我们都知道,要想把舰载机从航母上起飞,其速度必须达到90米/秒以上,如果不借助外力而直接依靠飞机的发动机反冲力是无法办到的。那么,弹射器要把飞机加到这么高的速度,以下是几点需要跟大家说明的:
1、弹射器的加速度,我们知道一个公式 S=at2/2,如果加速度为30米/秒的话,那么需要3秒钟,起飞跑道至少需要135米长(不包括弹射器停止时缓冲长度)。那么需要多大功率呢?P=F*V 可以知道其功率至少需要8000KW以上。最大推力至少有120吨以上,这不是一般设备能达到的。
2、飞机起飞频率,我们知道,我们当然希望飞机能在最短的时间内起飞最多架次飞机,以应急情况,如果弹射器起飞一架飞机需要3秒钟,弹射器停止需要2秒钟,返回需要5秒钟,待机及信号反馈需要5秒钟(这需要经常演练和一套先进的软件才行)。那么一分钟最多能起飞4架飞机,当然我们如果造弹射器的话,也需要一分钟能起飞4架飞机才行。
本人联合部分电气工程师,精心讨论了航母弹器,经过几个月的讨论及论证,现将以下方案合盘托出,仅我们人民海军参考,算是对祖国的一点绵薄之力吧。也是对航母派一个交待。
弹射器分为5个重要核心部分,分别是发电机、蓄电池组、变频器、电动机、卷扬机。分别介绍如下:
1、发电机
可以是核动力,也可以是蒸汽轮机、燃汽轮机或柴油机,但发电的最大功率不小于20000KW,当然,如果设置的弹射器多,发电机也需增加,这里的发电机其实功率并不算大,但比起普通的发电机来,它有以下几个特点,也是需要解决的,那就是功率变化率太大的问题。可以想象,弹射器在弹射飞机时与其停止时输出功率相差实在太大了。不过我国在这方面已经可以解决了,并不是问题。
增加发电机惯性只是其中之一的方法。
2、蓄电池组
有人问,怎么,你还想用蓄电池组做备用电源不成?其实非也,由于本方案采用变频器拖动电机,而懂得电气的朋友必定知道,变频器是把交流变成直流然后又变成可变可调的交流变频输出。把变频器的直流端子引出来(这需对变频器动一些手脚,不过并不算太难),接到电池组上。我们知道,变频器拖动电机起飞飞机时,耗能非常大,这时电池组可以向变频器补充电源,以缓解发电机的压力。而起飞后,变频器通过变频制动使弹射器停下来的,电动机会变成发电机,向电源倒送电,我们知道,发电机是吸收不了的,这时可以靠电池组吸收多余的电能。这时我们应该了解电池组的用处了吧。不仅仅节能,还可缓解发电机的压力,一举两得,何乐不为呢?
3、变频器
由于直流发电机输出功率受限制,所以采用交流发电机,而变频器,当然采用10KV变频器。其一,是因为10KV高压变频器市场上比较多,维修及更换方便,当然价格也比较便宜,同时也由于变频器的强大功能,完全满足弹射器的复杂操作需要。变频器的功率宜在8000KW以上,目前大功率IGBT变频器的中就可以满足要求。完全节省了开发经费和时间。每台弹射器配2台变频器,当然,变频器中的直流端子需引出来,用来接电池组。
4、电动机
当然,由于发电机及变频是10KV的,电动机也当然是10KV的了,功率为8000KW。由于10KV电机与变频器一样,在市场上可以直接买到,不仅维修方便、价格便宜,也省去了大量的研制经费和时间。当然,每台弹射器也配2台电动机。
5、卷扬机
卷扬机才是弹射器的最重要核心部件,为什么呢?因为本方案中的卷扬机与普通的卷扬机不同,本方案的卷扬机不仅功率大,体积大,与电机同步运行,而且采用2台卷扬机同步拖动,采用的钢丝绳为了保证不会在卷盘上打滑,钢丝绳有一处固定在卷盘上,而所有的卷扬机及钢丝绳、电动机等都在航母的甲板之下,只有钢丝绳子上的一个拖动钩子伸出甲板之外,用于拖动飞机起飞所用。
由于本方案采用钢丝绳子在卷盘上缠饶,避免了与甲板的磨擦,不仅使用寿命长,性能可靠,维修方便等许多优点。由于固定在钢丝绳子上的拖动钩子基本上也不与甲板磨擦(只是与风向不同时可能会与甲板槽道磨擦),所以槽道的润滑工作也比较方便。
本方案采用电动控制,方便,准确,使用效果好,不需要淡水,使用寿命长,若开发得当,一定会大超过美国现役的蒸汽弹射器的,好了,只讲这么多了,谢谢大家。