电磁弹射器()是一种基于直线电动机技术的飞机弹射器,运作原理与磁悬浮列车和磁轨炮类似。与使用过热蒸汽推动活塞提供加速度的传统蒸汽弹射器不同,电磁弹射器使用电磁场内的拉普拉斯力作为动力来源,其优势在于重量轻、占据空间小、造价适中、维护成本较低、更安全可靠、能效更高、节省淡水等,且加速过程更均匀可调,对机体结构的应力伤害更小,而且可弹射更重的大型飛機。
目前只有美国与中華人民共和國成功研制出了电磁弹射器并实现军事应用,分別搭載在福特級核動力航空母艦、福建号航空母舰、076型两栖攻击舰以及正在建造的004型航空母舰上。
设计与发展
美国海军的电磁弹射器由通用原子公司负责研发,2010年底第一次测试成功。2013年5月8日,第一套电磁弹射器被安装在建造中的福特級核動力航空母艦上。
直线感应电动机
电磁弹射器的主要部件是一套直线感应电动机,利用强大电流通过线圈产生的磁场推动滑块高速前进。电磁弹射器主要以下几个特点:电流通过的线圈包裹着衔铁嵌在弹射轨道的内侧,产生强大的磁场;滑块在强大磁场下高速前进;在滑块滑行的时候,只有滑块周围的线圈通电产生强大的磁场,以保证系统的损耗降到最低;整个系统长约91米(300英尺),能将45吨(100,000磅)的飞机加速到130节(时速240公里)。發電機組帶動一個由磁浮軸承懸吊的飛輪儲能裝備,轉子轉速6400rpm。每个发电机组透過飛輪的磁力減速效應,能在極短時間內产生超过121兆焦耳 (121 MJ)的能量。这套系统每45秒能够完成一次充电,並可在2到3秒內釋放。即最短弹射间隔为45秒,比传统的蒸汽弹射器速度快。
- 2010年6月9-10日 - 在莱克赫斯特工程站成功弹射C-2灰狗式运输机。
- 2010年12月18日 - 在莱克赫斯特工程站成功弹射F/A-18E超級大黃蜂战斗机。
- 2011年9月27日 - 在莱克赫斯特工程站成功弹射E-2空中预警机。
- 2011年11月18日 - 成功弹射F-35C閃電II型战斗机。
- 2013年5月8日 - 第一套电磁弹射器被安装在建造中的福特級核動力航空母艦上。
- 2024年12月27日 - 第一型非航母平台且搭载电磁弹射器(亦为弹射辅助起飞拦阻回收系统的首次)的舰船,076型两栖攻击舰(四川号两栖攻击舰)下水。
- 2025年9月22日前 - 人类历史上第一次从航空母舰(福建号航空母舰)上实现电磁弹射起飞舰载型第五代战斗机(歼-35)。
性能特點
相较于传统的弹射器,电磁弹射器的重量更轻,只有20吨左右,而且占用的空间也更小,运作需要的人力更少,可靠性也更高。一台传统蒸汽弹射器每弹射一次要消耗的淡水来产生蒸汽,并且要在航母甲板下安装庞大的机械、气动和液压系统。相对电磁弹射器不消耗蒸汽而使用来自航母产生的电能,在航母上的安装也更为简易。而將大量的水燒開產生蒸氣儲備需要十幾小時,電磁的充能只需要數分鐘,這種緊急應戰能力是最大優勢。
电磁弹射器可以通过调节电流和电压来精确地控制输出功率和加速度,针对重型的战斗机和小型的无人机可调节不同能量輸出,以适应其不同起飞速度要求。然而由于技术问题,福特级唯一完工入役的首舰福特号的电磁弹射器频繁出现故障,且始终无法弹射F-35C舰载机。2025年10月29日,美国总统特朗普声称将签署命令,要求美国海军此后新造航母不再使用电磁弹射器,而是重新采用“已完美运行50年”的蒸汽弹射器。
;
使用电磁弹射器,弹射一架歼-35战斗机]]
: 中國已由中船重工和海军工程大学马伟明团队成功自主研制了电磁弹射器,并已安装在中国人民解放军海军已入役的福建号航空母舰 和正在舾装的四川号两栖攻击舰上,以及计划安装在建造中的004型航空母舰。與美國的EMALS不同,中國採用直流电动机—超级电容原理的弹射系統,而美國採用的则是交流电动机—飞轮储能原理的彈射系統。福建号的电磁弹射系统由中压直流(MVDC)综合电力系统驱动——这是全球首例,被认为比“福特”级使用的交流电EMLAS系统更为可靠。2025年11月7日福建舰入列时,新华社在通稿中提到是习近平「亲自决策」福建舰采用电磁弹射技术而非最初设计的蒸汽弹射器。
计划应用
;
:2021年12月21日,美國批准出售2條電磁飛機發射系統和先進阻攔系統給法國,價值13.21億美元,應用在计划给法国海军建造的新世代航空母艦上。
;
: 在軍隊-2020防務論壇上,俄羅斯首次展出了國產的電磁彈射器模型,模型上還有一架蘇-57隱身戰鬥機。
;
:印度海军正在考虑让美国通用原子公司协助科钦造船厂开发自产的电磁弹射系统,应用在其第二艘国产航母維沙爾號上。
车载
随着无人机技术的发展,部分国家开始探索将电磁弹射技术应用于陆基发射平台。2025年12月,中文互联网流传一组照片,显示沪东中华造船厂码头一艘名为“中达79”号的货船附近停放着多辆特种车辆。照片中多辆重型八轮卡车首尾排列,车顶为平直轨道,其中一辆车顶停放着一架明显具备隐身外形设计的固定翼无人机。特写镜头中可以看到,这些卡车侧面设计有四对粗壮的悬挂系统和大量橘白相间布线,其复杂的构造显示这些车辆不是单纯的运输用途,当时外界猜测这是一型新型的车载电磁弹射设备。同时吸引媒体注意的,还有中达79号上大量集装箱货柜外形的导弹垂直发射架。
2026年6月,北京理工大学机械工程学院发布一段影片,展示了三辆卡车组成的模块化弹射系统从连接组装、整体转向、到弹射无人机的全过程。这些卡车首尾连接时,12对大型负重轮能进行大角度转向,使整体具备原地全轮转向能力,意味着这套系统可以在有限的空间里向任何方向投送无人机。根据影片发布时的补充,中国船舶集团、中国兵器工业集团、中国航天科技集团、中国电子科技集团以及中国航空工业集团等共同参与这款车载弹射系统设计于制造。该系统能在高原和丘陵等复杂地形快速部署,有助于解放军在偏远和高海拔地区,如南中国海岛礁和藏南地区等执行无人机侦察与打击任务。
各国舰艇应用列表
参见
- 航空母舰
- 飞机弹射器
- 蒸汽彈射器
- 直线电动机
- 飛輪儲能
参考文献
外部链接
[http://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/systems/emals.htm "Electromagnetic Aircraft Launch System - EMALS"] , GlobalSecurity.org*
*[http://www.theengineer.co.uk/archive/october-1946-westinghouse-unveils-the-electropult/1017387.article "Electropult"]
*[http://v.ifeng.com/news/opinion/201701/0116d03a-d309-40ed-b6dc-ec7729afaf69.shtml 鳳凰衛視- 中國电磁弹射]
评论 (0)