随着福建舰逐渐完工,这艘电磁弹射型航母的海试工作也得到了很多人的关注,不过在海试之前,还有一项很重要的工作,必须完成,那就是“弹小车”,简单来说就是让弹射器反复把一辆特制的小车弹入水中。

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(电磁弹射器将配重车弹离甲板的动图)

弹射器不是用来弹射舰载机吗?怎么就用来弹小车了?这件事咱们可以通过美军的“福特”号航母,来看看电磁弹射航母需要做的准备。

“福特”号航母的一大技术特点就是采用了电磁弹射器,电磁弹射器与现有的蒸汽弹射器相比优点多多,包括体积小、重量轻,系统设备更少,弹射能力更强,弹射调节范围更广,可用性和可行性更高,成本费用更低等。因此电磁弹射器被认为是蒸汽弹射器的最佳替代品。

(7900磅小车弹射起飞入水的动图)

不过从“福特”号航母的建造、舾装及海试、列装等情况来看,电磁弹射器并没有预想的那样简单,首先是施工,电磁弹射器对于施工要求较高,特别是考虑到电磁泄漏对于舰上电子设备产生严重干扰,甚至会损坏相关设备,要求电磁弹射器采用严密的措施,将电磁泄露控制到最低难度。

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(电磁弹射器优点多,但是设计、制造、施工要求较高)

还有就是电磁弹射器轨道变形要控制到最小限度,否则就会造成弹射器卡住等故障。这又涉及到电磁弹射器设计制造、安装施工等等,即便安装之后,舰体、甲板产生的应力也会让弹射器轨道变形,需要采取措施进行控制和消除,当年“福特”号航母就在这里栽过跟头。

电磁弹射器安装完成之后,就要进行舰载机弹射模拟试验了,以验证电磁弹射器实际使用性能。考虑到成本和安全等方面原因,电磁弹射器最初不会弹射真实的舰载机,也不会弹射战机模型,而是由一辆辆特殊的“小车”来客串模拟。

(正在排队等起飞的配重车)

这些小车就是弹射测试配重车,一般刷成橙红色,方便观察和录制,也方便入水后打捞。小车整体呈方箱结构,内部可以安装配重。车头车尾都是圆弧形结构,以增强车体结构强度。另外车头一侧还安装有减速板,防止入水时扎的太远不好定位打捞。

配重车下方安装有四个轮子,弹射时在车体前方的牵引环上固定专用拖曳索,然后挂到弹射器滑块上,接下来就可以弹射起飞了。当然了,小车不具备气动飞行能力,所以从甲板上弹射出去后,只能飞出几十米远然后就会落水,为了安全考虑,航母弹射方向上需要保持200米范围内没有船只活动。

(已经挂上弹射器,准备起飞的配重车)

配重车弹射入水后,会被拖船打捞上岸,为下一轮弹射做准备。这些配重车可不是一次性用品,实际上早一批可以用很多年,伺候几艘航母不成问题。

弹射试验也不是随便来的,而是有一个循序渐进的过程,最初是小重量弹射,最后才进行大重量弹射。按照美军的经验,“福特”号航母在弹射实验中,配重车最轻只有7900磅,约合3.58吨,最重可以达到79000磅,约合35.8吨,这个重量已经有充分的冗余度,“福特”号已经搭载和准备搭载的舰载机中,最重的就是F-35C,起飞重量可能达到32-34吨,而模拟的上限显然已经超过了F-35C的最大起飞重量。

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(配重车的重量甚至可能超过一辆15式轻型坦克,制图:大包CG)

福建舰未来要搭载的舰载机包括歼-15B、歼-15D、歼-35以及舰载预警机,这些固定翼飞机都需要通过电磁弹射器来弹射起飞,鉴于它们的最大起飞重量可能超过30吨,因此福建舰的电弹上限也要超过30吨,测试配重车的重量自然也要匹配。

小车从电弹弹射器弹出,落到水中,测试系统收集数据,然后进行分析,从而对电磁弹射器实际表现进行评测,确定是否与理论计算一致,如果弹射的数据与理论计算误差较大,可能就要找到原因进行纠正和改进。为了让数据最大限度接近真实,这样的试验会进行很多次,耗费大量人力和物力,持续时间也较长。

(弹射入水的小车)

停泊状态下的弹射器还不能完全反映电磁弹射器的全部性能,这一步只是海上试验的预演。航母海试的时候还要进行海上弹射试验,在实际运用场景下检验电磁弹射器的真实性能。同样考虑到成本和安全等方面原因,海试的时候电磁弹射器仍然还是弹射模拟配重也就是小车,先是海面弹射,然后是高海况情况下进行弹射。最大限度模拟实战使用场景。

有消息说,“福特”号航母在诺福克附近海域进行了长达1年的模拟配重弹射试。不过它在服役之后又回到诺福克重新进行模拟弹射小车试验,显示此前的弹射测试中暴露出较多的问题,需要进行较大改进,然后再次进行弹射试验。

(拖船打捞配重车,注意配重车是底朝天的状态)

这些都完成之后,电磁弹射器才会进行实机弹射。一样先在平静海面上进行弹射,然后是高海况条件下弹射。从美国海军透露的情况来看,“福特”号航母的电磁弹射器起初表现并不理想,其中一个主要问题就是可靠性没有达标。

按照美国海军的说法,“福特”号航母在最初的700次弹射起飞作业之中出现了10次故障,平均70次弹射发生一次故障,这个数字与数千次的设计指标相距甚远。经过努力“福特”号航母把这个指标提高到200次弹射才会发生一次故障,虽然有较大改善,但是仍然距离设计指标有很大的差距。

(配重车飞离甲板的瞬间)

另外“福特”号航母虽然有4条电磁弹射器,但是4条弹射器都没有独立电源,因此它们的电流驱动系统无法像传统蒸汽管道那样隔离运行,一旦一条出现故障,势必所有弹射器都要停止工作,以便断电检修,这样进一步降低了系统的可靠性。

美国海军在电磁弹射器上面投入大量人力物力,进行了海量的试验,结果电磁弹射器投入使用之后表现仍然不尽如人意,一直在完善和改进之中。他山之石,可以攻玉,福建舰也是解放军第一次使用电磁弹射器,虽然在设计上相比“福特”号的电弹更合理,但相关试验仍然不能马虎,只有在前期测试中尽可能的把问题暴露出来,才可以进行相对应的完善和改进提高。

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