第二艘国产航母将使用电磁弹射

没得比

来源：腾讯军事《讲武堂》

图：中国战舰综合电力系统技术获突破，将助国产航母实现电磁弹射

　　综合电力系统技术即将在我国作战舰艇上得到应用。

图：伯克级驱逐舰的航速比例，可见20节以下的低航速状态占绝大部分，其中43%低于12节，53%低于14节，80%低于17节，因此低速时的燃油经济性非常重要。

　　综合电力系统将船上所有发电和耗电设备都连接在一个电网上，可自由地为所有设备分配电力，从而提高了动力系统的整体效率，并能满足定向能的高功耗要求。由于体积小、重量轻、加速快，燃气轮机已成为现代军舰最主要的动力设备，美国伯克级和我国052级驱逐舰都采用燃机推进。受技术原理限制，燃机在低功率运转时的耗油率很高，这使得燃机驱动的军舰在低速航行时的耗油量很大，不利于提高航程和降低运行成本。为解决这一问题，052级驱逐舰安装了2台柴油机，用于低速航行状态推进，但这导致动力系统设计复杂、噪音较高不利于反潜作战。

图：伯克级驱逐舰透视图，其中红框部分为动力系统舱室，占了舰体内相当大的空间。上层建筑尾部红框为第3台发电用燃机。

　　在推进需求之外，现代军舰大量安装雷达和电子战设备，同时作战、洗衣、空调等生活耗电也迅速增加，因此发电量越来越高。伯克级驱逐舰安装了4台18兆瓦燃机用于推进，3台2.5兆瓦燃机用于发电，我国02D驱逐舰安装了2台柴油机和2台燃机用于推进，2台柴油机用于发电，这使得动力系统结构复杂、造价高昂。而军舰极少用最高航速航行，因此推进系统总是有大量剩余功率可满足发电需求，如果能自由调整动力分配，就可以简化动力系统设计，从而降低造价。　

图：美国DDG1000驱逐舰武器和动力系统透视图，左下角即为36兆瓦推进电动机，与燃机和发电机分开安装。从烟囱位置看，该舰燃机安装在舰岛中部下方，电动机舱的前上方。

　　英国45型、美国DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰已经应用综合全电推进技术，后者只安装2台4.5兆瓦和2台36兆瓦燃机，极大简化了动力系统设计、降低舱室空间需求;同时在3~9、20~81兆瓦功率范围内都能确保燃机保持较高燃油效率，预计在30年服役期内可节省约2000万美元燃油费。

　　综合电力系统技术还是定向能武器的基础。美军第3艘DDG1000驱逐舰将安装电磁炮，可打击185公里外的目标，极大提高了对地攻击能力。电磁炮弹的炮口动能高达64兆焦，以10发/分的射速持续发射时，需要至少12兆瓦的电能供应，远远超过伯克级7.5兆瓦的发电功率，因此伯克级安装的电磁炮射速仅能达到5发/分。为安装电磁炮或激光炮，未来作战舰艇必须采用综合电力推进系统，以满足供电要求。

图：电磁炮结构示意图

　　由于综合电力推进系统具有军民两用性，因此其消息较为公开。我国不到4年时间，完成了最关键的电力推进子系统的理论分析、样机制造、系统集成以及功能试验考核，全面突破了新型感应推进电机和新型变频器的核心技术。2013年8月初，中船重工武汉712研究所船舶综合电力推进系统取得重大进展，研制了以变频器、推进电机、推进变压器、功率管理系统、操纵控制系统为核心的推进系统，实现了单轴推进功率20兆瓦以下船舶电力推进系统的全部国产化。

　　从这两条消息看，我国综合电力系统已经于2013年初取得突破。但从功率看，8000~1.5万吨驱逐舰需要单轴36兆瓦的推进功率，而我国仅实现单轴20兆瓦推进功率，现有设备无法满足大型驱逐舰使用要求，只能用于对航速和推进功率要求较低的4000吨级护卫舰。

　　我国现有054A护卫舰用于替换1980~1990年代服役的053护卫舰，目前已下水20艘，未来5年内还会建造十余艘，从而满足近海防御任务需求。在此之后，我军护卫舰的建造可能告一段落，转而以发展远海护卫任务所需的大型驱逐舰为主。在此期间，我国综合电力推进系统技术也会继续发展，届时将能满足驱逐舰的功率需求。

图：055驱逐舰陆上测试模型和网友猜测外形

　　052D驱逐舰是为替换1980年代服役的051型驱逐舰研制的，受吨位限制，该舰无法满足远海护卫要求，因此海军必须发展新一代055型万吨级大型驱逐舰。从各方面消息看，055级尚未开工建造，目前尚处于工程研制阶段，预计首舰可能在5年后下水服役，符合综合电力推进系统技术发展进度。为满足低油耗、低成本、使用定向能武器等要求，055级必将采用综合电力推进系统技术。

　　在船用综合电力技术接近实用后，航母舰载机电磁弹射器是近年来世界海军强国争相发展的重点领域，是代表未来新型主战舰船标志性的核心技术。2008年我国研制成功小型样机，接着又做出了1：1单元设备样机，突破了全部关键技术，5年中实现了与世界最先进技术的同步发展。该技术目前只有美国正在应用在福特级航母上，未来我国国产第二艘航母则很可能会使用。　　

图：福特级航母的电磁弹射器

　　相比传统的蒸汽弹射器，电磁弹射器重量轻一半以上，只有约700吨，有助于提高航母适航性;可以弹射更轻和更重的飞机，可同时满足5吨级小型无人机和40吨级重型战斗机的要求;弹射过程中飞行员感觉更舒适;取消了大量蒸汽管线，简化了航母设计，提高了安全性;降低了全寿命使用成本，可节省十几亿美元资金。电磁弹射器对电力供应的需求并不大，福特级安装4部电磁弹射器也只需要总计约9兆瓦的功率。

　　当前我国正在发展弹射起飞航母，待国产电磁弹射器技术成熟后，可安装在第3艘及之后的国产航母上，从而大大提高舰载机出动能力、降低全寿命使用成本。该技术甚至可以应用于辽宁号和正在建造的第2艘航母，采用弹射加滑跃起飞方式，从而实现舰载机起飞过程中的单发停车安全。