蒸汽彈射器的材料,核心是高溫高壓材料。蒸汽彈射在工作時(shí),汽缸、活塞、汽缸開(kāi)縫都要頻繁承受髙溫高壓蒸汽的沖擊,如何保證彈射器的各系統(tǒng)在如此強(qiáng)大的沖擊下仍工作穩(wěn)定且有足夠的使用壽命,就成了關(guān)鍵問(wèn)題。在材料上,汽缸材質(zhì)、活塞的結(jié)構(gòu)和耐熱材料、汽缸開(kāi)縫的密封材料,都是需要特殊設(shè)計(jì)、特殊制造的。如汽缸開(kāi)縫的密封材料,我們僅從它的技術(shù)指標(biāo)看就覺(jué)得匪夷所思,至少,大部分讀者平日接觸到的民品橡膠材料,都達(dá)不到這樣的性能。
電磁彈射器的關(guān)鍵材料,具有挑戰(zhàn)性的主要有兩個(gè)方面。一是大功率直線(xiàn)電機(jī)的材料,彈射器的大型永磁直線(xiàn)電機(jī)如何設(shè)計(jì)、電路采用何種材質(zhì),是必須重視的問(wèn)題。在彈射的瞬間,大電流通過(guò)直線(xiàn)電機(jī),導(dǎo)線(xiàn)也因電流而迅速發(fā)熱,由此需要進(jìn)行耐高溫設(shè)計(jì)和安裝復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。當(dāng)然,如果高溫和常溫導(dǎo)技術(shù)獲得突破,可以一勞永逸地解決發(fā)熱問(wèn)題。
美國(guó)福特號(hào)航母內(nèi)部正在緊張施工
二是飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的材料。儲(chǔ)能的不只是一個(gè)大鐵坨,它要在數(shù)千甚至上萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下維持一定時(shí)間的旋轉(zhuǎn),這種情況下顯然不能用傳統(tǒng)及一般的軸承結(jié)構(gòu)。
中國(guó)航母未來(lái)的電磁彈射系統(tǒng)長(zhǎng)度可能會(huì)超過(guò)100米,使用直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī),有復(fù)雜的供電和指揮系統(tǒng),其中最為關(guān)鍵的高效儲(chǔ)能裝置能在45秒內(nèi)積聚艦載機(jī)彈射起飛所需的電能。為保證最重的艦載機(jī)起飛,彈射器需要消耗的能量大約為120兆焦,而高效儲(chǔ)能裝置最多可儲(chǔ)存140兆焦的能量。此時(shí)充電功率為3.1兆瓦,加上能量損失,不會(huì)超過(guò)4兆瓦。4套電磁彈射器同時(shí)充電需要16兆瓦。這么大的電能就需要中國(guó)國(guó)產(chǎn)航母使用核動(dòng)力。
中國(guó)海軍殲15飛鯊艦載機(jī)陸上集結(jié)中國(guó)海軍殲15飛鯊艦載機(jī)陸上集結(jié)
目前來(lái)看電磁彈射關(guān)鍵是其中的致命點(diǎn)成為了中國(guó)難以攻克的難題, 比如說(shuō)軸承的金屬密度,和如何能在不損害航母動(dòng)力或者能源儲(chǔ)備上彈射出戰(zhàn)斗機(jī)。意思就會(huì)使以最小的耗能彈射出艦載機(jī)。美國(guó)那樣的彈射器中國(guó)不是造不出來(lái),關(guān)鍵是能不能比美國(guó)更加先進(jìn)。而美國(guó)能搞定,中國(guó)就一定能搞定!