003航母港池暴力彈射，一次耗電多少？3秒釋放，40座工廠電功率

地球東半球誕生的第一艘電磁彈射型航母003型航母在下水一年半之后終于迎來了一次里程碑意義的測試任務，一位網友在一架民航客機中，通過舷窗拍到了該艦舉世矚目的驚天一彈，一個重型物體在航母前方不遠處的水面激起了沖天巨浪，畫面看起來相當暴力，激起的水柱目測有十幾米高，這是在進行電磁彈射器的靜載荷測試，此類測試物體通常是帶有輪式機構的小車。

放眼世界，能在航母平臺上基于電磁彈射器實現這一壯舉的，在我們之前也只有美國，福特號航母的首次靜載荷測試時間是8年前。

福特號靜載荷測試用的小紅車

有網友說，這說明我們還落后美國整整8年時間……

8年？從落后百年，到所謂的只落后8年，這是何等夸張的發展加速度？

曾幾何時，幾乎所有外國人，還有我們自己人，都認為我們根本沒有自主研發蒸汽彈射器的工業能力，更不用說電磁彈射器。

尼米茲級航母蒸汽彈射

他們認為當年蘇聯軍工那么強大，都沒能造出蒸汽彈射器（實際上是造出來了，只是天不假年，否則計劃配置彈射器的烏里揚諾夫斯克號航母當年也不會開工），何況是我們。

在他們看來，蒸汽彈射器是一種非常高端的設備，尤其需要掌握復雜的制備工藝，大多數國家都難以跨越它的技術門檻，對于中國來說也不例外。

尼米茲級CVN-72航母的蒸汽彈射器

類似觀點，其實不只限于蒸汽彈射器，就連當年遼寧艦上的艦載機著艦用的阻攔索，他們也認為中國沒有能力研制，再往前推，他們還認為我們造不出航母用的高強度高屈服度的特種鋼……

然而，他們還是失算了，中國的存在就是可以持續打破這一個又一個的不可能。

如今，都知道003型航母用的是技術難度更高彈射效率更高的電磁彈射器，不過，我們并不喜歡做選擇題，在此之前，蒸汽彈射器同樣研發成功，而且將兩條不同類型的彈射器放在同一條跑道上進行競賽式測試，最終通過實踐選擇了成績最優的電磁彈射器。

落后8年？從絕對時間來看，好像是這么回事，但要考慮到福特級航母所用的電磁彈射器存在難以逾越的設計缺陷，再結合技術方案更加先進的我國產艦用電磁彈射器的實際表現，就知道，我們將用最短的時間周期徹底抹平時間差，并在實戰實訓中實現全面反超，什么是跨越式發展，這就是！

電磁彈射器通常由儲能系統、脈沖變流系列、脈沖直線電機、控制系統組成。

彈射器如果靠艦上正常供電，那不論是核動力，還是常規動力，都無法滿足作戰需求，所以需要“儲能系統”，將艦上剩余電能儲存起來，再在短時間內快速釋放，從而將電能轉換為助力艦載機起飛的機械能。

電磁彈射

福特號航母使用的儲能系統是3組12臺飛輪裝置，艦上供電使飛輪達到額定的高轉速，需要用電時，這些飛輪再帶動盤式發電機快速放電。

福特號航母最受詬病的就是儲能系統，看起來該艦有12臺飛輪裝置，按理說任何一臺故障，都不應影響其它飛輪的運作，甚至幾臺故障都不應產生多大的影響，畢竟可以互為備份，但是他們的設計團隊在儲能系統的電氣隔離設計上考慮欠周全，只要有1臺飛輪故障，就會讓整套飛輪儲能系統停擺。如果出現這樣的故障，就只能回收艦載機，再進行維修，在此期間，這艘10萬噸級的龐然大物將喪失作為海上機場的戰斗力。

福特號航母

儲能系統的電流會通過配電系統將電能傳輸至脈沖變流系統，脈沖變流系統的作用就是根據不同起飛重量的艦載機轉換成不同電能的電流波形，這就是電磁彈射器相較于蒸汽彈射器的核心優勢之一，脈沖變流系統可以在很寬的范圍內調節輸出能量。

以福特號的電磁彈射器為例，其彈射的艦載機重量覆蓋200公斤至35噸，能量變比在1比175，而蒸汽彈射器的能量變比最多就是1比100，蒸汽彈射器可以彈射重量較大的艦載機，但如果是輕質量的無人機，就很難彈射，有的即便可以彈射，在調節彈射器彈射能量時，還有繁瑣的閥門調節過程，彈射周期延長，直接削弱戰斗力。

卡爾文森號航母蒸汽彈射器控制室

斯坦尼斯號航母的蒸汽彈射器液壓系統

電磁彈射器的脈沖變流系統直接將電能傳輸至脈沖直線電機，脈沖直線電機就是從航母外觀上可以直接看到的彈射軌道，它可以將電能轉化為彈射艦載機的機械能。

那么問題來了，003型航母一次彈射究竟需要耗電多少？

雖然太平洋兩岸的電磁彈射器設計方案不同，但是作戰需求卻是一致的，因此對彈射器能力需求也基本一致。

比如福特號航母電磁彈射器的最大彈射飛機重量是35噸（殲-15T最大起飛重量也是35噸左右），此時彈射器的最大能量容量要求是122兆焦。

福特號航母上的彈射滑塊

122兆焦換算成電量，約等于34度，看上去好像也不怎么多，但要知道這34度電要在3秒鐘內快速釋放，功率就很驚人了，所謂功率指的是，單位時間內能量的轉移速率，根據電功率換算公式可得，3秒內釋放122兆焦的功率約為40666.667KW，一座中小型工廠的電功率是1000KW，這就相當于40座工廠的功率。

當然了，這只是電彈的最大功率表現形式，實際上還要考慮到艦載機在彈射進行時自身還會將發動機推力調整至最大模式（加力推力），還有甲板風的助力。不過，對于003型航母的靜載荷測試任務而言，彈射的小車物體是沒有動力的。

電磁彈射器在完成一次彈射后，有一個彈射周期，在這個周期里有一系列的動作要完成：彈射滑塊回收歸位、甲板偏流板放下、下一架艦載機滑行至起飛位、偏流板再次升起、狀態確認……

偏流板放下

整個周期約45秒，這個周期恰好也是彈射器的儲能系統再次充滿電的用時。

003型航母則不同，首先我們是中壓直流綜合電力系統，不需要逆變器進行交流變流，因此有更大的設計空間進行電氣隔離設計。

儲能系統就像是一個大型的充電寶，其性能優劣直接影響電磁彈射器的作戰效率，福特號是中壓交流綜合電力系統，這也決定了該艦只能使用飛輪儲能系統，仍然屬于機械儲能范疇。

我國003型航母則不同，其應用的是領先國外至少十年的中壓直流綜合電力系統，既可以用飛輪儲能，同時也可以用技術更加先進的新型儲能系統——超級電容。

超級電容的起源雖然說與航母無關，但可以說它的能力優勢就是為航母而生，充放電極快、壽命很長。

福特號如果使用超級電容會比較麻煩，因為它是交流電路，如果非要使用超級電容，還需要配置整流器變成直流供電。

超級電容不同于傳統電池，后者需要化學能轉化，前者并不涉及化學反應，電荷存儲在超級電容內的特制多孔納米材料的表面，超級電容相較于飛輪儲能的充放電速度是成倍提升。

更快的充放電速度，意味著艦載機放飛架次僅取決于甲板調度的快慢，超級電容還可以實現全壽命周期不會衰減充放電性能，反應快就是指有更大的充放電功率。

近年來，我國新能源技術的迅猛發展有目共睹，在鋰電池、鈉離子電池、氫燃料電池、液流電池、超級電容等多條技術路線齊頭并進，其中超級電容器在全球市場份額占比中也做到了最大，此類裝備已經不再是實驗室的實驗品，而是已經大規模投入應用。比如我國某城市已經有十幾年的超級電容公交車的運營歷史，經過多輪技術迭代，目前已經無需中途停靠站點充電。

超級電容公交車快速充電

不過，目前主要是坊間討論003型艦可能用上了超級電容，要考慮到，軍用裝備通常不會選擇最先進的設備，而會選用最可靠的設備，比如003型艦最初也是基于蒸汽彈射器設計，只不過在后來的實踐中認識到了國產電磁彈射器的高可靠性與先進性，這才最終選擇后者。所以該艦究竟是飛輪儲能，還是超級電容有待觀察后續動態。

雖然003型艦不一定現在就用上超級電容，但有一點是可以肯定的，那就是人類最有條件誕生第一艘應用超級電容的電磁彈射航母必然是我們。

十多年前，遼寧艦的入列拉開了中國海軍走向深藍的序幕，但其作戰能力并不足以讓我們稱雄大洋，十多年后，003型艦的驚天一彈，意味著過去帝國主義在西太平洋隨便擺幾艘彈射型航母就耀武揚威的日子將一去不復返。

套用殲-20總師楊偉的一首詩就是，東方一隅的驚天一彈，引領在這頭，震懾在那頭！