飞机电磁弹射系统发展综述

飞机电磁弹射系统是一种利用直线电机产生的电磁力将舰载机在航母甲板上加速到起飞速度的弹射装置。介绍了EMALS的需求背景和发展概况,总结它相对于蒸汽弹射系统的巨大优势,分析它的组成和关键技术,并指出它未来的发展方向和推广应用于其他军民领域的潜力,论述了我国航母跨越蒸汽弹射系统,直接发展EMALS的必要性。发展电磁弹射技术不仅有利于我国航母战斗力的极大提升,也有利于推动国家相关军民技术的极大发展。     

美国航母电磁弹射系统取得重要进展

法国航宇防务网2008年9月23日报道，美国航母舰载机所用的新型电磁弹射系统（EMALS）向进入服役的方向迈出了重要的一步。9月初，EMALS系统实现了里程碑式的1阶段10000次的高周测试（High Cycle Testing,HCT-1）。测试工作是在通用原子技术公司（GA）位于美国密西西比州的图珀洛测试工厂进行的。     

国产舰载机采用前轮拖曳弹射可行性探讨

弹射起飞在工程技术上是一种“以小代大”的做法，它能充分克服舰载机自身动力不足的弱点，使其能以较大的起飞重量起飞离舰，自飞机上舰以来一直是人们解决其短距起飞的“最佳选择”。在出现了滑跃起飞方式后，曾经有观点认为战斗机的陆改舰采用滑跃起飞最为简单，但俄罗斯苏-55的发展实践却说明这种看法并不完全正确。人们现在已经意识到，陆基战机上舰还是采用弹射起飞更能达到改装的目的，只需要适当加强机身和起落架强度、在机身上安装弹射受力和着舰阻拦钩就可以了。当然。这也要看采用什么样的弹射联接方式，如果是拖索弹射，则改装是非常简单的；但如果是要采用前轮拖曳弹射方式，则情况又有所不同。早期的舰载水上侦察机是通过一个弹射滑轮与机身联接的，而在二战前和二战后数年时间中，舰载机从航母上弹射起飞一直采用的是拖索弹射。第二代舰载机上舰后，前轮拖曳弹射逐渐代替了拖索弹射。前轮拖曳弹射方式是把弹射钩设置在前起落架上，以致舰载机的前起落架就显得“与众不同”，并成为舰载机付出结构增重代价的重要原因。最近人们在讨论我国歼-10舰载前途时，就因为其腹部进气方式而被认为是不适合改装成弹射起飞舰载机。     

弹射中舰载机快速传递对准技术

舰载机弹射过程中的高加速度有利于提高舰/机惯导的传递对准速度,但高速运动带来的误差也会影响传递对准的性能。本文对舰载机的弹射流程、拖拽方式、弹射时间、弹射过程中线运动及角运动规律等进行分析,从舰载机弹射时间、舰机相对运动规律,及基准信息来源等对传递对准匹配方法的约束,基准信息精度与品质、动态杆臂误差,及大失准角误差等方面对传递对准性能的影响等,论证实现舰/机惯导传递对准的可行性,提出相应的传递对准方案,并提出各种干扰误差的相应补偿方法。研究表明,舰/机惯导弹射中,基于速度匹配的传递对准方法,可以实现舰载机紧急起飞情况下的快速初始对准。     

蒸汽弹射器的动力学仿真研究

针对航母蒸汽弹射器，在对其受力及热力学分析的基础上，建立其动力学模型，利用MATLAB软件建立了仿真系统进行数值计算，得到舰载机运动加速度、速度的大小及其与位移的关系，其计算方法是可行的；对多种弹射工况进行了仿真分析，获得不同工况下舰载机的弹射起飞运动特性，为弹射器的设计提供了可选方法及参数。     

美国海军舰载机弹射和回收装备维修工作浅析

通过研究美国海军《舰载机弹射和回收装备维修计划》指令指示文件,分析美国海军舰载机弹射和回收装备维修工作的组织机构、维修层级、舰上维修管理及维修人员培训等内容,并给出我国舰船装备修理的标准化工作建议。     

航空母舰电磁弹射器弹射飞机的优点

刚开发完成的电磁飞机弹射系统利用了电磁和电子技术，用来代替现役航母上的蒸汽弹射装置。电磁飞机弹射系统对飞机、舰船、人员和作战能力方面都带来了明显的好处。这些好处综合起来，在减少费用同时，能提供更强大的战斗力。     

起飞方式对舰载机结构重量的影响

“弹射起飞会使舰载机结构增重、严重恶化战术技术性能”这一说法一直是弹射起飞为人诟病的主要原因。有观点认为，象F—18这样的舰载机因采用了弹射起飞而付出了增重1328千克的代价，而滑跃起匕就可以避免这个缺憾。实际上，舰载机相对于陆基飞机重量增加是由好几个因素造成的。对于航空工程师来说，让舭载机从甲板上起飞只不过是“小菜一碟”，而让其安全地降落到甲板上才是让他们头痛的事情，因此设计人员把更多的精力放在满足安全降落方面来，也正是因为这一点。舰载机的降落引起的结构增重才是舰载机结构重晕增加的主要原囚。     

电磁弹射飞机系统

随着目前电磁弹射系统的设计、建造和研究的扩大，已显示出无限的应用前景。其中最引人注目的应用之一是从航空母舰飞行甲板上用电磁力弹射飞机。美国海军早在20世纪40年代就预见了电磁弹射器的巨大潜力并且建造了模型。然而，它并未得到应用，直到目前在脉冲功率、功率调节、贮能装置和控制等领域的技术进展才足以保证电磁弹射飞机系统的应用。介绍美国海军与Kaman电磁公司合作开发的电磁弹射飞机系统（EMALS），涉及EMALS目前的设计及其相关技术、对舰和运行的影响、优点与缺点、与当前和未来的航空母舰的匹配问题。     

航母关键系统对架次率的影响研究

航母舰载机的出动架次率是衡量航母及其航空联队作战能力的基本标准,是航母重要的战技指标。本文着重探讨了航母关键系统对架次率的影响,分析了弹射装置、着舰引导系统、飞机升降机、航空弹药贮运系统的能力对舰载机出动架次率的直接影响,对比了常规动力航母和核动力航母的加速性能对架次率的间接作用。     

美国通用原子能公司电磁弹射系统技术故障后恢复正常

[据简氏国际海军2010年5月报道]在遭遇了严重的技术故障之后，美国海军未来航母“福特”号（CVN78）电磁弹射系统的研制进度似乎恢复了正轨。2010年1月，因电磁弹射系统发生软件问题引发全尺寸试弹射试验故障，进而导致系统设备的严重损坏，主承包商通用原子能公司将问题很快解决，试验在3月继续进行，目前，弹射器已完成了750次弹射。     

航母关键系统对架次率的影响研究

航母舰载机的出动架次率是衡量航母及其航空联队作战能力的基本标准,是航母重要的战技指标。本文着重探讨了航母关键系统对架次率的影响,分析了弹射装置、着舰引导系统、飞机升降机、航空弹药贮运系统的能力对舰载机出动架次率的直接影响,对比了常规动力航母和核动力航母的加速性能对架次率的间接作用。     

美国航母航空保障系统研究

针对美国现役航母航空保障系统的现状,对其航空保障系统的发展进行探讨,并对美国现役航母的弹射起飞系统、阻拦回收系统、着舰引导系统、舰载机调运系统、航空数据管理与控制系统、航空弹药贮运系统、舰面保障系统、舰载机维护维修保障设施等开展研究,总结美国航母航空保障系统的关键技术,预测其未来发展方向。     

国外舰载机电磁安全性研究

现代舰船在充分发挥作战效能的同时,进一步恶化了舰面的电磁环境,一些脉冲式工作的设备装舰,对舰载机的电磁安全性产生了新的威胁.舰机电磁适配性是现代舰船总体电磁兼容设计的重要工作之一.本文在研究国外相关文献资料基础上,重点分析了舰载机处于舰面电磁环境下的几种典型受扰现象,以及舰载机处于不同工作状态下的电磁安全性问题,应用电磁兼容原理对舰载机的电磁安全性进行了评述.     

电磁飞机弹射系统

电磁飞机弹射系统(EMALS)将代替目前在航空母舰上用来弹射飞机的蒸汽弹射系统。利用新的电力电子装置技术，能够实现EMALS要求的高可控性、高效率、高性能。电磁飞机弹射系统是一个全集成的系统，由储能系统、电力电子系统、直线弹射电动机和控制系统组成。这些分系统组合在一起形成一个高性能的弹射系统，大大扩展未来航母的作业能力，不但能使航母搭载更重和航速更快的飞机，而且允许弹射与现有的蒸汽弹射器不匹配的小而轻的飞行器。这种弹射系统可以充分利用现成民用技术，其研制和应用同时还能促进相关民用技术的发展。     

舰空母舰舰载机起飞技术探讨

本文简要回顾了航空母舰舰载机起降技术的发展历程，对航母航空技术未来的发展提出了一些看法。文中分析了弹射起飞的缺占，指出在未来的航母上滑跃起飞方式有可能与弹射起飞方式并存或最终完全取代弹射起飞方式     

基于排队论的大型舰船甲板弹射器数量研究

为明确大型舰船飞行甲板弹射器数量设计的理论依据,从调运指挥官的角度提出了"虚拟队列"概念,分析了其工作特点,对其工作模式进行了排队论建模.同时分析、建立了舰载机在弹射等待过程中的真实排队模型.忽略其它甲板因素的影响,基于排队论假设代入数值计算了不同弹射器数量对虚拟队列中舰载机的等待队长、系统等待耗时等关键指标的影响,使...     

航空母舰用的高技术弹射系统——直线感应电机将代替蒸汽弹射器

美海军于2004年秋天测试两套使航空母舰弹射飞机方式发生革命性变化的系统，即电磁飞机弹射系统(EMALS)。海军的想法是利用直线感应电动机，通过一个先进的储能系统的能量以极高速运动将飞机弹射入空。电动机的概念类似磁悬浮列车系统采用的技术。     

美国海军完成电磁弹射器储能电机共享试验

<正>美国海军航母电磁弹射器已完成储能电机共享试验,比预定日期有所提前。从"福特"号(CVN78)航母开始,将采用电磁弹射系统,替换目前航母上采用的蒸汽弹射器系统。电磁弹射器系统由一同工作的6个子系统组成,这些系统共享各部件,驱动舰上4部弹射器。但是,试验点只有1部弹射器,所以迄今为止系统只需控制1部弹射器。在2012年11月完成系统功能演示阶段之后,电磁弹射器团队将在试验点建造四弹射器模拟舰船环境。试验对储能电机进行了仿真,该电机为弹射静载荷或负重滑车的多个弹射器提供能量。能够提前完成共享试验,归功于良好的准备和协调工作。准备工作之一,是采用主要工业伙伴通用原子公司典型的舰船控制实验室,以完成四弹射器系统的全面建模和仿真,保证弹射控制的正确性。采用了典型的舰船控制实验室,而不是全规     

一种航母电磁飞机弹射系统研究

电磁发射技术一直是世界发达国家竞相发展的高新技术，是对传统发射技术的重大突破。电磁发射应用新的能源对物体驱动，从理论分析，其动能不受传统发射方式的能量限制，因而可以对大型物体以更高速度进行弹射。本文以直流直线电动机为驱动装置组成的航母电磁飞机弹射系统方案进行分析、计算，并通过原理试验验证了该方案的可行性。