【军武次位面】作者：金色轰炸机

7月30日，央视军事频道发布了《攻坚》预告片，官宣“福建”舰已经完成了歼15T舰载机的电磁弹射。虽然并没有直接展示弹射瞬间镜头，但甲板调度，弹射指令下达、“弹射专员”绿色马甲的工作人员等场景均有出现。这也被认为是央视首次公开证实，“福建”舰的电磁弹射器已经具备了实战能力。照此推测，“福建”舰弹射系统已经高度成熟，这也就意味着它距离真正服役已经不远了。

▲《攻坚》预告片

“福建”舰是有史以来亚洲国家建造过的最大军舰，之前顶着这个头衔的是，二战时期的日本战列舰“大和”号。“福建”舰也是除了美国之外，世界其他国家建造的最先进的一艘电磁弹射航空母舰。中国能够在其身上应用电磁弹射技术，和海军工程大学电力电子技术研究所所长马伟明院士的突出贡献分不开关系。此前，中国决心跨过蒸汽弹射这一技术路径，直接在航母上使用电磁弹射。虽然想法很好，但至少面临3个比较大的技术瓶颈。

第一，电力设计。中国从来没有装备过电磁弹射型航空母舰，而要解决电磁弹射器的巨大用电问题，就必须要对船舶的整体电力架构做新的设计。马伟明院士基于需求，提出设计了“福建”舰的舰船综合电力系统，解决了电磁弹射的供能问题。众所周知，传统航母上也有大量的用电设备，包括武器系统、雷达、电子设备等，但是因为没有采用综合电力系统，动力系统和用电系统是分开的。比如中国装备的“辽宁”舰，它燃烧重油，让锅炉产生高压蒸汽，然后由4个蒸汽轮机直接驱动4个推进轴为船体提供动力。至于舰上的其他电力负载，则全部由独立的发电机供应。

▲“福建”舰

美国的蒸汽弹射航母情况同样如此，也采用了电力系统与推进系统分离设计。只不过是“尼米兹”级的2座A4W核反应堆发生反应，就能直接使锅炉产生高压蒸汽。4台蒸汽涡轮直接驱动4个推进轴提供动力，多余的蒸汽则可以供应4套C-13型蒸汽弹射器使用。但是舰船上的其他电力负载，也需要有独立的发电机来单独提供电能。这种双系统设计的最大问题，就是能量多次转化，即燃料/核能变蒸汽，蒸汽变动力机械能+电能，能量利用效率只有30%到35%左右。如果有了电磁弹射器这样的吃电大户，发电量猛增，这种独立设计就不可避免会让发电设备挤占太多空间，就是这样也不一定够用。

如果统一起来，就是燃料/核能直接变成电能，才有可能提高利用率，满足需求。比如外媒推测，“福建”舰就是使用了燃气轮机作为主要发电设备，柴油发电机为辅助设备。两者产生的电能统一储存，即可以用于电推，也可以用于雷达、其他设备和电磁弹射器。虽然到目前为止，官方都明确“福建”舰采用的是全电推进。但既然配备了电磁弹射系统，按照常理，综合电推的可能性较高。

▲“福特”VS“福建”

第二，储能装置。到目前为止，官方并没有确认“福建”舰使用的是什么储能系统，但推测飞轮储能的可能性最高。当然，还可能辅助以其他的储能设备。飞轮储能的原理，就是通过一个又大又重的可以高速旋转的飞轮，把发电机产生的电能转化为飞轮的动能。在需要时，再把飞轮的动能转化为电能，为电磁弹射器供应。那么为什么不用电池呢？因为电池寿命有限，而且容量也有限。飞轮的储能的循环寿命更长，更适合航母长时间运行。但这也并不意味着“福建”舰没有备用，超级电容器、高性电池可能作为辅助储能设备，在“福建”舰上也是存在的。

根据中国储能网等的有关报道，中国在飞轮储能技术上已经取得了技术突破，解决了高功率密度、材料强度和稳定性的问题，这才能让它应用在“福建”舰上。根据公开资料，美国已经研制成功了50MW/120MJ的飞轮储能系统。在3秒钟之内就能释放出120兆焦的巨大能量，满足舰载机的弹射需求。预计“福建”舰的储能装置性能已经赶上美国，甚至比对方更优。

▲电磁弹射器

第三，电磁弹射器。电磁弹射器的原理就是在强大电流的作用下，使得弹射轨道内产生巨大磁场，通过磁场推动滑块高速前进。从而带动舰载机，为其提供一个初始速度。早在2023年，“福建”舰就已经完成了静载测试，也就是俗称的弹射小车。这样的实验后续至少进行了6~7次，验证了弹射器的稳定性。更重要的是，中国在弹射器研发上，已经形成了独特优势。“福建”舰使用的是中压直流电弹射系统，区别于美国的交流电。

之所以选择中压直流电，是因为它更可靠，尤其是故障隔离能力强。众所周知，美国“福特”级航空母舰上的电磁弹射器之所以稳定性不高，就是因为在采用中压交流电的情况下，其单条弹射器发生故障后，就很容易影响其他3条。这一点在实际测试中已经发生过了不止一次，而中国的中压直流电弹射器根本不会存在这个问题。其中一条发生故障后，直流系统可以快速将问题轨道隔离，其他轨道则能正常运行。在能量利用率方面，直流电弹射器系统的能量利用率据测达到90%以上，比交流系统损耗更低，这意味着电磁弹射器的力量更大。

▲“福特”号

另外在控制系统层面上，直流系统更为简化，根本不需要安装交流电那样的相位控制和变频设备。这不仅节约了航母上的宝贵空间，更是解放了后勤和维护成本。由上可见，通过一环扣一环的技术应用，中国在航母电磁弹射器方面已经对美国实现了“超越”。这不仅得益于中国天才工程师团队的努力和创意，更重要的是中国之前在高铁、特高压输电、直流电力运输等领域，本身就有着深厚的技术积累，甚至许多方面早已经在全球达到领先程度。这才为“福建”舰的电磁弹射使用直流系统，提供了关键的技术支持。

不过，美国在电磁弹射器领域有超过30年的技术积累，“福特”级航母已经可以做到每45秒完成一次弹射，单次弹射能量最高达122兆焦，弹射F-35、EA-18G等重型舰载机完全不成问题。“福特”级最高时，完成了1000次的无故障弹射，甚至单日最高弹射记录就超过了400次，显示出了非常强大的性能。“福建”舰虽然还没有做到这些，但是从原理上分析，没有输给对方的理由，且潜力更大。虽然目前的测试次数和强度远不急美国，但只要完成弹射歼15T，基本就可以宣告服役。届时再加大测试强度，最终必然超过美国。

▲歼15T

有了“福建”舰做技术铺垫后，中国下一步自然是要发展核动力航空母舰。004会不会就是这样一艘舰艇？现实非常值得我们期待。