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| colspan="2"| | | colspan="2"| 003型航空母舰“福建”号，截至目前除美国之外的世界上唯一的常规动力超级航母，拥有高达8.5万吨的满载排水量、三条电磁弹射器和两座升降机。该舰的出现是我国航母发展史上的一个重大节点，它标志着我国拥有的航母开始由俄式的滑跃式载机巡洋舰向美式的平甲板弹射超级航母转变。 | ||
说明中的“电磁”毫无疑问指的是003型航母搭载的电磁弹射系统。这种系统也是003型航母相较于002和001最为直观的进步，堪称003型航母“皇冠上的明珠”。 | |||
所谓电磁弹射系统，从原理上说就是一台直线电动机：在这台电动机里，转子并不是绕轴旋转运动的，而是沿水平方向前后运动，并在加速前冲的过程中由拖曳杆拉动飞机，将飞机从甲板末端弹射出去。目前为止，掌握该项技术的仅有两个国家，其中一个是美国，另一个则是我国。 | |||
由于003型的电磁弹射系统属绝对机密，此处不对003型的电磁弹射系统进行细节上的推定，仅对电磁弹射系统这一概念进行粗略的解释。 | |||
按照工作方式，电磁弹射系统可以包括两种类型：感应电动机和直流电动机。 | |||
所谓感应电动机利用的就是楞次定律。在轨道上水平放置一个封闭线圈，并在轨道下方构造一个水平向前运动的磁场；那么根据楞次定律“来拒去留”的规律，当磁场自后往前靠近线圈下方时，为阻碍线圈内磁通量的变化，线圈内的电流将会以产生的安培力使线圈“逃离”磁场的方向流动。于是，线圈在安培力的作用下高速前射，同时带动拖曳杆向前运动。这种工作方式——也被称为“电磁驱动”——也被应用在过山车的电磁弹射系统上，被称为“线性感应电动机”（LIM）：在采用该种方式弹射的过山车底部会有一个矩形的线圈，而轨道底部则有一系列的电磁铁，可以形成向前移动的磁场。在按下弹射开关的瞬间，轨道下方的电磁体依次通电，形成快速前移的磁场，产生的感应电流就会在安培力的作用下迫使过山车高速射出。 | |||
第二种方式则被称为“直流线性电动机”。这种弹射器的结构颇像电磁轨道炮，是两根互相平行的导电滑轨中间夹着一台导电滑车，并在下方施以一定强度的垂直磁场。当高压直流电通过导轨时，电流会从一根导轨流入、流经导电滑车、再从另一根导轨流出；这样，导电滑车上的电流在垂直磁场的作用下就会产生安培力，驱使导电滑车向前加速，并带动飞机将其抛出。这种方式的变体在民间还没有得到广泛应用，但是经常以题目的形式出现在物理试卷和作业本上。 | |||
同时，为了供给电磁弹射系统所需的短时间、大数值电流，电磁弹射系统必须另外接一个储能装置，而储能装置则从全舰电网中引电；当储能系统充满之后，就可以以大电流脉冲的形式短促放电，满足弹射器的用电需求。简单地说，储能系统就是一个转化器，能将电网的持续低数值电流转换为弹射器所需的脉冲高数值电流。 | |||
以工作原理划分，储能系统又可以分为两个大类：飞轮储能系统和电容储能系统。 | |||
飞轮储能系统是世界上第一种投入实际应用的电磁弹射储能系统，被应用在福特级航母的电磁弹射系统中。它的原理是电动机和发电机的相互转化：小学科学课中就已经提及，当直流电动机的轴在外力作用下旋转时，从电动机的导线中将会反向输出电流，也就是电动机变成了发电机——这是因为电动机和发电机一样存在磁场和切割磁感线的线圈。所以，如果先给电动机施加一定电流，使它带着一个重质飞轮旋转起来，随后切断电源、将电线接到一只灯泡上，飞轮巨大的转动惯量就会强迫电动机转子继续旋转，对外输出电流，将小灯泡点亮。飞轮储能系统的原理也是一样：甲板下方设有数组电动机，电动机各自连接着一个重质的飞轮，并通过开关器件从电网中引电。当电动机带着飞轮达到一定转速后，开关器件将会把电动机和电网断开；此时，因为飞轮的转动惯量很大，轴承的摩擦力又很小，系统会进入旋转保持阶段，保持这种旋转的状态相当一段时间。而当航母需要弹射飞机时，开关器件会将电动机的导线和弹射器连通；此时电动机和弹射器构成回路，回路中就会产生感应电流，向弹射器供应数值巨大的弹射电流；与此同时，由于感应电流产生的安培力一定要阻止发电机线圈的转动，电动机的转速将会迅速降低，最终停止转动，等待下一次充能。 | |||
电容储能系统则是利用大规模的大功率电容存储电能。当电容器的某一极板与直流电的正极相连时，因为感应起电原理，另一个极板上将会感应出负电荷，电能就这样以电荷的形式被暂时储存起来；而如果将电容器的正负极板分别连接到用电器上，正负电荷就会经导线奔向彼此以求得中和，同时在导线中产生电流。因此，通过大功率电容阵列加上稳压器件，理论上是可以实现大电量的存储和短时间的放电的。由于电容不存在任何旋转部件，这种储能方式的可靠性会比飞轮储能系统更高，可维护性也会更进一步。 | |||
比起当前航母常用的蒸汽弹射系统，电磁弹射系统的优势是明显的。一方面，蒸汽弹射器的蒸汽气压往往不可调，这就导致了在弹射较轻较小的飞行器时的能量浪费；而电磁弹射器的电流大小则是可调的，因此可以非常轻松地使弹射力度适配各种飞行器，确保在弹射各类舰载机时都能保持最高的能量利用率；另一方面，蒸汽弹射系统的活塞并不会被蒸汽推着反向复位，而电磁弹射器只需改变磁场的运动方向或是电流方向就能让线圈或是滑车反向运动回到起点，故而在整备时间上也会具有巨大的优势。第三，电磁弹射器可以并入全舰统一的综合电网，增加整个战舰系统的简洁性与统一性；而蒸汽弹射系统是不能由电网驱动的，必须另设蒸汽相同系统，这就无形中增加了战舰系统的繁琐程度。可以说，003型航母采用的电磁弹射系统，使中国由一个航母拥有国一跃成为了航母强国。 | |||
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