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重磅!我国正研舰载无人机压缩空气弹射系统:电磁弹射已落后

眾所周知, 航空母艦距今已有一百多年的歷史。 它是一種以艦載機為主要武器的大型海上作戰平臺, 也可稱之為海上移動機場 。 固定翼飛機在航母上的起飛是航母的關鍵技術。 蒸汽彈射起飛是利用蒸汽的巨大能量在2至3秒內把飛機加速到使其升空所需速度的一種起飛方式, 其功能較強, 可滿足多種艦載機的起飛需要, 是目前業內人土認可的一種較好的起飛方式。 但能源系統龐大, 技術復雜, 還要浪費大量寶貴的淡水資源。 實際上, 美海軍核動力航母目前基本上都是蒸汽彈射起飛方式。

世界各海軍強國還在研制電磁彈射起飛, 該裝置彈射能力強, 操作管理較方便, 但設備復雜, 對發電, 儲能技術要求極高, 目前還沒有一個國家投入正式裝備使用, 其電磁輻射對航母作戰運行的影響還有待驗證。

我方和美國在電磁彈射的研究走在世界前列。 其實, 除了蒸汽彈射和電磁彈射以外, 還有以下幾種彈射起飛方式:1、橡皮筋彈射起飛。 國內某公司研制的TL3Max+重型無人機彈射器, 可將40千克的無人機加速至65千米/小時, 自重70千克, 由2人操作發射, 彈射軌道長8米, 可在車、船、不平坦的地面彈射。 橡皮筋彈射優點是體積小、重量輕、缺點是彈射能力小。 2、液壓彈射起飛。 二戰中, 大功率的液壓彈射器正式投入使用, 可將5噸重的戰機彈射起飛,

由于液壓彈射器最大速度不能超過140千米/小時, 已被西方國家航母淘汰。

3、火箭助推彈射。 發射過程中助推火箭在很短的時間內向無人機提供大量的機械能, 使其在火箭脫落前達到保證安全飛行的高度和速度, 然后依靠自身主動力繼續飛行。 我方某型ASN系列戰術偵查無人機均采用火箭助推發射方式。 美方的C-130運輸機也采用了火箭助推方式縮短起飛滑跑距離。 其彈射方式的缺點是隱蔽性差、不可重復使用、火工品風險高。 4、壓縮空氣彈射。 壓縮空氣彈射器是由壓氣機、儲氣罐、氣壓動作筒、復位動作筒、阻尼器、加速滑輪組、鎖定裝置、滑軌車等主要部分組成, 其基本原理和蒸汽彈射系統類似, 不同的是用高壓空氣代替了高溫高壓蒸汽。

由于高壓儲氣罐體積龐大, 目前國外報道的無人機用壓縮空氣彈射器最大彈射重量為500千克, 最大速度為252千米/小時。

壓縮空氣的優點是彈射速度可以做到很高, 但壓縮空氣存儲不便, 高壓氣瓶體積龐大。 隨著壓縮空氣儲能技術的突破, 我國科學家對壓縮空氣彈射起飛產生了濃厚興趣。 中科院的科學家們提出了一種新型的超臨界壓縮空氣儲能系統, 通過采用獨創的蓄冷技術, 將壓縮空氣溫度降至零下197 ℃, 高壓空氣被液化, 體積減少了上百倍, 儲能密度大大增加, 約為常規高壓空氣儲能系統能量密度的18倍, 大幅減小了系統儲罐體積, 目前已完成了1萬千瓦液化空氣儲能試驗系統的建造, 并已運行數千小時,

其能量轉化效率已超過60%, 接近電池, 電容這些小功率儲能系統能量轉化的水平。

在該儲能方案基礎上構想的液化壓縮空氣彈射方案具有結構簡單、動力可調、成本低等優點, 在需要彈射飛機時將液化空氣加熱釋放出高壓空氣膨脹做功。 據公開資料稱, 目前已經建成了液化壓縮空氣彈射實驗臺, 并完成了液化壓縮空氣無人機彈射器理論設計, 等初步試驗成功后, 下一步將建成一部原理樣機, 將針對不同的無人機型號, 形成系列化產品。 爭取在我國現役航母上實現海上大型艦載固定翼無人機的輔助彈射起飛。

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