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主题:【原创】估算电磁弹射所需要的功率 -- 晨枫

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家园 【原创】估算电磁弹射所需要的功率

多谢fakeone兄推荐,兵器知识2006年第8期上有一篇关于CVN21的文章,这里是摘录:

我们可以算算电磁弹射所需要的功率。美国海军设计中的电磁弹射系统的核心是直线感应电动机,它能使舰载机3秒内在91米弹射器冲程内达到55节到200节的起飞速度,具体速度取决于实际需求和飞机重量。为简化计算,忽略舰载机发动机在弹射过程中做的功以及其它阻力,由于电磁弹射系统的最大峰均推力比为1.05,可以视为对舰载机的作用力是均衡的。若45吨的舰载机在91米冲程内达到130节(66.88米/秒),这是美国海军对电磁弹射的要求,根据高中物理就可换算出,整个过程中的加速时间为2.73秒,加速度为24.46米/秒2,对舰载机的推力为1 109.3千牛,整个过程中做功101.4兆焦,平均净输出功率为37兆瓦。由于功率等于推力与速度的乘积,推力恒定,故舰载机速度最大的时候,功率最大,为74兆瓦,如果电磁弹射系统的效率为60%,则此时电磁弹射系统的功率应为123.6兆瓦,“尼米兹”满足不了。

对于苏-27来说,萨多什尼科夫曾轻载试飞出180公里/小时的起飞速度,折合50米/秒。假定正常起飞重量和一般水平的飞行员手里需要增加到和美国海军标准一样的66.88米/秒。还是用91米的冲程,但发动机打开加力,也就是说有250千牛的额外推力。另外正常起飞重量降低到30吨,那峰值功率下降到32.6兆瓦,平均功率16.3兆瓦,尼米兹级不加改装就可以同时承担两架的起飞,当然这是别人都不得用电的理想情况。

再算一个苏-30的情况,满载起飞重38.8吨,算40吨。但上面一点对滑跃起飞的作用一点也没有考虑,用美国海军和萨多什尼科夫的数字折中一下,取58米/秒,那峰值功率反而下降为27兆瓦,平均功率13.5兆瓦,可见滑跃的作用大大的。

E-2C的重量其实反而没有战斗机重,只有20吨。假定和苏-30一样的起飞速度,但扣除发动机的推力(马力折算推力怎么算?),峰值功率进一步下降为21.4兆瓦,平均功率10.7兆瓦。

耗电还是大户,但结合了滑跃起飞后,还是属于可以承受的范围。

关键词(Tags): #纸上谈兵#鱼翔浅底
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