文/馬浩亮
近日國產電磁彈射航母福建艦成功測試彈射靜載滑車。此舉旨在確保後續電磁彈射艦載機正常進行，堪稱繫泊試驗階段最重要的測試。與美國海軍首艘電彈航母「福特」號在下水約一年七個月後開始彈射靜載滑車相比，福建艦下水至今只一年五個多月，進度已超越前者。此外，國防部發言人日前首次證實福建艦正在開展繫泊試驗，有專家指出這是海試前非常重要的步驟，也是外界認為福建艦海試即將開始的原因。
福建艦舾裝、繫泊、海試「三步走」，如今已經進入第二階段。繫泊試驗即是在航母各系統都安裝結束後，在停靠港口碼頭的狀態下，對船體、機械設備、動力、電子等各系統性能的可靠性進行全面檢驗與測試。
在近日的試驗中，一輛模擬艦載機的橙紅色小車，從航母甲板電磁彈射軌道上被彈射出去，離艦入海，驗證了福建艦電磁彈射器運行良好。與前兩型航母遼寧艦、山東艦相比，福建艦最大的技術進步就在於採用電磁彈射，從而也成為繼美軍「福特」號之後全球第二艘電彈航母。因此，電磁彈射器試驗，是繫泊試驗階段最重要的環節之一。
搭載多類感知儀 記錄試驗數據
這種「航母彈射器軌道測試車」，也叫「靜載滑車」或「配重滑車」，自身無動力，也無制動系統。內部可以安裝調節不同配重，來等重模擬不同體量的艦載機，包括艦載戰鬥機、預警機、無人機等，其調節空間從數噸到30餘噸。車上還會根據需要搭載速度、姿態感知儀器以及運動相機，來記錄試驗過程數據。
靜載滑車在彈射過程中，要承受極高的加速度、瞬時過載，入水後又要面對海水衝擊。車體呈扁平方形箱體，前後方弧形平滑設計，減少阻力，並增加結構強度。試驗時，將靜載滑車掛鈎掛到電磁彈射牽引器上，啟動電彈系統後，在軌道上高速滑行，飛出甲板，由於慣性在艦艏前方進行短暫平拋運動後，墜向海面。由於速度太快，往往還會在海面上連續「打水漂」。
靜載滑車並非一次性耗材。彈射測試時，附近有拖船待命，第一時間打撈入海的小車，並送回航母甲板繼續下次測試。為便於打撈，小車採用全密封浮箱結構，落水後可漂浮在水面上，並噴塗易於識別的橙紅色，車體頂部、底部及前後均有牽引起吊掛鈎。
與蒸汽彈射相比，電磁彈射不僅佔用空間小、維護成本低，而且準備時間短、適應性好、調節範圍廣，具有極強的「韌性」，可以精確、快速地調整彈射力大小，以精確匹配被彈射戰機。電磁彈射系統會反覆測試不同重量、不同速度狀態下的彈射情況，獲取各項運行效率，摸排故障。在確保電磁彈射器性能穩定可靠後，再使用戰機進行測試。
海試或大修後 助校準彈射器
不僅是繫泊試驗，在航母進入海試階段後，依然需要使用滑車，對航母在航行狀態、高海況條件等實際運用場景下的彈射器運行情況進行測試，檢驗風向、風力、航速等要素對彈射的影響。在航母進行大修後，也需要使用滑車來重新檢測、校準彈射器。完善的電磁彈射系統，將為福建艦戰鬥力提供最堅實的支撐。
航母艦載車 靈活馳運彈藥
除了艦載機，航母還有包括靜載滑車在內的各型「艦載車」。這些不同功能的特種車輛的體系化運作，同樣是航空母艦總體作戰系統不可或缺的組成部分。
由於使用環境特殊，艦載車具有一些共性，譬如底盤採用輕量化材料，可靈活轉向、制動，車體防水、防腐蝕、防震，能夠在複雜海況中穩定運行等。
一類是動力保障車輛，包括艦載移動電源車、加油車、加氣車等。航母本身自帶加油和充電設備，但當多架次艦載機集中在甲板上，或離加油點較遠位置，則可以依靠移動電源車（應急充電車）或加油車提供補充。
第二類是應急救援車輛，如艦載醫療救護車、消防車等。艦載救護車可搭載卧姿傷員，穩妥安全送往醫療室。消防車是損管搶修的重要設備，可以海水或泡沫滅火劑來滅火。
第三類主要是用於運輸，如甲板牽引車、彈藥掛載車、叉車、吊車等。牽引車專門負責牽引艦載機，體積小巧，移動便捷，甚至零半徑轉彎，是航母甲板調度的主力軍。彈藥掛載車要負責各類導彈、炸彈的輸送和掛裝，必須確保彈藥能夠平穩固定。艦載吊車負責吊運受損艦載機和其他裝備物資。
第四類則是日常維護設備，如甲板清潔車，負責清掃吸塵、噴水清洗、除冰，並且還在於裝有電磁鐵，用以吸附甲板上的各種金屬殘留物，防止損害裝備。登高作業車，擁有折臂式升降平台，用於機庫頂部線路管道、艦島艦塔高處的維護等。
中壓直流電獨步世界 驅動電彈效率高
電磁彈射系統的能量利用效率，數倍於蒸汽彈射，但同時也對電力供應提出了更高的需求。使用電磁彈射時，會在極短時間內帶來超高電力負荷。譬如，美軍「福特」號航母電磁彈射器總功率達16兆瓦，相當於2.3萬台1匹空調同時製冷運行。而彈射戰機時的峰值功率更高。
相比於核動力的「福特」號，福建艦實現了在常規動力航母上進行電磁彈射。這得益於海軍工程大學「艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室」馬偉明院士團隊開發的「艦船綜合電力系統」和「中壓直流配電系統」。中國成為世界上首個實現中壓直流綜合電力系統的國家。
艦船的傳統做法是，動力系統與電力系統相對獨立。艦船綜合電力系統（IPS）將其合二為一，以電能形式一體化為艦艇的推進、通信、導航、日用設備等實施高效集約供電，而且簡化艦船系統結構，降低噪聲能級。
福建艦的中壓直流配電，比「福特」號使用的中壓交流配電更加穩定可靠。中壓交流電力系統，高速原動機與中低速發電機之間必須配備大量減速齒輪或增速齒輪。中壓直流電力系統則消除了這一限制，提高了系統效率和功率密度，發電機組可更穩定運行。
同時，中壓交流電力傳輸之後需要轉化為直流電再使用，需要大容量的推進變壓器和配電變壓器。中壓直流電力系統取消了變壓器，極大節約了航母空間，減少了線纜，傳輸效率高。因此，中壓直流技術瞬時電力儲能高，為電磁彈射持續供應足夠電力輸出。
彈射滑車三大原因
一、安全
電磁彈射器是一個技術含量極高的工程體，為安全起見，不可能一開始就讓飛行員駕駛艦載機上去試飛。
二、成本
彈射試驗要獲取的數據只有艦載機離開甲板前的這一段，沒必要打造複雜的等比艦載機模型作試驗。
三、高效
彈射試驗通常要進行上千次，使用彈射小車更便於改變配重，以及安裝一些基本的探測儀器。
電彈系統測試三步走
1．空載測試
測試首階段，彈射梭並不牽引任何物件，以空載形式進行全速彈射，以初步測試系統整體運行。
2．靜載荷測試
此階段會彈射與艦載機等重的彈射車，以驗證彈射器及其每個部件是否正常工作。美軍福特艦約在下水一年七個月後展開此階段，福建艦則是相若的約一年五個月後。
3．實機測試
從艦載機的熟練度來考慮，未來最先進行彈射的大概率將是殲-15T，而後是殲-35及空警-600。以美軍經驗，此階段應在靜載荷測試一年後展開，但當年美軍福特艦的實機測試因技術問題而延後了一年。
（來源：大公報A15：內地 2023/12/04）
