航母是如何蒸汽弹射舰载机的？明明可以让舰载机3秒内弹射200公里时速，为何还要发展电磁弹射？

将高压蒸汽能量转化为动能，再加上飞机本身的动力完成二合一弹射，就是蒸汽弹射最简单理解。

它的工作原理就是，将蒸汽弹射系统与航母蒸汽锅炉相连接，作用就是把一部分高压蒸汽，通过充气阀输送到储汽罐里。

当罐中的压力达到指定数值后，两者间的充气阀就会关闭。这时舰载机就可以开进弹射跑道，然后将前轮挂在甲板外的滑梭上做弹射准备。

接下来弹射阀门会被打开，储气罐里的高压蒸汽就会注满甲板下的两个汽缸，随着汽缸里的压力越来越大，应力螺栓随之断裂。

此时活塞就会带着滑梭加上飞机本身的动力。使得这个几十吨重的大家伙，将以200多公里每小时的速度，3秒内瞬间完成弹射起飞。

其实蒸汽弹射，并不是最先应用在航母身上的起飞方式。

刚开始的螺旋桨飞机对于起飞要求并不高，甚至将一艘货轮削平就能做到，但随着重量大速度高的喷气式战斗机问世，再想靠本身动力在货轮上起飞已经不现实了。

因此，以仰角换升力的滑跃式起飞就产生了，不过这种方式不但需要飞机减重，还有由于甲板尽头是翘起的跑道，同时也无法搭载足够多的舰载机。

所以蒸汽弹射就于上世纪50年代，被英国人发明了出来，只不过当年的英国起了个大早却赶了个晚集，蒸汽弹射最后被美国引进并发扬光大。

而老美在此后使用的半个多世纪里，已经逐步将该技术稳定在，4000次以内连续弹射不出故障的水平。

也就是说，在整个蒸汽弹射界，美国才是妥妥的技术大佬，就连挺胸抬头特立独行的高卢鸡来了，也只能低下头乖乖求购。

至于电磁弹射器，其实工作原理也并不复杂。

说直接点就是，通电导体在磁场中受洛伦兹力作用。

原理是用强电流通过电磁铁产生强磁场，然后再作用于连接飞机的牵引器上，形象化理解就是，在一节5号电池两端分别吸附两个磁铁，然后把它放在一个环形的铜线圈里。

这时电池就会一直在里边朝着一个方向穿梭，直到电量耗尽。

相同的把这节吸附有磁铁的电池，放在并排的两个铜线圈上也是可以的，只不过电池上边没有飞机而已。

为什么航母要发展电磁弹射技术？电磁弹射如何做到无限次高效供应，且省时省空间的？

可以做到因地制宜

不同的飞机类型所需的弹射推力也是不尽相同的，但尴尬的是，尽管蒸汽弹射技术非常成熟，维护保养也相对容易，但是对于舰载机弹射时的推力大小，它却无法做到精准控制。

尤其是对于无人机这种比战斗机要轻要小的机型，如果还是按照弹射战斗机所需要的强度来工作的话，直接将无人机肢解掉也是有可能的，就算没有如此夸张，但肯定是有很大影响的。

可要换成电磁弹射的话，这种现象就不会产生。

因为它只需要通过控制电流强弱，就能为不同类型飞机提供精确的弹射推力，这一点非常可贵。毕竟在未来战争中，海量的无人机蜂群战术才是发展趋势。

可以实现高强度工作

在进行弹射任务时，蒸汽弹射每次最多只能服务35架次，这是因为舰载机的频繁起降，需要消耗蒸汽弹射系统内的高压蒸汽。

而这种高压蒸汽，说白了就是在消耗航母本身所需要的动力。

据相关数据统计，常规动力航母如果按照1分钟弹射8架次来算，蒸汽弹射装置就可以消耗掉超过30%的航母动力，相当于直接将航母速度拉低了最少25%。

但是只要电力足够，电磁弹射就不会遇到这种情况，而3台电磁弹射装置所能产出的效率，就可以超过4台蒸汽弹射。

另外电磁弹射这个特点，也让它的弹射刷新频率非常高，每间隔45秒就可以完成一次充电。一个是牵一发动全身且补充困难，一个是无限供应且还可以快速补充，该选哪个已经很明显了。

空间利用率非常高

传统的蒸汽弹射装置由于有着庞大的储汽罐存在，就注定它在航母这个寸土寸金的地方不会太节省空间。

比如美国的尼米兹号航母，它的弹射系统重量就达到了500吨，更是占据了近1200立方米的空间。可要是把它换成电磁弹射装置，空间利用率将提高一倍，同时它的重量也要比蒸汽弹射装置轻一半。

最后还有一点就是，蒸汽弹射系统的水蒸气需要的是淡水，尽管航母本身的海水淡化能力很强，可终究还是没有依靠电磁力弹射来的实在。

这就是为什么有航母的国家，都想发展电子弹射技术的原因。但目前除了中美两国，这种技术并不是谁想拥有就能拥有的。

航母电磁弹射技术的难点在哪？美国研制28年耗资32亿美元才搞出，我国弯道超车相比于美国又有何优势？

早在2017年，美国就已经把电磁弹射器装在了福特级航母上，不过可惜的是，这个让美国头疼28年才搞出来的玩意，却是各种问题不断。

甚至舰载机平均每起降181次，就会出现一次故障。

因此，特朗普在接受《时代杂志》采访时曾公开表示：电磁弹射系统是一个即费钱又不可靠的玩意。

甚至他还一度扬言要将福特号航母上边的电磁弹射器，全部拆掉换成技术更为成熟的蒸汽弹射器。

电磁弹射系统的难点到底是什么？

要知道在磁感应强度和导线长度一定的情况下，电流越大安培力也就越大。

如果假定一架战斗机的重量是33吨，初速度为200公里每小时，那就相当于1亿焦耳的动能。

如果弹射升空的时长按照2秒来算，这么大的动能就需要平均5万千瓦的瞬时功率才能实现。

但想要瞬间释放出这么巨大的电能，还要同时将它转换为机械能推力，显然普通发电机是远远不够的。而航母接的又不是国家电网，如此巨大的电流从何而来呢？

美国的福特级航母采用的是飞轮储能，其核心部件为一个重达几百吨的巨大飞轮。

工作原理是，先用航母上的电网给交流发电机供电，然后让这台发电机产出的电能，再带着这个大飞轮旋转产生机械能。

这个时候只要飞轮一直转动，发电机的电能就转换为大轮子的机械能储存了起来。

接着舰载机在弹射时，就停止对发电机供电，然后这个大轮子产生的机械能，又会反过来给发电机供电转化为电能，进而再给弹射电机供电。

咱就说这么做，这个大铁疙瘩在中间会不会赚电能差价？当然过程复杂故障就多，电能的损耗量也很大。

而我们的福建舰则不同，我国采用的是超级电容存能模式，简单说就是利用电容器储存电荷的方式，来提供弹射时所需要的能量。

由于其代替了美国那个大飞轮黑心中间商，所以它的充能和放电速度相比飞轮储能要快的多，能量损耗也要远远小于前者。

其实美国也早就想到了用超级电容来储能，但他们却掌握不了中压直流综合电力系统，所以就算是有超级电容，也得需要一个同样很大的逆变器才能实现。

因此美国现在是既要面子，不得不留着故障频出的电磁弹射器，又对成熟稳定的蒸汽弹射念念不忘。