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。

飞机电磁弹射系统发展及其关键技术

总结论述了美国和英法国家的飞机电磁弹系统工程化应用研制的发展状况,综述了电磁弹射用直线电机的方案选型设计、仿真技术、性能优化和控制方法等方面的关键技术和研究现状,针对电磁弹射技术的发展前景和应用给出了相关建议,为国内电磁弹射相关技术的发展提供了借鉴。

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 。

用于电磁飞机弹射系统的直线电机设计综述

直线电机是电磁飞机弹射系统的关键组成部分。本文综合该领域最新的研究成果,对电机设计参数和基本机械结构进行了详细介绍;重点阐述了模块化定子结构,不同动子可以与之集成构成不同电机。该结构可以提高系统的集成和维护性能,但会对电机性能产生轻微影响;对永磁电机、直线感应电机与绕线磁极式电机三种常用电机设计进行了分析比较,介绍了三种电机各自的优缺点,着重考虑了对电力电子驱动设计的影响。在目前的技术条件下,永磁电机是最佳的选择。

CVN21航母将采用电磁飞机弹射系统和新的住舱、补给系统设计

据报道，由于采用电力并精简人员配置，美国海军下一代航母CVN21将引导未来航母在运行和生活环境上发生重大变化。

电磁飞机弹射系统EMALS

随着目前电磁弹射系统设计、建造和研究的深入，似乎有无限的应用前景．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。美国海军从20世纪40年代就曾预计电磁弹射器具有巨大应用潜力并建造了原型样机。然而．直到最近在脉冲功率、功率调节、贮能装置以及控制等领域取得的技术进步得到了可将电磁飞机弹射系统在现场使用的信任．它的应用才成为可能。本文介绍了美国海军与Kaman电磁公司合作开发的EMALS（Electomagnctic Aircraft Launch System）。文中介绍了DMALS的设计以及采用的技术。同时。对EMALS对母舰及其运行所产生的影响、EMALS的优点与缺点以及它与现有和未来航空母舰的兼容性问题也进行了讨论。

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。

舰载机不同弹射系统的弹射过程

针对目前世界上最典型的两种舰载机弹射系统:蒸汽弹射系统和电磁弹射系统,对比研究了不同弹射系统的结构原理、数学模型、弹射性能等问题。分析了常用的蒸汽弹射装置和电磁装置的组成部件及其功用,给出对比分析结果;根据蒸汽弹射装置和电磁弹射装置的运动学特性,获得两种弹射装置的数学模型,推导出它们的非线性运动学方程,并给出对比分析结果;针对两种不同的弹射系统,构建了舰载机在舰面加速段的弹射过程的Matlab数值仿真模型,通过仿真研究,分析了不同弹射系统中对弹射性能起主要影响作用的关键因素,并根据仿真结果进行了对比分析。

美国海军在福特号航母上开始电磁弹射试验

美国海军在5月15日的声明中称：本月早些时候，海军在杰拉德·福特号（CVN-78）号上进行了电磁飞机弹射系统（EMALS）的首次舰基全速弹射试验。福特级航母将使用EMALS替代（现役航母使用的）蒸汽弹射器。与蒸汽系统相比，EMALS的维护性、可靠性和效率更高，弹射能量更大，同时更加平滑、线性的加速也使飞机应力更小。

美军电磁线圈发射技术发展综述

电磁线圈发射器具有弹丸和炮管无机械接触、力学结构合理、效率高、适于发射大质量载荷等优点。20世纪90年代以来美国在多个方向开展了电磁线圈发射技术的研究,该文主要介绍美国电磁线圈发射技术在军事领域的三个应用:电磁迫击炮、电磁飞机弹射系统和电磁导弹助推器。从美国电磁线圈发射技术的发展现状可以看出,电磁线圈发射技术主要应用于发射低速大质量弹丸,具备高储能密度及快速充放电特性的高功率脉冲电源仍是制约电磁线圈发射技术的关键因素,同时精确的同步控制技术和新材料技术的发展将扩大电磁线圈发射技术的应用领域并加快其实用的步伐。

美国新一代航母铺设龙骨

11月13日，诺斯罗普格鲁门造船公司和美国海军在弗吉尼亚州纽波特纽斯举行了美国海军新一代航母铺设龙骨仪式。该航母以美国第38届总统杰拉尔德福特（Gerald R．Ford）命名，代号为CVN78。它为1960年以来美国设计的第一艘新航母。该航母编制舰员将比以前设计的航母少，它将采用先进的拦阻索-电磁飞机弹射系统（EMALs）和双波段雷达，它将于2015年加入美国海军服役。