航母是每个国家综合国力的象征,其本质是装载战机的军舰,在陆地上,战机有足够的跑道进行起飞,但是在航母上,可供起飞的范围是有限的。为了攻克这个难关,进一步提高战机起飞的效率,美国苦苦研究了21年,才研究出电磁弹射装置,而中国仅用11年就掌握了这项技术。电磁弹射技术究竟是什么?为何被称为航母利器?

1910年11月14日,一名美国飞行员驾驶战机从一艘巡洋舰上起飞,创造了人类战机第一次从军舰上起飞的历史。1912年5月2日,一名英国海军驾驶战机从正在航行的战列舰上成功起飞,此举不仅创造了飞机从航行中的军舰上起飞的先例,更为各国科研人员提供了灵感。

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1912年,为了解决水上飞机的装载运输问题,英国海军想到了办法,他们将一艘巡洋舰改装成能容纳飞机的船只,试验成功后,他们又将三艘渡轮加以改装,这就是最早的航空母舰雏形。

在当时那个年代,航母作为装载战机的载体,却无法供战机降落,飞机起飞后只能在附近的机场降落,极大地限制了飞机的攻击范围。1917年8月,英国海军少校铤而走险,他驾驶战机,尝试以侧滑的方式降落,这个过程十分凶险,周围工作人员死死拽住机翼,才让飞机安全降落,但不是每次都能这么幸运。当少校想再次尝试这个方法的时候,却发生了意外,飞机直接侧翻,连人带机沉入了海底。

1918年9月,英国终于制造出能安全着陆的航母百眼巨人号,此时,美日的航母也在紧锣密鼓地研制中。各国争先恐后地改良原有的方案,制造出了排水量和体积都远胜从前的航母,1936年后,美军的约克城号,日本的翔鹤号和英国的光辉号,成为了当时航母中的佼佼者。

二战期间,拥有航母的国家占领了海上战场。1940年11月,英国航母光辉号展现出了非凡实力,出动的鱼雷轰炸机部队炸毁及炸伤了4艘意大利海军战列舰,如此一来,世界各国意识到,航母时代即将到来。

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最开始,航母上的战机是用和陆地上相同的方式起飞,也就是利用跑道,但是很快,这种方法的弊端就出现了。为了增强战斗力,航母上势必要停放更多战机,如果都用跑道起飞,就对航母的大小有了极其严格的要求。

事实上,早在1911年,一名美国海军上尉就发明了一种弹射器,经过不断改良,他成功研制出了压缩空气式弹射器,并于次年11月成功完成了人类史上第一次弹射起飞。可惜的是,由于当时的战机自重很轻,完全可以自主起飞,上尉的发明并没有得到重视。

随着喷气式战斗机的诞生,各国开始意识到弹射器的重要性,这是因为喷气式飞机的自重远超以前的各式战机,因此难以在有限的航母跑道上实现自主起飞,并且压缩空气式弹射器作用也不大。1951年,英国航空兵后备司令发明了一种蒸汽弹射器,成功解决了重型飞机的起飞问题,但很快,问题又出现了。

蒸汽弹射器有一个致命的缺点,就是自重,为了达到能够弹射飞机的动力,这种弹射器每使用一次就需要消耗半吨淡水,如果要发射6台战机,航母内部就需要储存3吨淡水,并且弹射器本身的自重就达到了近500吨,如此一来,一方面是浪费淡水资源,一方面是加重了航母的负担。

1960年,美国科研人员研制出一种内燃弹射器,这种装置每次弹射只需要不到200升水,并且整套系统只有一辆车那么大,远远低于蒸汽弹射器的体积。但这种弹射器有随时炸膛的风险,一旦炸膛,就会葬送一整艘航母,所以美方并没有大规模使用这种装置。

1978年,澳大利亚专家利用单机发电机作为电源,将导轨上的弹丸加速到了5.9千米每秒,这个研究成果证明了电磁弹射的可行性,也给了美方一个灵感。2013年,美方福特号航母正式下水,这艘航母是美国海军有史以来最为昂贵的一艘,造价高达130亿美元,该船上采用的,就是最新型的电磁弹射技术。

相较蒸汽弹射技术来说,电磁弹射最大的优势就是节能,前者由于能量转化过程复杂,加上气体的不稳定性,难免会产生损耗,但电磁弹射是由电能直接转化为动能,大大提高了能量的利用率。利用率提高的同时,意味着储能的空间就可以减小了,可以节省更多航母上的可利用空间。

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除此之外,蒸汽弹射器的系统十分复杂,除了弹射器本身,还有海水淡化设备、储水池和加热装置等诸多设施,而电磁弹射装置系统则更为精简,整体装置也更为轻巧。由于不需要复杂的操作,就不用安排那么多的操作人员,减轻了人力负担。并且,电磁弹射的功能也非常完善,不仅可以弹射重型战机,轻型战机也可以使用,只用稍稍调整参数就行。

正是由于以上几个优势,电磁弹射被称为航母利器,美国科研人员用了整整21年才将其研制成功。而中国在2008成功研制首台原理样机后,仅用11年时间就完成了电磁弹射相关研究和试验,达到了和美国并肩的水平。