美国航母要用电磁弹射了，它到底是什么原理呢？

好一点小编带来了美国航母要用电磁弹射了，它到底是什么原理呢？，希望能对大家有所帮助，一起来看看吧！

最先进的就是现在的电磁弹射，滑越式并不是先进而是没有弹射后对大载重飞机的无奈选择。蒸汽弹射使用的年代已经很长了。电磁弹射简单的说就是利用电的磁效应产生两组互斥的磁场产生推动力，将物体发射出去，无论物体是飞机还是炮弹。

导体在磁场中通电时，会受到磁场力的影响。电磁弹射是指由电磁铁产生强电流，作用在与飞机相连的牵引车上。当牵引车在磁场中通电时，会受到磁场力的作用而加速，从而带动飞机加速。当达到起飞速度时，飞机离开飞行甲板并起飞。这就是所谓电磁弹射的基本原理。
这是最清晰的图表。原理很简单。有一个旋转刷，相当于开关。它依次打开A/B/C上的电磁铁?然后这些电磁铁依次向前拉动弹射雪橇。刷子转得越快，弹射速度越高，电磁铁强度越强，弹射重量越重。

电和磁的速度理论值都是光速（300’000km/s），电磁炮是利用电磁原理加速弹丸原理，取代传统的固体装药瞬间点燃膨胀的原理，弹丸的两侧是两块非常大的电磁铁，用来产生强磁场加速弹丸，即便弹丸离开发射器时达不到理论值速度，也是高于传统发射方式的速度，也就是说一颗塑料的弹丸如果以光速飞行，击中目标也可以超过现有的穿甲弹的穿甲能力，但是这个技术还不完善，驱动电磁需要非常大的电能，切现在人类对电磁的控制能力还不够，所以说外来可能会有电磁炮，但是现在的科技水平是不能使用的，只能在实验室里实验。

电磁弹射器被认为是蒸汽弹射器的可行替代方案,美海军的航母电磁弹射器(EMALS)研究最早可追溯到20世纪40年代。1988年,美国开发出电磁弹射器的小比例模型,该模型长3.66米,宽为实际尺寸的一半,试验表明,其静态推力可达到500千牛以上,弹射直线电机的电磁辐射也能够被控制在槽型结构内。此后,美国就此项研究进行了许多设计研究,硬件演示和技术探讨,但受经费限制,研究的范围和规模有限。20世纪90年代后期,美国在论证未来航母的过程中,正式将电磁弹射系统摆上了议事日程。1999年,美国海军完成了电磁弹射器的概念探讨和定义工作,并发布招标书。2004年4月2日,美国海军空战中心选择了通用原子公司的电磁弹射器方案,确定由该公司领导的团队承担电磁弹射器的研制和验证工作。2008年9月3日,美国航母电磁弹射器完成第一阶段高周试验(HCT-1),通过海量重复试验(10000次),验证了电磁弹射器的电气、热力设备的性能以及储能系统的充放电周期率。2009年冬,将开始第二阶段高周试验,包括满功率试验以及环境适应性测试,给出电磁弹射器的性能预报。

电磁弹射器的基本原理和系统组成

电磁弹射器利用直线感应电机的直线运动,带动舰载机加速到起飞速度,其工作原理是:直线感应电机的初级(固定部分)通上交流电后,产生交变磁场,这种磁场在直线感应电机的次级(运动部分)产生感应电流,使次级变为有感应电流的导体,这样,处于交变磁场的次级部分就会受到安培力的作用,向前运动。电磁弹射器的核心构成包括:


弹射直线电机
弹射直线电机是电磁弹射器的核心部分。目前美国采用的是直线感应电机,其主要技术难点有三:一是高峰值功率直线电机的开发。电磁弹射器的峰值功率要求很高,可能达到100兆瓦以上,而目前能实现工程应用的直线电机单机功率仅为几百千瓦。为了降低对直线电机功率的要求,美国的每部电磁弹射器都采用了4台直线电机(单机功率超过30兆瓦),它们的总功率可达到百兆瓦级;二是电磁泄露。需要对电磁弹射器可能产生的全部频段进行模拟,并将飞行甲板上的磁感应强度与各种舰载机设备的敏感度进行对比,防止对舰上设备造成影响;三是散热。用于电磁弹射器的永磁弹射直线电机初级的峰值功率损失可达到13.3兆瓦,铜片的最高温度可达118.2℃,需要利用主动冷却系统对其进行冷却。直线感应电机的功率损失可能会超过永磁直线电机,因此必须考虑如何高效散热。

储能系统
电磁弹射器对电力的需求很大,在弹射较重的舰载机时,整个电磁弹射器的峰值功率可能会达到100兆瓦甚至更高,在目前的条件下,这部分用电无法直接依赖航母电力系统实时供给,必须依靠储能系统将所需的电能事先储存起来,在需要的时候瞬间释放。由于体积和重量等原因,能够满足电磁弹射器储能需要的现成系统无法直接用于航母。目前美国海军的电磁弹射器采用的是飞轮储能(FES)装置。

电力电子变换系统
电力电子变换系统从储能系统获取电能,在长约103米的直线电机上,电力电子变换系统能够在特定时间仅仅接通对弹射起作用的线圈,而不是把整个直线电机的线圈一起接通,从而使整个系统有效运转。它还能通过改变供电的电压,频率,使电磁弹射器在各种速度上都以最高效率运转。电磁弹射器所用的电力电子变换系统由可以高效控制强电能的现成民用电力电子装置组成,可精确控制供给弹射电动机电脉冲的电压和频率。


控制与状态监测系统
电磁弹射系统对控制与状态监测系统的要求很高。在整个弹射过程中,控制与状态监测系统不间断地监视着电磁弹射器全系统的性能。该系统可根据飞机、环境的变化实施调控,使舰载机达到要求的末速度,并担负整个电磁弹射器的报警任务。

电磁弹射器的优势
美国海军之所以为未来航母选择电磁弹射器,主装置、弹射汽缸、活塞、复位机械等构成,尤其是其复杂的管道系统被称为“迷宫”。相比而言,电磁弹射器的构成要简单得多,主要由弹射直线电机、储能系统、电力电子变换系统和控制与状态监测系统四部分组成。另外,电磁弹射器只使用电力,航母的原动机选择灵活;而蒸汽弹射器需要蒸汽源,如果航母不采用蒸汽动力或核动力装置,还需要专门为蒸汽弹射器配备辅助锅炉提供蒸汽,极不经济,且将占据航母大量的空间和重量。

反应快,可靠、易维护、效率高
电磁弹射器利用直线电机进行弹射、制动并使往复车复位,在完全关闭的条件下不到15分钟就能达到待用状态;而蒸汽弹射器需要不断给弹射槽加热,在储汽筒无蒸汽的情况下,达到待用状态需要数小时。

　　福建舰的电磁弹射技术的核心原理是把电能转化成电磁感应力，从而弹射飞机，其性能的好坏来源于电力大小，该技术来源于我国的对电磁弹射技术的自主研发和深入研究。

　   目前，世界上能够运用电磁弹射技术的国家不多，有美国和中国，而中国在福建舰上运用的电磁弹射技术已经处于世界领先地位，这也说明中国在世界的影响力早已不容小觑了。

福建舰的电磁弹射技术的核心原理及技术来源

   （1）对于电磁弹射技术，我们普通人还不是很了解，它的核心原理就是把电能转换成电磁感应力，利用电磁之间的作用力个反作用力，在通电一瞬间使航母达到极大力量，以磁场形式来助力航母，它的核心原理至关重要，具有不可替代的作用。一般我们所熟悉的航母大小很难支撑飞机起飞，但是采用这种电磁弹射技术后，大大提高了起飞速度。

（2）电磁弹射技术在我国福建舰的应用也证明了中国的电磁弹射技术在世界范围里的领先地位，它的成功不仅仅是一项技术的成熟，更是彰显中国国力强盛，以及在科技研发上的领先作用。当然我们不能在现有的成就里沾沾自喜，更应该时刻提醒，努力研究，学习研发更新技术才是科学事业前进的动力。

    （3）科学家认为可以建造巨大的电磁发射台，长度甚至在1公里以上，末端大致呈垂直状态伸向天空，利用电磁弹射技术将航天器以极快的速度发射出去，直接将航天器等载荷放到发射轨道上。这样虽然建造电磁弹射发射台需要很大投入，但是发射航天器将会节省很多成本，因此被科学家们认为是航天器电磁弹射技术发射方式的发展的方向。其实在很多科幻影视作品中，已经能够看到类似发射方式了，但是只用这样的航天发射方式，其实是行不通的，期待未来电磁弹射技术趋于更加成熟。

总之，作为中华儿女，看到这一成就是发自内心的自豪和骄傲，电磁弹射技术具有无可比拟的优势。无论是弹射力量，弹射飞机类别，还是弹射效率和仪器的可靠性和维护性，都远远优先于其他技术设备。科技的发展永不止步，人类对于技术探索远远不够，希望未来会有越来越多的有识之士，投身于科学研究事业，研发出很先进，更强大的设备，保护这个国家和民族，生生不息的走下去。

磁弹射技术是一种新型的直线推进技术，适用于重载荷的短行程发射，在军事、民用和工业领域具有广阔的应用前景。电磁弹射是利用电磁能量将被弹射的物体向外推，实际上是电磁炮的一种形式。以前经常用机械顶出，比如弹簧，橡皮筋。能量弹射，比如子弹(利用*的瞬间爆炸能量)、磁悬浮列车等。与电磁弹射器蒸汽弹射器相比，区别在于活塞由电力驱动，而不是蒸汽。电磁弹射是利用电磁能量将被弹射的物体向外推，实际上是电磁炮的一种形式。以前经常用机械顶出，比如弹簧，橡皮筋。能量弹射，比如子弹(利用*的瞬间爆炸能量)、磁悬浮列车等。

我国自主研制的电磁弹射器来了，目前*这个部件的技术仅仅只有我国和美国拥有，足以看出其含金量。那么，电磁弹射器这个东西究竟有什么作用，又到底有多难造，其对于我们的意义又是怎么样的呢？今天，小编就来和大家一起聊一聊这个话题。

电磁弹射器的作用

电磁弹射器是一种搭载在航空母舰上的舰载机起飞装置，能够极大地提高航空母舰的作战能力，是一种非常先进的设备。但由于大多数国家对于这项技术并未能完全掌握，依旧采用的是传统的蒸汽式弹射器。

电磁弹射器有多难造？

电磁弹射器的原理是电机通上电之后产生交变磁场，再经过机器的运转使得这一交变磁场成为有感应电流的导体，并带动物体进行运动。开发这一设备的难度非常大，就连目前世界上公认技术最强的美国，在第一个开发此装置的时候都遇上了很多挫折和瓶颈，整整耗费了数十年才完工。*电磁弹射器的难点主要有三，一是最初步的电机的开发，要造出完全满足上述需求还能弹射出战斗机的电机并控制其体积难度非常大；二是在使用该装置的时候可能会造成电磁泄露，可能会对整艘航空母舰上的精密仪器造成影响；三则是散热问题，能够作出如此力量的电磁弹射器其功耗和发热也是非常惊人，如何解决散热问题自然也是需要攻克的重中之重。

电磁弹射器的意义有哪些？

电磁弹射器最大的意义就是极大地增强了我国航空母舰的战斗能力，使其出动更快、搭载更多武器还能有效降低航母的维护成本。除此之外，电磁弹射器的亮相无疑又是一次我国军事界的“秀肌肉”，向全世界宣告了我们国家的强大。

马伟明获得了“2016年度科技创新人物”荣誉，他透露，中国电磁弹射技术研究已获成功。中国目前的电磁弹射技术理论水平处于世界领先地位，采用不同于美国的技术路线，但在工程应用方面落后于美国。

新闻报道上说，我国的电磁弹射应该属于世界领先，因为美国的最新航空母舰就是因为电磁弹射出了问题。据说是，瞬间电流达不到要求，这个等我们的上003航母以后就知道了。马伟明院士是一个值得尊敬的科学家！因为像电磁弹射这种东西，它不可能像量子科技那样让人云里雾里，感觉不到希望。他是成型的，到用的时候就必须装上去。所以这个没有什么好怀疑的，应该就是世界先进。

马伟明是不可多得的人才，重大军用装备的研发带头人，中科院院士、海军少将。他带领的团队将军舰配电系统集成水平推进了三十年，填补了我国舰载机弹射系统的空白，多次获得国家科技大奖。

辽宁舰、山东舰这两艘航母的舰载机，是我国自己设计*的歼15战斗机。歼15战机是属于三代半战机。我国的辽宁舰、山东舰两艘航母是采用蒸汽滑跃式技术起飞战机，还没有装备先进的电磁弹射器起飞战机。目前我国的003号航母己完成了百分之七十多的工程，估计明年上半年就能下水试航。003号航母采用了国际先进的电磁弹射器起飞战机。题主所问我国的电磁弹射器如何？我国的电磁弹射器是马伟明院士发明创造的，于2016年试验成功，而且还领先美国的电磁弹射器技术一代。

电磁弹射器的工作原理是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。我国的003号航母将采用世界最先进新的一代电磁弹射器起飞歼15战机。平均每分钟能起飞两架战机，比蒸气滑跃式起飞快一倍，即省时省力，又节省成本。用电磁弹器弹射起飞战机，一天能起飞300多架战机。电磁炮己安装在我国不少的战舰上，又进一步加强了我国海军的战斗力。

1 。电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置,是一种正在研究中的下一代飞机弹射装置。
其工作原理是:直线感应电机的初级(固定部分)通上交流电后,产生交变磁场,这种磁场在直线感应电机的次级(运动部分)产生感应电流,使次级变为有感应电流的导体,这样,处于交变磁场的次级部分就会受到安培力的作用,向前运动。与传统的蒸汽式弹射器相比，电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处。
2.其实要论电磁弹射器与蒸汽弹射器相比，用现代的高速列车与蒸汽机相比是毫不夸张的。
首先是效率问题，现役的蒸汽弹射器效率只有百分之五，电磁弹射器高达百分之六十，而且没有密如蛛网的高温高压蒸汽管道维修的噩梦，省人又省钱。在军事开资庞大的美军，是有一定意义的。
其次是电磁弹射实应性更好，电磁飞机弹射系统具有不断监视自身的闭路系统，连续调节速度和功率，以便适应每种飞机机型的弹射剖面。 电磁飞机弹射器除具有较大控制灵活性之外，其重量和大小只相当于蒸汽弹射器的一半。消除了高压、高温蒸汽管路和阀的迷宫将减少值勤作业和战斗危险。由于使用电力电子分系统，电磁飞机弹射系统的维修人员将少30%。 未来电磁飞机弹射系统是模块化的，因此便于维修和改进时不同组件和分系统的交换.
电磁飞机弹射系统具有更好的性能和和弹射控制范围，适合弹射飞机的范围很广。它将加速飞机的重量约在4.5～45吨，弹射速度在100～370千米/小时之间，控制灵敏度灵活，这是蒸汽弹射器不能达到的。
还能任意调节弹射推力，哪怕是四吨的无人机，那是蒸汽弹射机一弹就碎的轻巧飞行器——讯息战的新宠，由于弹射动能配置方面的限制，轻型飞机反而更难弹射。而且不能够弹射当前美军使用的无人机。而高性能无人机登上航母是肯定的,由于有人舰载机和无人机大小不一,而蒸汽弹射器又没法调节弹射功率,而且效率太低,一次弹射一般要消耗614千克蒸汽,每次弹射结束都有大量蒸汽被排除,带走大量能量,其效率一般在4%～6%之间。而电磁弹射系统的效率约为60%左右,对能量的需求大为降低。蒸汽弹射器由于功率无法精确控制,在弹射舰载机的过程中,对舰载机的推力上下波动比较大。而电磁弹射系统能够对弹射过程中的力进行精确控制,另外,蒸汽弹射器在飞机脱钩后仍然会维持很高的汽缸压强,对弹射器末端造成极大的冲击,而电磁弹射系统在与飞机脱钩后作用力立刻反向,对弹射系统末端的冲击力远远低于蒸汽弹射器。
目前的蒸汽动力弹射器不能够用于弹射任何现役无人机，而这被认为是蒸汽弹射器的最大缺陷。信息技术突破性发展以及更轻、更灵巧武器的不断出现，使无人机在“尼米兹”级航母退役之前就可能上舰执行战斗任务。而美国的政治领导层更希望使用无人机作战，以把人员伤亡、被俘的风险降低到零。
电磁弹射器还可以延长战机的寿命。电磁弹射器的功率可以根据弹射飞机的尺寸重量进行灵活调节，可用于弹射美国海军现在以及未来的各种有人飞机或无人飞机。同时电磁弹射器弹射力非常稳定，弹射过程中，其最大力与平均力的比值仅为1．05，这就大大减轻了弹射过程中飞机机体结构所受到的冲击，有研究表明，电磁弹射器的这一性能最大可使舰载机的机体寿命延长31％。此外，与蒸汽弹射器相比，电磁弹射器的尺寸、重量可降低50％，对人力的需求将减少30％，全寿命周期费用可降低20％，作战可用度可提高20％。
电磁弹射系统还有一个蒸汽弹射器不具备的优点,那就是它很容易简化为满足短距起降飞机起飞的助跑系统,能很好地与滑跃跑道形状配合,可用于轻型航母或两栖攻击舰上,甚至能够用在任何采用综合电力系统的舰艇上。而蒸汽弹射器的汽缸必须保持直线,不可能装在滑跃甲板上。
另外，电磁弹射系统构成相对简单。它只用直线电动机进行弹射、制动和使往复车复位,不需要保持常备状态,在完全关闭的冷态条件下不到15分钟内就能达到待用状态。实际将来经验成熟后时间会更短，而蒸汽弹射器要依靠大量的系统和分系统,有液压泵、蒸汽、水力刹车、蓄压器等等,需要你不断给弹射槽预热,蒸汽弹射器的机械磨损严重,尤其是金属密封条，每弹射一次都会与此摩擦一次，更换量大。而电磁弹射系统使用的电力电子元件用无接触的瞬时电磁力,无磨损,可靠性在民用领域已得到检验,寿命都在几万小时,且具容错能力。 可见，如遇紧急情况下，电磁弹射器反应速度远远优于蒸汽弹射器。而且可靠性两者根本没法比。
还有一个是蒸汽弹射器根本无法相比的性能，那就是电磁弹射器最大弹射50吨战机，最大速度可达400千米／小时，因此它可以在航母无需高速行驶的情况下或无风的情况下起飞战机。而使用蒸汽弹射器的航母，一旦遇到紧争情况，就全指望旁边的伯克级了，所以有人说航母只适宜进攻而不适宜防守是有一定道理的，但是采用电磁弹射将会改变这种观念。
3。2010年12月20日，电磁弹射器首次成功进行了F/A-18E舰载战斗机的弹射起飞试验。这标志着美国海军电磁弹射项目取得了里程碑式的重大进展。按照计划，“福特”号航母将装备4部电磁弹射器。最后一部电磁弹射器组件应于2014年初交付，从而保证在2015年初在舰上进行4部电磁弹射器的验证试验，为“福特”号航母在2015年9月交付美国海军做好准备。美国突破电磁弹射器技术给其他国家提出新挑战 。
电磁弹射器欧洲自己基本用不着，对外*又是极为困难的一件事情，再算上费用分摊时扯皮的恶习，所以他应当是没什么动力。
俄罗斯军备更新方面历来计划宏伟、过分长远，典型的画大饼型，不过俄罗斯也可能会不干落后，尤其在普京重新上台以后。
据可靠消息，中国也有类似的计划，但是到哪一步了就不清楚了，随着中国全球利益的增多尤其是中国还拥有如此广阔的海域，在没有强大舰载机的保护下，仅凭几艘战舰或几艘潜艇是根本无法胜任的。而且现代海战中，没有战机的参与是无法想象的。

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