中国第三艘航母即将问世，最关键的不是吨位，而是电磁弹射器！

周伯通

中国第三艘航母即将问世，最关键的不是吨位，而是电磁弹射器！

2022-03-11 12:09

在位于长江入海口的长兴岛上，一艘体型巨大的直通式甲板军舰正静静地躺在船台上蓄势待发。

这就是传说中的中国第二艘国产航母，同时也是首艘我国完全自行研制的航母——003型航母。

多年来，关于003型航母的各种资料与猜测一直是广大军事爱好者热议的话题。那么，这艘大家期待已久的国产航母究竟有哪些值得一提的亮点呢？

从历史地位来说，003型航母是继001型航母“辽宁”号与001A型航母“山东”号之后，人民海军即将装备的第三艘航母，同时也是我国第一艘弹射起飞型航母。

根据2021年美国战略与国际问题研究中心发布的高清卫星照片显示，003型航母比之前的“辽宁”号与“山东”号明显大了一圈，舰岛也改小了不少，因此具有更大的甲板面积，能够携带更多的作战飞机。

由于003型航母采取了总装分段建造法，其建造工期相较于“辽宁”号与“山东”号大为缩短。

从最新的卫星图片来看，003型航母的舰岛已经安装完毕，电磁弹射器至少已经装了一台，下水时间应该不会晚于2022年年底。

综合各方信息推测，003型航母的大体数据为：舰长320米（甲板），舰宽78米（甲板），满载排水量85000吨，最高航速30节，配备有3具国产电磁弹射器。

舰载机为40架歼15，16架直8和直20舰载直升机，4架空警600舰载预警机，未来还将配备基于FC-31样机改进的国产第四代隐身舰载战斗机。

如果以上这些数据基本属实的话，那么003型航母将有望超过目前全球排水量最大的常规动力航母英国的“伊丽莎白女王”级，成为历史上吨位最大，综合作战能力最强的常规动力航母。

早在003型航母尚未问世的时候，坊间就开始纷纷猜测该舰的尺寸、动力与起飞方式。

尤其是针对后两者的争论，在网上可谓是此起彼伏，不绝于耳，直到这两年尘埃落定后才渐渐平息下来。

从最终结果来看，虽然003型航母未能如一些人所愿用上核动力，但跨过蒸汽弹射直接使用电磁弹射还是给国人带来了不少惊喜。而我国也由此成为了世界上第二个掌握电磁弹射器的国家。

众所周知，现役航母的起飞方式主要分为滑跃与弹射两种。

其中，前者所需的技术相对比较简单，只需要舰载机依靠自身动力，借助甲板前方的滑跃角即可起飞；而后者则是利用弹射器使飞机达到起飞速度，从而完成起飞。

对于弹射起飞来说，其最大优势在于极大地提升了战机的起飞载荷；增加了甲板停放飞机的数量；改善了在高海况下的起飞性能；方便预警机、运输机等大型飞机的起飞等。

当然，弹射起飞在技术上也远比滑跃起飞复杂的多，成本上也不可同日而语。目前，全球能完全掌握航母弹射技术的国家只有中美两个国家。

不过，003型航母在研制之初，并没有考虑使用更加“时髦”的电磁弹射，而是倾向于技术上较为成熟的蒸汽弹射。

不少人或许会认为，出现更晚，且更为先进的电磁弹射在技术难度上理应比蒸汽弹射更大。

但实际上，更早出现的蒸汽弹射器在整体构造上反而还比电磁弹射器更加复杂一些。

二者在技术层面并没有多少交集，也不存在继承的关系。总之，不管是电磁弹射技术还是蒸汽弹射技术，对于中国而言都是新技术，所要承担的技术风险并没有什么很大的不同。

从结构上讲，电磁弹射器主要由大型直流电机、电能储存装置、两条平行导轨和弹射滑梭等几部分组成。

弹射装置位于倒梯形的电磁弹射槽中，里面装满了电磁铁模块。

弹射舰载机时，储能装置和直流电机会给两条导轨通上强电流，弹射槽里的电磁铁模块会瞬间产生交替磁场，在同极相斥原理下产生前进的推力，推动内部的楔块与上面带动战斗机的滑梭做直线运动，从而完成弹射的全过程。

与蒸汽弹射器相比，电磁弹射器具有体积小、重量轻、故障率低、便于维护、功率可自由调节、准备时间短、舰载机出动率高、能量使用效率高、操作人数少等优点。

我们拿美国“福特”级采用的EMALS电磁弹射系统和“尼米兹”级的C-13蒸汽弹射器做一个对比。

EMALS在体积和重量接近C-13一半的情况下，其最大弹射起飞重量反而比C-13更高，发生重大故障的间隔时间更是达到了C-13的三倍以上。

此外，蒸汽弹射器的高压气流不易控制也会导致弹射过程前半段速度过大，后半段速度过小的现象出现。

相比之下，电磁弹射器的加速会更平稳一些，大大降低了对飞机和飞行员的负面影响。

当然，事物往往具有两面性，从耗能的角度来说，电磁弹射器也可谓是不折不扣的“吞电兽”。

电磁弹射器在工作的2.2秒内将消耗39度电能，几乎相当于一个三口之家小半个月的用电量。

这么大的耗电量对于核动力航母而言或许不是什么问题，但对于燃油携带量有限的常规动力航母而言就有些捉襟见肘了。

因此，电磁弹射无法应用在常规动力航母上的说法一时间也是甚嚣尘上，就连不少专业人士也一度认为电磁弹射无法与常规动力航母兼容。

2017年2月国防科技大学国家安全与军事战略研究中心的王群教授就曾告诉科技日报记者，“常规动力航母一般来说不宜采用电磁弹射，尤其是对航母技术还不很强、经验不足的国家而言。”

但事实真的是这样吗？

其实，从原理上来说，电磁弹射系统对于动力系统的选择并没有那么苛刻，只要能从高速旋转的动力轴上获得足够大的发电功率即可。

中国之所以敢大胆选择更为激进的电磁弹射，除了有上述诸多优点外，还与中国能在该领域及时突破关键技术有关。

对国产电磁弹射与电磁炮技术有着突出贡献的马伟明院士曾将电磁能的应用分为了三个等级，一是米级的电磁轨道推进系统，也就是我们熟知的电磁轨道炮；

二是十米级的电磁弹射推进系统，三是百米到千米级的电磁发射推进系统，今后可能会应用在卫星发射上。

之前，英国和美国海军分别在45型驱逐舰与DDG-1000驱逐舰上应用了第一代综合电力推进系统。

而马伟明团队研发的第二代综合电力系统在全球首次提出了先进中压直流综合电力系统，用马院士的话说，其技术水平足足领先美国10年！

在马伟明院士看来，舰船综合电力系统是舰船动力的第三次革命。它将日常供电、推进供电和高能武器供电三合为一，实现了全舰能源的综合利用，大大提高了效率。

对于电磁弹射和常规动力之间所谓“八字不合”的问题，马伟明认为，常规动力航母完全可以上电磁弹射。

但前提是在储能、直线电机、弹射控制、大功率转换等技术上取得突破，并在动力上用大功率燃气轮机代替之前“辽宁”号与“山东”号上的蒸汽轮机。

不过，对于一套完整的综合全电推进系统而言，仅仅只有中压直流推进电机技术肯定是不够的，还需要结合到船舶这一特殊的应用场景上才行。

而在这方面，海军工程学院某研究所所长，电力电子与电力传动领域专家肖飞的贡献不容忽视。

在肖所长及其团队的共同努力下，综合全电推进系统实用化的最后一道障碍终于在2018年被基本扫清。

这套凝聚着中国科研人员汗水的高速感应整流发电机具有体积小，输出功率大的特点，中国舰用电力系统也从此进入了世界先进水平的行列。

当然，电磁弹射作为一个新兴事物也存在着技术不成熟，故障率较高的问题。

据悉，美国“福特”级核航母在试航期间，其上所装备的四台电磁弹射器就会一台出故障，其他三台跟着瘫痪的离奇现象。如果使用频繁，集体“罢工”的概率更是高达80%。

事实上，马伟明院士对“福特”级核航母上发生的这一情况曾有过十分精准的判断，他认为航母的电磁弹射器耗电量巨大，仅凭美国人现有的中压交流供电技术根本无法满足需求。

而且在电能储存方面，中压交流供电技术储备的电能十分有限，每次舰载机从航母上弹射起飞后，至少需要8-10分钟才能实现下一次弹射，这样一来将大大影响力航母的战斗力，甚至可能在战时造成灾难性的后果。

对于即将揭开面纱的003型航母，中国官方始终不置可否，反而是境外机构与媒体显得尤为关注，每隔一段时间就会大肆炒作一番。

如美国战略与国际问题研究中心中国项目高级研究员马修·富奈奥尔就将003型航母视为中国海军“向前迈出的非常重要的一步”。

美国《福布斯》新闻网则认为，由于中国海军发展神速，美海军已经开始制订下一代航母舰载机计划。

不过，也有一些西方媒体显得稍微“冷静”一些，如彭博社认为，003型航母是中国最大、最现代化的航母，但与美国的“尼米兹”或“福特”级核动航母相比仍有差距。

西方媒体的这些报道大多透着股“中国威胁论”的调调，且各有各的目的性，我们只需要参考一下即可，并不需要太在意。

总之，建设人民海军是我们自己的事情，根本不需要外界插手，也不会被外界所干扰。

中国的海军建设有自己的战略规划与发展路径。笔者相信无论武器装备如何更替，都改变不了人民海军为我国和平外交服务的本色，因此即便是将来实现了现代化，拥有了更多，更先进的航母，中国海军的防御性战略也不会有大的变动。