下一步，電磁彈射？

姜浩峰

001A型航母采用了艦艏上翹12度的設(shè)計(jì)，盡管比“遼寧”號(hào)的14度小了2度，但無(wú)疑，從艦艏上翹的設(shè)計(jì)，即能一目了然地看出——除非有特別令人意想不到的設(shè)計(jì)和技術(shù)預(yù)留，否則001A仍是一艘滑躍起飛的航母。

比之美軍尼米茲級(jí)航母甚至之前的小鷹級(jí)所采用的彈射起飛，滑躍起飛顯得檔次不那么高、水平不那么強(qiáng)、戰(zhàn)力不那么猛。確實(shí)，以排水量與“遼寧”號(hào)更為接近的小鷹級(jí)航母來(lái)看，盡管其采用常規(guī)動(dòng)力，但仍能夠在此動(dòng)力下進(jìn)行機(jī)械彈射起飛。從1961年服役，到2009年退役，在“小鷹”號(hào)的一生中，共進(jìn)行了407507次艦載機(jī)阻攔作業(yè)，進(jìn)行了448235次彈射作業(yè)。

按照軍事專家尹卓的說(shuō)法，航母彈射起飛和滑越起飛的作戰(zhàn)能力之比，美國(guó)評(píng)估是6：1、法國(guó)評(píng)估4.5：1、中國(guó)的評(píng)估是4：1，換言之，一艘采用滑躍起飛設(shè)計(jì)的航母，在其整個(gè)服役期間，是無(wú)法完成40余萬(wàn)次艦載機(jī)起飛的，甚至無(wú)法完成此一數(shù)字的一半。

總之，采用彈射起飛的航母戰(zhàn)力更強(qiáng)，更何況在同樣噸位下，采用彈射起飛的航母能裝載更多戰(zhàn)機(jī)，譬如小鷹級(jí)能承載80架左右艦載機(jī)，而比之小不了多少的“遼寧”號(hào)，卻只能承載30架左右固定翼飛機(jī)。

為此，盡管目前001A型航母仍采取滑躍起飛，但中國(guó)正在加緊研制自己的彈射起飛系統(tǒng)。2012年，在“遼寧”號(hào)入役之時(shí)，中國(guó)海軍軍事學(xué)術(shù)研究所的曹衛(wèi)東研究員就曾表示：“應(yīng)著眼未來(lái)、著眼于一個(gè)作戰(zhàn)能力更強(qiáng)的方式。彈射器的使用是未來(lái)航母的發(fā)展方向，如果我國(guó)的工業(yè)水平和資金、技術(shù)能力足夠，下一步國(guó)產(chǎn)航母就可以采用彈射器。”

早在2011年，中國(guó)工程院院士、海軍工程大學(xué)教授、船舶動(dòng)力與電氣領(lǐng)域著名專家馬偉明少將在獲得2010年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)時(shí)，在他的獲獎(jiǎng)感言中透露中國(guó)電磁彈射技術(shù)研究已獲成功。2015年全國(guó)兩會(huì)期間，馬偉明少將又曾表示，中國(guó)航母艦載機(jī)彈射起飛技術(shù)完全沒(méi)有問(wèn)題，甚至不輸美國(guó)。那么，中國(guó)的彈射起飛裝置究竟如何，未來(lái)何時(shí)可以采用在國(guó)產(chǎn)航母上呢？

不亞于兩彈一星的成就

從2015年算起，兩年過(guò)去了，今年1月25日，在中央電視臺(tái)CCTV10頻道播出的“2016年度科技盛典”節(jié)目中傳出消息，馬偉明獲評(píng)為2016年度最具影響力的十大“科技創(chuàng)新人物”。馬偉明團(tuán)隊(duì)“承包”了中國(guó)海軍艦艇電力系統(tǒng)技術(shù)，使中國(guó)在軍事科技領(lǐng)域躋身世界一流水平，被譽(yù)為世界電氣領(lǐng)域的“中國(guó)驕傲”。

央視是這樣要介紹馬偉明院士及其團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新事跡：馬偉明領(lǐng)銜的海軍工程大學(xué)電力集成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，以舍我其誰(shuí)的歷史擔(dān)當(dāng)，用中國(guó)軍人敢于沖破一切阻力勇往直前的血性銳氣，加速推進(jìn)了我軍武器裝備電氣化的革命，實(shí)現(xiàn)了在高科技武器裝備領(lǐng)域從追趕著向領(lǐng)跑者的飛躍。

在節(jié)目中，馬偉明院士透露了我國(guó)電磁彈射技術(shù)的最新研究進(jìn)展情況。他表示，電磁發(fā)射技術(shù)，將在10年左右取代傳統(tǒng)的化學(xué)能技術(shù)。馬偉明介紹，這是由電磁能發(fā)射的原理和特點(diǎn)決定的，更快更強(qiáng)更遠(yuǎn)更高（效率）以及更加安全。

如果馬偉明的預(yù)測(cè)屬實(shí)，那么，美軍現(xiàn)役10艘尼米茲級(jí)航母所采用的蒸汽彈射器，也將到了淘汰的時(shí)候。事實(shí)上，美軍最新研制的“福特”號(hào)航母，正是其第一艘采用電磁彈射器的航母。

盡管我國(guó)在蒸汽彈射方面也做了相當(dāng)多的科研，但未來(lái)國(guó)產(chǎn)航母跨越蒸汽彈射直接采用電磁彈射的可能性很大。

微信公眾號(hào)“兵工科技”對(duì)此刊文稱，馬偉明所公布的消息表明，正在研制設(shè)計(jì)中的國(guó)產(chǎn)003型航母采用電磁彈射已成定局，而國(guó)產(chǎn)電磁能武器也有望在10年內(nèi)成為中國(guó)火炮技術(shù)的“新主力”。

馬偉明院士主持研發(fā)了三代集成化程度不斷提高的艦船發(fā)供電系統(tǒng)，全面裝備了我國(guó)現(xiàn)役和在造的新型艦船，解決了我國(guó)艦船“心臟病”難題，使我軍艦艇擁有了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“中國(guó)心”，牢牢確立了我國(guó)在艦船發(fā)供電系統(tǒng)領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先的地位。

回顧馬偉明團(tuán)隊(duì)的電磁彈射科研歷程——

2003年組建艦船綜合電力技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，此際，就開(kāi)始摒棄跟蹤模仿的發(fā)展方式，在國(guó)際上率先提出并研制成功中壓直流綜合電力系統(tǒng)，技術(shù)水平反超領(lǐng)先國(guó)外10年左右。該路線也成為美英強(qiáng)國(guó)下一代綜合電力技術(shù)發(fā)展的選擇方向。一步實(shí)現(xiàn)了我國(guó)艦船動(dòng)力從落后到引領(lǐng)的跨越。央視援引馬偉明所說(shuō)稱：“外國(guó)人做到的，我們必須做得更優(yōu)。外國(guó)人做不到的，我們也能做到。”

敢于與最強(qiáng)對(duì)手比拼，馬偉明團(tuán)隊(duì)用10余年時(shí)間，在電磁發(fā)射這一顛覆性技術(shù)領(lǐng)域取得集群式突破，不僅實(shí)現(xiàn)了與世界最強(qiáng)國(guó)家在該領(lǐng)域的同步發(fā)展，而且多項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)際首創(chuàng)。他們正推動(dòng)著我國(guó)傳統(tǒng)武器裝備由化學(xué)能發(fā)射向電磁能發(fā)射的革命。為此，有評(píng)論認(rèn)為，其在電磁彈射器方案獲得的突破，作為科技成就來(lái)說(shuō)，意義不亞于兩彈一星。

付諸應(yīng)用尚需時(shí)日

2016年，彈射型殲-15艦載機(jī)圖片在網(wǎng)絡(luò)流傳，預(yù)示著國(guó)產(chǎn)彈射器和匹配飛機(jī)已有很大進(jìn)展。據(jù)說(shuō)，中國(guó)電磁彈射器試驗(yàn)裝置長(zhǎng)度120至150米，有效軌道部分約80米。如果網(wǎng)上消息屬實(shí)，如此之大的電磁彈射器，成功進(jìn)行殲-15彈射，說(shuō)明中國(guó)線性同步電動(dòng)機(jī)、盤式交流發(fā)電機(jī)和大功率數(shù)字循環(huán)變頻器等關(guān)鍵技術(shù)已接近全面實(shí)用化。

盡管我國(guó)在航母電磁彈射器方面的研究，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先，但從在建的001A型航母采用滑躍起飛來(lái)看，電磁彈射并沒(méi)有立即付諸應(yīng)用。

其實(shí)，從美軍方面來(lái)看，“福特”號(hào)海試至今，問(wèn)題多多，特別是電磁彈射，確實(shí)遇到了許多問(wèn)題。

美國(guó)早前在萊克赫斯特海軍航空站建了一條陸上電磁彈射裝置，用F/A-18E/F、F-35C戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行了多次陸上彈射試驗(yàn)，但是實(shí)際裝艦之后還是發(fā)現(xiàn)有很多問(wèn)題。根據(jù)美國(guó)海軍2016年6月的一份報(bào)告，“福特”號(hào)上的電磁彈射器平均240次彈射就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的4000多次平均無(wú)故障間隔；先進(jìn)的電磁阻攔系統(tǒng)的平均無(wú)故障間隔甚至只有20次。這么低的可靠性顯然是無(wú)法勝任作戰(zhàn)任務(wù)需求的，由此可見(jiàn)，美國(guó)海軍讓“福特”號(hào)繼續(xù)海試無(wú)可厚非。

馬偉明最近亦表示，電磁彈射技術(shù)研制成功，并不代表它馬上就能搬上航母應(yīng)用。從技術(shù)上講，電磁彈射技術(shù)上航母，要經(jīng)過(guò)幾個(gè)過(guò)程——第一，全面攻克和掌握電磁彈射關(guān)鍵技術(shù)，研制縮比尺寸原理樣機(jī)；第二，進(jìn)入工程開(kāi)發(fā)階段，隨后研制全尺寸試驗(yàn)樣機(jī)；第三，建設(shè)航母電磁彈射器地面試驗(yàn)設(shè)施，然后使用真正的艦載機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的地面彈射試驗(yàn)，逐步地解決各種工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電磁彈射器的技術(shù)凍結(jié)和試驗(yàn)定型；第四，在新型航母設(shè)計(jì)中，采用和安裝電磁彈射系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)“電彈上艦”。

再次回顧“福特”號(hào)電磁彈射研制歷史：最早于1992年開(kāi)始可行性概念研究，1998年研制了首個(gè)1：2縮比尺寸原理試驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行研制，2003年完成初步研制工作。之后又用了5年時(shí)間，完成工程開(kāi)發(fā)，它的電磁彈射器地面試驗(yàn)設(shè)施于2010年成功試驗(yàn)定型，2013年開(kāi)始正式安裝在新研制設(shè)計(jì)的CVN21級(jí)航母“福特”號(hào)上。

可以看出，美國(guó)電磁彈射技術(shù)研制總共花了21年時(shí)間。而馬偉明團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展似乎比“福特”號(hào)來(lái)得快——根據(jù)公開(kāi)資料，中國(guó)“2008年制成首臺(tái)原理樣機(jī)，隨后制成1：1全尺寸樣機(jī)，突破了全部關(guān)鍵技術(shù)。”將與美國(guó)的研制進(jìn)度差距，縮短到10年以內(nèi)。而據(jù)外媒報(bào)道，中國(guó)電磁彈射器地面試驗(yàn)設(shè)施在幾年前就已建成，并進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。馬偉明院士的表態(tài)，表明地面試驗(yàn)已經(jīng)接近完成，下一步，就等著上艦了。

目前，中國(guó)海軍第一艘國(guó)產(chǎn)航母001A即將海試。海軍軍事學(xué)術(shù)研究所研究員李杰撰文指出，“遼寧”號(hào)入役，意味著中國(guó)海軍不僅擁有世界強(qiáng)國(guó)不可或缺的大型戰(zhàn)略武器，更重要的是帶來(lái)海戰(zhàn)思維理念的全新升華，海軍作戰(zhàn)樣式的全新變化，海軍建設(shè)模式的全新變革。根據(jù)世界海軍的發(fā)展實(shí)踐和各國(guó)航母運(yùn)行的“三三制原則”，中國(guó)海軍未來(lái)至少必須擁有3艘或以上航母。亦有消息表明，第二艘采用常規(guī)動(dòng)力航母002型航母已經(jīng)開(kāi)工，或?qū)⒂?020年左右建造完成并下水。第三艘國(guó)產(chǎn)航母003型，現(xiàn)在恰好處于設(shè)計(jì)研制階段。微信公號(hào)“兵工科技”的文章分析稱，根據(jù)美國(guó)電磁彈射器研制進(jìn)度和“福特”號(hào)進(jìn)度之間的匹配關(guān)系來(lái)推測(cè)，由于003型航母將在2025年至2030年之間建造完成并形成戰(zhàn)斗力，因此該艦或許將采用電磁彈射技術(shù)。

根據(jù)馬偉明院士透露的研制進(jìn)度推測(cè)，2020年左右首套實(shí)用的國(guó)產(chǎn)航母電磁彈射器將建造完成，而2024至2025年左右，首艘采用電彈技術(shù)的國(guó)產(chǎn)航母將下水。屆時(shí)，中國(guó)將成為第二個(gè)獨(dú)立研制設(shè)計(jì)電磁彈射航母的國(guó)家，中國(guó)海軍的遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)能力將實(shí)現(xiàn)歷史性飛躍。

在前總參上校岳剛看來(lái)，盡管中國(guó)幾乎是兩條腿走路——在研制蒸汽彈射裝置的勇士，亦在研制電磁彈射裝置，但如果能一步到位安裝電磁彈射裝置，將會(huì)發(fā)揮航母更大效能。岳剛告訴《新民周刊》記者：“電磁彈射器有許多優(yōu)點(diǎn)，比如占地面積小，不像蒸汽彈射器那么容易受損耗。在大洋決戰(zhàn)之際，占地越大越容易被擊中。”除此之外，電磁彈射器彈射后恢復(fù)期比蒸汽彈射器短得多，可以立即繼續(xù)彈；電磁彈射器對(duì)于飛機(jī)噸位的調(diào)整可以很迅捷，可以在彈射較大噸位的預(yù)警機(jī)以后，立即彈射較小噸位的殲擊機(jī)，甚至更輕捷的無(wú)人機(jī)。

此外，馬偉明院士所透露的“電磁能技術(shù)取代化學(xué)能技術(shù)”，并不僅僅局限于電磁彈射，目前處于研究前沿，英美俄競(jìng)相研制的電磁炮，實(shí)際上也是電磁能取代化學(xué)能的一種新概念武器系統(tǒng)——美國(guó)電磁彈射器在研制時(shí)，就充分應(yīng)用和借鑒了上世紀(jì)80年代研發(fā)電磁線圈炮的相關(guān)技術(shù)成果。

馬偉明院士的表態(tài)，或許表明中國(guó)除突破電磁彈射技術(shù)外，在高能電磁技術(shù)研究領(lǐng)域，已經(jīng)取得了全面的突破，這一技術(shù)成果，未來(lái)也能應(yīng)用于研制電磁炮等國(guó)產(chǎn)電磁武器上，屆時(shí)，中國(guó)的火炮或?qū)⒂蓚鹘y(tǒng)化學(xué)能火炮全面進(jìn)入“電磁炮時(shí)代”。