足以弹射2架舰载机。
超级电容比储能飞轮更加可靠。虽然理论上超级电容存在一定的自爆可能性,但只要在充电过程中不过度充电,安全性就不成问题。因此,福建舰在储能装置可靠性方面拥有巨大优势,一旦电磁弹射器进入全面测试状态,其试验强度必然远超“福特”级航母,也可能先于后者全面形成战斗力。
总的来说,由于马伟明院士等一大批科研人员的不懈努力,我国在电磁弹射、中压直流、超级电容等关键技术领域中后来居上,最终借助福建舰这一国之重器获得成功。在超级电容储能的帮助下,福建舰的电弹系统可靠性明显优于“福特”级。因此,“福特”级航母所经历的弯路福建舰根本不必走,这种情况下,美国声称在电弹航母使用经验上具有优势只不过是自欺欺人而已。