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主题:【原创】八股解读:中国新建航母用电磁弹射? -- 种植园土

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家园 晨枫的帖子有详细的计算

晨枫的博客有详细的分析和计算,链接如下 外链出处

至于电磁弹射所需要的功率,这是可以计算出来的。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,要求使舰载机在3秒内在91米冲程内达到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,假定舰载机发动机在弹射过程中做的功以及其它阻力可以忽略不计,并假定电磁弹射系统对舰载机的作用力是均衡的,也就是达到匀加速。美国海军对弹射的要求是使45吨的舰载机在91米冲程内达到130节(66.88米/秒),也就是说,整个过程中的加速时间为2.72秒,加速度为24.57米/秒平方,对舰载机的推力为1105.9千牛,整个过程中做功100.6兆焦,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%,此时电磁弹射系统的功率应为123.6兆瓦。

对于苏-27来说,苏霍伊试飞员萨多伏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,尼米兹级的舰载发电能力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。

对于加重的苏-30,满载起飞重38.8吨,算40吨。但上面的计算对滑跃起飞的作用一点也没有考虑,在有初始迎角的情况下,安全离舰的速度要降低,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,可见滑跃的作用是很大的。

E-2C预警机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,即使不扣除发动机的推力(螺旋桨的马力和推力之间的折算与速度有关,不便于简化计算),峰值功率也进一步下降为21.4兆瓦,平均功率10.7兆瓦。

非全电推进的“尼米兹”级的发电能力为64兆瓦,中国航母比“尼米兹”级要小一点,但采用全电推进的话,发电能力更高,采用超级电容或飞轮储能的话,电磁弹射这样的间隙耗电是能够满足的。

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