9月11日以来,003福建舰的重磅消息一个接一个,以高清视频的方式公布了弹射控制室与操作人员以及甲板上的弹射器,然后是弹射器操作步骤以及弹射控制,最后是来一个20分钟的标题为《淬火》的长视频,从福建舰海试到训练,再到弹射等全方位高清视频展示!

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福建舰电磁弹射高清视频的公开引发了外媒的激烈讨论,国外社交媒体上有外国网友表示,PLA越来越自信,电磁弹射这种高端装备也不藏着掖着了,直接高清视频向全世界公开!也有不怀好意的美国网友污蔑称中国不过是抄了福特号的电磁弹射器,但却被另一位美国民众狠狠的回怼了,为什么福特号自己的电弹还不行,反倒是抄袭的行了?

福建舰的电磁弹射控制站:按钮上都隐藏了什么秘密?

福建舰上安装了电磁弹射器这已经是个全世界都知道的“秘密”了,从在江南造船厂干船坞上分段安装时的巨型V字槽,舾装码头上的三排铁皮房,再到船坞中弹射小车时意外被路过民航飞机乘客拍下的弹射视频,网友们最盼望的就是亲眼目睹下福建舰电磁弹射的过程,见证一下中国海军里程碑式的突破,直接跨越蒸汽弹射进入电磁弹射的行列!

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要是说9月11日发布的《淬火》“预告片”中还有点遮遮掩掩的话,那么9月13日发布的完整版《淬火》已经彻底放飞自我了,弹射控制站中特写“弹射”的操作的这段视频中可是暴露了大量的信息,这也是国外社交媒体上惊呼中国公开高清电磁弹射控制站操作的原因。

集成式弹射控制站 / Integrated Catapult Control Station / ICCS,也被称为“泡泡 / Bubble”,位于飞行甲板弹射起飞处,其功能是根据风速、航速、飞机起飞重量等信息确认“弹射力度”,并确认弹射前甲板清空情况,以便使得飞机能够安全弹射升空,甲板人员能够安全继续工作的一个非常重要的控制站。

一般而言,弹射控制站有两个,分别是一二号弹射器的控制站,位于航母前甲板两条弹射器的中间部位,三四号弹射器的控制站在左舷外侧,美军的尼米兹级的一二号弹射控制站是气泡式,突出于甲板,也是可隐藏式,三四号弹射器控制站位于舷侧不影响,一般为固定式。

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福建舰的1-2号弹射器控制站就位于两条弹射器中间,六角形状,各位可以放大了仔细看下,三号弹射器的控制站在舷侧,福建舰只有3条弹射器,没有第四条。从福建舰上公布的控制台来看,弹射控制台上有多个按钮,但唯一能看清的是“进入弹射”以及随后的“弹射”操作两个按钮,那么问题来了,其他按钮都是什么用处呢?

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看不清标记当然无法分析其功能了,不过根据美军早期航母在弹射控制站操作平台的按钮与功能定义应该也能猜个八九不离十,种花家找到了美军早期弹射控制台的一些参数:

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上图是操作控制台,这个并不涉及具体操作的意义,下图才是功能区按钮:

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这张图是左侧功能是:蒸汽压力(蒸弹),有满足于不满足条件,还有一个是弹射吨位选择,有低中高三个,中间旋钮组合不明确是什么意思,底部CSV匹配与CSV M3功能不明确,另外还有全速与低速测试两个功能。右侧是弹射暂停、抓住起落架、准备好、军用力度?战斗力度?准备、弹射等按钮。

弹射时有几个动作,首先要将发动机牵引至弹射机位,然后将一个弹射杆将起落架与弹射滑块连接,然后再起落架后部有一个超过弹射拉力就会拉断的弹射杆与后方“刹车”连接,之后就是升起挡焰板,进入弹射准备状态,之后将会再次确认甲板清空状态。

一旦确定任务执行,那么战斗机发动机将会启动并进入慢车状态,可以战斗机自带启动或者航母外接启动,此时弹射器控制站会测定风速、航母航速以及飞机起飞重量,会设定一个合适弹射力量,然后控制台通知飞行员将发动机节流阀推到加力状态。

待发动机平稳运行十几秒后飞行员通知控制站准备完毕,控制站确认后通知甲板引导官启动弹射准备,准备完毕后守势告知控制台可以弹射,弹射控制官按下弹射按钮即可将飞机弹射出去,之后就是弹射滑块在末端水压下减速停止,然后复位到起飞位置,再进入下一个弹射环节。

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这份在Navyaviation.Tpub上公布的文件显示,在紧急状态下,比如1-2号弹射器控制台在特殊情况(比如损毁)下可以将功能转移至甲板边缘的3-4号弹射控制站上。同时还有一个遥控站,可以让弹射控制官在甲板上操作。

福建舰上的弹射操作键操作功能暂时还没有公开,那个视频并不是没拍清楚,而是做了虚化处理,这表示目前还不宜公开!不过都是弹射器基本功能都应该差不多,即使是一个蒸汽弹射,一个是电磁弹射,比如蒸汽弹射显示蒸汽压力,而电磁弹射则会显示电池是否满足弹射要求。

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另一个是弹射吨位与力度选择:蒸弹与电弹都可以调节弹射力度与弹射吨位,这点与很多网友理解的电弹可调蒸弹不可调有出入,毕竟蒸弹只要调节蒸汽压力即可,也是非常方便的,但是为什么还有人说蒸弹不可调节弹射力度呢?

其实是蒸弹很难调节弹射力度曲线,因为蒸汽弹射会随着活塞行程的增加压力快速降低,即使输入高压蒸汽也会随着空间增加压力降低,这点是没有办法的,所以蒸汽弹射时需要再蒸汽压力最大时尽可能将飞机加速,以换来在后期蒸汽压力降低后仍然能给予一些加速让其达到起飞速度。

换来的结果就是初期加速过猛,飞行员在那一会几乎就是恍惚状态,根本无法控制飞机。而电磁弹射则不是,可以在初期输入一个比较小的起飞弹射力矩,然后再100多米的跑道上持续加速,到末端达到起飞速度即可。

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因此在电磁弹射器上也会有弹射力度与弹射吨位的选择,同时还会有一个弹射曲线的调节,比如无人战斗机弹射曲线可以陡峭一些,载人战斗机平缓一些,预警机再缓一缓,如果是侦察打无人机,那就更缓一些,甚至是不能弹射的小型无人机通过“慢慢加速”的方式让其获得起飞速度,当然这个只是猜测,从理论上来看并不难实现。

最后是减速与复位,对于电磁弹射来看减速很简单,只需要输入一个与弹射方向相反的电场方向即可让弹射滑块减速复位,同时也可以快速复位!各位可以统计下上述功能要多少按钮,再加上通信以及移交控制权的按钮,福建舰肯定会参考美军航母设计的那样将控制权通过主动或者被动的方式转移到舷侧控制站或者甲板控制遥控站等。

美媒污蔑中国抄袭被民众质问: 为何福特号不行?

福建舰空开弹射控制站确实让中外社交媒体相当关注,军迷纷纷留言想要了解福建舰到底有没有弹射战斗机;不过国外社交媒体上国外网友关注焦点却不一样,除了有部分网友惊叹于中国海军科技发展的速度以及感叹电磁弹射的先进程度外,有多位美国民众都是质疑福建舰的电磁弹射到底能不能起飞战斗机,电弹的技术到底是从哪来的?

比如这位RichS@RichScotford的网友就表示,只有一群人跑来跑去,起飞的飞机又在哪里呢?

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这位b young@BRYOUNG33则表示,中国人无法自己设计东西:

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这位Guillermo HHaha@h60688则认为,这是美国技术的复制粘贴:

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当然除了这些质疑贴以外也有非常肯定中国军工技术严谨的帖子,同时还非常希望看到福建号弹射战斗机,比如如下这两位:

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而对于外媒质疑的偷窃技术一说,也有网友直接回怼了回去:

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同时这位网友还将中美电磁弹射器之间的差别与孰优孰劣作了一番简单的对比:

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其实小编要说的是,在《淬火》中公开的福建舰是在江南造船厂舾装港池内弹射小车的场景,在后续公布的图片中就有现场两台小车的场景,当然是没有飞机了,从时间上来看,9月13日只是福建舰刚好要准备弹射战斗机测试的时间段,后者可能已经弹射或者还未弹射,而节目制作有个时间差,目前公开的还是几个月前的内容,各位这点要搞清楚。

中美之间的电磁弹射到底有多少区别?

简单一点描述就是中国走了中压直流路线,而美国走了中压交流路线,听起来只是交直流的差异,但真正的差距可就大了,可以肯定是弹射器一定使用了可调节的中频电源,这个可能与直流无刷电机的调节有些类似,当然这两者不一样,种花家只是打个比方,因为用在电磁弹射器上的电磁发射方式叫做重接线圈发射技术,特别适合低速重载的电磁弹射,跟无刷电机结构并不相似。

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中频电源看似交流,但事实上是从交流转换成直流然后再逆变成交流或者脉冲电源,如果是直流电源则少了一道转换,如果是交流就多了一道整流,在小型电路中这个整流问题不大,但在极大功率的电路中问题有点大了。

另一个与电磁弹射有关的是短时间内释放电能的储能设施,直流可以用电池或者电容直接蓄能,交流蓄能比较麻烦,要么交直流转换成直流后通过电容电池蓄能,要么通过盘形电机利用离心力蓄能,释放时再发出交流电,目前福特号采用的就是盘形电机。

就蓄能来看盘形电机效率高,功率密度还大,唯一的问题是检修需要停机,不像电池电容可以在线检修甚至在线更换,有网友表示,这电机咋会有问题?还真有!福特号盘形电机当年测试时就发现漏油了!但这盘形电机在正常力矩刹车的情况下完全停止需要1个半小时,要是民用设备这也没啥,但军事用途就很耽误事了。

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接下来就是将交流电源转换为中频电源的供电系统了,按军事装备的要求来看,应该是多套储能系统(必须要有1:1冗余),再加上多套电源转换中频电源系统,比如四台弹射器,怎么也得1:1=4套+1~2套冗余,毕竟这是军事装备,设备可以坏,但备用设备顶上就有了维护维修时间,还不耽误使用,这样安排肯定是合理的!

那么福特号的电弹是怎么安排的呢?中频电源供电系统福特号只安排了一套,原因是体积太大了!在研发时就发现电磁弹射器的总重量就达到了630吨,比尼米兹的蒸弹还重了100多吨,而且体积也比蒸弹的1133立方米大得多,这个就没法安装到福特号的船舱内了,怎么办?减重减体积,储能的盘形电机4台少不了,那就只能减少中频电源的供电系统了,将四套合并成了一套,尽管还是保留了部分冗余,四套弹射器之间做了相互隔离,但在某些飞易损性部件损坏时还是有可能全部瘫痪的!

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如各位猜测的那样,墨菲定律再一次展示了它的正确性,2020年6月份,四条电磁弹射器因为供电系统关键部件故障全部趴窝了,整整6天弹射器没法用,这个要是在战时,估计已经被击沉100次了!

当然在2020年那次事故后美军还是对其进行了部分升级,改善了这个问题,但系统设计的缺陷不是一改就能完全解决问题的,问题依然存在:

  • 2021年1月的一份DOT&E报告指出:“在3,975次弹射发射中有181次(目前181次弹射出一次故障)任务失败间隔 (MCBOMF),这一可靠性远低于4,166个MCBOMF的要求(4166次弹射出一次故障);
  • 2022年6月的一份GAO(美国国家审计)报告指出,“海军还在继续努力提高电磁发射系统和先进拦阻装置的可靠性,以满足快速部署飞机的要求。”该报告还指出,海军预计电磁弹射系统和先进拦阻装置要到“2030年代”才能达到可靠性目标;
  • 2023年8月份美国国会研究服务处发布了一份报告称,目前福特号的MCBOMF已经从2021年的272次上升到了614次,但是距离设计的4166次还非常遥远。

福特号电弹的另一个问题就是电磁拦阻,在同时期还进行了1,481次电磁阻拦着陆测试,平均故障周期为460次,比刚装备那会41次提高了10倍,但远低于设计要求的16,500次的要求。

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所以问题来了,003航母福建舰也是这么衰的话还真有可能是抄袭的,但据在2017年陆上弹射测试时就公布的资料来看,福建舰的数据要比福特号要优秀得多,几乎就零故障,所以这才有了回怼美国人污蔑的依据,总不可能一个青铜被抄成了王者!这就是中国在工程技术的能力,美国人在这条路子早就在走下坡路,未来只会滑得越来越快!