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我国首艘完全自主设计建造的弹射型航母福建舰,日前进行了辅助动力的测试,系泊试验进展顺利,海试时间指日可待了。这艘新航母会有什么惊喜呢?
3月13日“央视军事”发布了一则8秒的视频,展示了福建舰一侧的舰体,其甲板上的电磁弹射施工单元和之前一样依旧罩着施工厂房,但在水线附近的红色油漆上有一处排水口正在排水,周围发黑。
军事专家通过分析后认为,这可能是柴油发电机的排烟口,说明福建舰的系泊试验进行非常顺利。这期间最重要的一个环节就是对航母进行动力试验,即对航母的液路系统、气路系统、电路系统进行测试,其中包括通过辅助电力系统对全舰进行配电,各系统需要通电来进行测试。
辅助动力一般指的是发电机组,比如用柴油发电机为航母上的一些系统供电,它本身就是全舰动力系统的一个重要组成部分,也可以作为应急保障式。
而排烟口发黑可能是辅助动力柴油机已经进行了点火测试,这是在为海试做准备。
当整个液路系统、气路系统、电路系统都经过了完整的测试,确保各系统和各模块都可以正常运转的情况下,就可以让航母出海进行海试。
海试期间首先要进行的是动力系统测试,比如动力系统的满负荷试验,航母机动性测试等,其他的测试还包括通讯系统、导航系统等。
早前还传来福建舰所采用的四面双波段有源相控阵雷达已安装完毕的好消息,这款雷达包含了S波段的远程相控阵警戒雷达以及负责精密跟踪的X波段相控阵雷达,能为福建号建立一个半径公里以上、度无死角的对空搜索网。
其中所使用的氮化镓技术,可以增强雷达远程探测和识别图像的能力,在抗电子干扰方面的性能,会比山东号航母所使用的A型航母有源相控阵雷达更加出色,
但同时,福建号也使用了山东舰同款的A型相控阵雷达,所以它的舰岛一共安装了32面相控阵雷达。
不仅如此,福建号的舰岛还借鉴了型驱逐舰的综合射频一体化桅杆设计,将所有雷达及原来桅杆上的其他设备都集中到一起,形成高度集成化。
所以,舰岛的总体布局十分简洁,功能也非常齐全,大大加强了隐身性能,同时还提高了海上生存能力。
这远远超过了美国“福特号”号航空母舰的设计水平,标志着福建号航空母舰整体技术水平和的制造工艺和电子设备制造能力,达到全球最高的水准。
另外,福建号航母仍旧采用常规动力,最可能装备的动力系统是8座增压锅炉和4轴蒸汽轮机,单台蒸汽轮机的输出功率为5.5万马力,辅助动力则是柴燃组合和综合电力系统。
加起来福建舰的总马力将达到28万匹左右,足以支撑福建号航空母舰所搭载的3具电磁弹射器、相控阵雷达和全舰综合电力顺利运转。
不仅如此,福建舰还有更大的突破。
万众期待的福建舰终于要来了!它是我国的第三艘航母,最大的亮点是采用了最新的电磁弹射系统。什么是电磁弹射?威力有多大?
福建舰满载排水量8万余吨,配置电磁弹射和阻拦装置,是我国第一艘、世界第二艘采用电磁弹射器的航母。截至目前,福建舰已经连续无故障弹射多次了。
作为电磁弹射领域的后来者,中国先发后至,领先了美国至少十年。美国一直想要在自己的航母上装载电磁弹射系统,却始终未能如愿。
年6月美国的“福特号”航母电磁弹射系统出现严重故障,导致航母在5天内无法弹射飞机。
福特级航母的电磁弹射系统在设计之初的故障概率是四千分之一,但在试验阶段的多次无人弹射试验中,其电磁弹射系统的故障率竟高达一百八十分一之一。
从年福特号航母电磁弹射器成功弹射了“超黄蜂”舰载战斗机,到年的8年间,美军总共对该系统进行了多次战斗机的正式弹射试验,其中有10次遭遇了严重故障,而其他问题也时有发生,系统稳定性不强。
电磁弹射的工作原理是通过载流导线在磁场中受力,利用磁通量巨大的瞬间变化而产生的感应电磁斥力,将飞机弹射升空,保证了舰载机能有更高的出动效率。
与现役的蒸汽弹射器相比,电磁弹射器的重量可能只它的十分之一,而且电磁弹射器能省去许多管道,对于舰船的安全运行和减重提速都具有重要意义。
电磁弹射技术最早是在19世纪提出,此后数十年虽然科学家们相继研制出各种电磁感应原理的直线发射装置或模型,但都与工程实用存在较大差距。
直到70年代超大功率脉冲技术和电子技术飞速发展,电磁发射技术才有了重大突破。
年澳大利亚的马歇尔等人用单极发电机作为电源,采用等离子体电枢在5厘米长的导轨炮上,把3克重的聚碳酸酯弹丸加速到了5.9千米每秒的初速度。
这个研究成果具有划时代的意义,因为它证明了利用电磁力可以将质量较重的弹丸推进到高速的可能性,将电磁发射技术的研究推向了一个新阶发段。
年美国海军与卡曼航空航天公司曾计划联合研制航母的舰载电磁弹射器模型,设计的指标是在3秒的加速时间内,把重达36吨的满载F14战机加速到节。
年10月11日,全球第一艘电磁弹射型航母美国的“福特号”航母下水。
电磁弹射的技术特点是被发射的物体在不启用自身的动力装置的情况下,靠发射器赋予其动力从而带动起飞的。
对比电磁发射,电磁弹射有以下几个特点,首先是弹射对象一般是大载荷的物体。电磁炮中的电磁发射器发射的一般都是几克到几百克的弹丸,最大也不过上千克。而弹射器的弹射对象小到几千克的航空模型大到几十吨的战机均有。
其次是弹射器的速度比发射器更低,一般而言,发射器发射的弹丸速度可以达到每秒几千米到几十千米,甚至是上百千米,但是弹射器的要求不高,每秒几十米或者是每秒几百米就能满足要求。
另外,弹射器的发射频率远低于发射器,在电磁发射器中,防空电磁炮每分钟能发射发,反导电磁炮是每秒60发,而电磁弹射器则可以几分钟,甚至于几十分钟弹射一次。
而两者的结构也不同,电磁炮的发射体一般都在发射管内部,电磁弹射器由于载荷相对较大,所以一般都是“骑”在驱动器上。
电磁弹射还有其他不可多得的技术优势。
作为我国自主研发的首艘电磁弹射型航母,福建号究竟有什么特点?它还有哪些方面改进?
电磁弹射器与传统的与蒸汽弹射器相比,体积更小,可以节约舰艇内部的空间,让舰体布局更为合理,而且它的操纵人数也要比蒸汽弹射器少百分之三十左右。
而且电磁弹射器可以通过调节发射能量,来控制炮弹的出膛速度和射程,甚至是投射无人机。它的缺点是耗电,对于全电力推进的航母和核动力航母来说不是大问题,但对于采用常规动力的福建号航母来说是一大不足。
另外,蒸汽弹射器的构造过于复杂,而电磁弹射器就相对简单,用它代替蒸汽弹射器可以节约能源。
福建舰航母装备了3个电磁弹射器,比美国的“福特级”和“尼米兹级”航母少一个,但又比法国的“戴高乐”航母多一个。
它有两个在船艏,一个在斜角甲板。美国福特级航母则是在船艏和斜角甲板各安装两具,戴高乐号是在船艏和斜角甲板各一具。
福建号航母使用电磁弹射系统后,不仅具备了更高的出动效率,还能搭载更大型和先进的飞机,像已初具雏形的歼35隐形舰载机。
因为此前“人民海军”账号发布了一则年海军招收飞行员的宣传片,在结尾出现了新型战机的身影,有专家辨别出该战机为最新型的隐身舰载战斗机歼35。
片中航母舰载战斗机飞行员已经接受了新任务,暗示配属于福建舰新型战斗机的训练工作已经开始进行。
福建号航母的另一个重大突破是它采用了世界顶尖的电磁拦阻系统。拦阻系统是为了保证现代航母的舰载机可以安全着陆而诞生的。
以前配备的拦阻系统是机械式的,比如美国“尼米兹级”航母采用的MK7型液压拦阻装置,其本质就是一套机械系统。
对于拦阻拉力的控制不够精确,只能对飞机的着舰重量进行严格控制,否则就会出事,要么拉坏飞机的结,要么拉断拦阻索。
而且它还有体积庞大、维护困难等缺点。
所以就有了电磁拦阻系统,美国的“福特级”航母就采用了这一技术,完全克服了机械式的缺点,取消了钢索缓冲、液压油缸和定长冲跑控制系统。
使用飞轮储能、直流发电设备来完成拦阻索的拉力负载,从而在系统体积、勤务性能和可靠性等领域,有巨大提升,尤其是拦阻的可调性非常好,可以适应不同的舰载机着舰,大到运输机到小到无人机都没问题。
在前两艘航母“辽宁舰”和“山东舰”都没有安装弹射器的情况下,福建号航母直接跳过了上一代的蒸汽弹射器,采用了最先进的电磁弹射器和电磁阻拦系统,这个技术跨度属实有点大,难怪引发了西方国家的广泛
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