航母蒸汽弹射和电磁弹射的工作原理有什么区别

2022-06-28 04:03 点击:292 编辑:邮轮网

蒸汽弹射和电磁弹射都属尖端技术,凭举国之力能达到实用水平的国家也屈指可数,但原理大家都明白。

初中物理知识就能说清。

如图,加热试管内的水,酒精的化学能转化为燃气的内能,燃气加热试管内的水,内能转移给水,水获得内能,温度升高,达到沸点沸腾时,产生大量水蒸气,水蒸气越积越多,压强越来也大,达到一定程度,就会对活塞做功,将活塞冲出,内能转化为活塞的机械能,使活塞向前运动。试想,如果将飞机搭载在活塞上,不就将飞机发射出去了吗,蒸汽弹射就是这个道理。据说现在只有美航母有蒸汽弹射,但曾看过一个资料,对美航母的蒸汽弹射提出怀疑。因为蒸汽弹射,是水蒸气膨胀对外做功,水蒸气内能减小,温度降低,会发生液化产生大量小水滴,所以,弹射时应出现一团很大的白气团,但美航母弹射飞机时,却没见到有气团出现,不知真相如何。

如图,金属棒放在磁场中,闭合开关,金属棒就会沿导轨运动,电能转化为机械能。同样,将飞机加载在金属棒上,就可将飞机发射出去,电磁弹射的原理就这么简单。

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蒸汽弹射和电磁弹射是完全不同的两种技术,前者的设备多而复杂,但可靠性高,对能量消耗也比较大。后者设备比较简单,但效率更高,对能量的消耗比较小。中国的下一艘航母很可能不再采用滑跃起飞的传统方式,改用弹射技术。因此弹射技术成了大家关心的焦点。

蒸汽弹射是目前国际上已经成熟的技术,美国已经使用该技术几十年了,几乎没有发生过弹射事故。因此美国部分航母工程师对电磁弹射提出质疑,更倾向于保留蒸汽弹射技术。蒸汽弹射系统主要由发射系统,拖索张紧系统,蒸汽系统,润滑和控制系统构成。

蒸汽弹射的工作过程比较复杂,首先是推进锅炉产生高压蒸汽,然后把蒸汽存到储气罐子里。甲板上的工作人员用挂钩把舰载机和弹射滑块固定好,打开储气罐的阀门。气体会先释放到弹射汽缸里,促进缸内的活塞运动,带动滑块给飞机加速。飞机飞走后,蒸汽排放阀打开让缸内蒸汽排出,活塞和飞机牵引器通过水刹逐渐停下来,重新归位。蒸汽弹射的威力很大,能让36吨重的飞机以每小时340公里的速度弹射出去,弹射一次大概是50秒钟,一次消耗0.7吨的蒸汽。

由于蒸汽弹射的压力值都是提前设定的,所以即使遇到大风大浪天气,也不受影响。唯一需要注意的是机械磨损比较明显,弹射器的金属密封条需要常换。

电磁弹射的工作程序就简化了不少,是利用直线感应电机来实现物体的直线运动。先给感应电机的定子通上交流电,然后产生了交变磁场,通过转子产生感应电流,这样一来,转子就成了导体。此时产生了安培力,向前运动的同时输出了弹射力。甲板上面的弹射装置也不是滑块了,而是导轨,完全是由感应电机构成的绕组。原理很复杂,但设备数量并不多,只有蒸汽弹射的一半。

电磁弹射可以灵活控制弹射的吨位参数,如果航母上飞机种类比较多,能节约不少时间。只要通电就能工作,无需蒸汽弹射预热过程。

从原理来看,蒸汽弹射用的是蒸汽物理推力,电磁弹射用的是磁场电推。蒸汽弹射的能量转化效率很低,只有6%,必须核动力系统才能支撑它。而电磁弹射的转化效率能达到50%以上,对动力系统要求低一些。因此采用哪种弹射,需要综合考虑。

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