【簡介：】電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應電動機，它推動與飛機相連接的電樞。而目前電樞基本上是一個U形鋁塊，裝在定子的3個側面。直線電機的原理并不復雜．設想把一臺旋轉運動

電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應電動機，它推動與飛機相連接的電樞。而目前電樞基本上是一個U形鋁塊，裝在定子的3個側面。直線電機的原理并不復雜．設想把一臺旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開，并且展平，這就成了一臺直線感應電動機。在直線電機中，相當于旋轉電機定子的，叫初級；相當于旋轉電機轉子的，叫次級。初級中通以交流，次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動．這時初級要做得很長，延伸到運動所需要達到的位置，而次級則不需要那么長。實際上，直線電機既可以把初級做得很長，也可以把次級做得很長；既可以初級固定、次級移動，也可以次級固定、初級移動。然而，電磁彈射器也決不是僅靠直線電機工作的，它總共有強迫儲能裝置、大功率電力控制設備、中央微機工控控制及直線感應電機。
強迫儲能裝置是電磁彈射器的一個瓶頸，在國防方面一直是高度機密的。作用就是能平時儲能，然后把大功率能量在短時間內(nèi)釋放出來。電磁彈射器工作時間不長，但是在做功時段是個加速度做功的過程，因此不能把它當成恒功率設備來考慮。
電磁彈射系統(tǒng)的強迫儲能系統(tǒng)要求在45秒內(nèi)充滿所需要的能量。最大的艦載機起飛一般需要消耗的能量不會超過120兆焦,而這強迫儲能系統(tǒng)最大能儲存140兆焦的能量,此時充電功率為3.1兆瓦,算上損失,4兆瓦左右（實際上達不到的），四部電磁彈射系統(tǒng)同時充電,充電總功率可達16兆瓦（1兆瓦=1000KW），可見沒有強大的電源是無法滿足電磁彈射需求的。當然，航母上耗電的又豈止是四部電磁彈射器，另外還有電磁軌道炮、升降機、激光（目前激光的功率都不算大）等其它用電加起來的話必須要航母總功率達60兆瓦以上,否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統(tǒng)用電的。
這么大的功率實際上大部分用于動力，蒸汽機機直接拖動螺旋槳而不是由發(fā)電機拖動，這樣做的目的是減少能量轉化產(chǎn)生的損失。由此可見，電磁軌道炮想在中、小型航母上恐怕短期內(nèi)并不容易。而如果沒有強迫儲能裝置，僅靠航母發(fā)電機直接提供是根本無法想象的。因為彈射器工作時間短，此時最大功率已經(jīng)超過航母發(fā)電機總功率了。蒸汽彈射器有一個儲汽罐，它可以把鍋爐的蒸汽能量儲存起來，而蒸汽彈射器彈射一架飛機后也至少需要近一分鐘的儲能（從鍋爐來），才能再彈射飛機，讓鍋爐直接驅動蒸汽彈射器的話是無法想象的。
電磁彈射器難就難在電能不象蒸汽，根本不適合大容量儲存，象儲存彈射艦載機這樣的能量更是難上加難。通用原子公司在實驗電磁彈射器時對強迫儲能裝置只字不提，可見其技術的高度機密性非同一般，想突破也非易事。
從原理上來說，它就是跟變頻器差不多，工作時通過變換器將升高電壓和頻率的電流輸入直線電機。于是電磁線圈便生成一個隨電樞運動的磁場。借助這個運動的磁場，驅動彈射器的動子（實際上相當于電動機的轉子）來高速推動戰(zhàn)機起飛。而電磁線圈的電源來自大功率電力控制設備，它實際上是由特高功率的可控硅整流器組成其一次元件，它能在高達幾千伏的電壓作用下產(chǎn)生幾萬安培的電流。因為市場上的所有變頻器也不可能有這樣高的加速度，也就是說頻率的變化會有這么快。而且變頻器在頻率增加時存在電機定子線路電抗增加的因素，在這里更是嚴重。
這方面技術并不是很高，尤其是在硅谷方面迅猛發(fā)展的今天。只不過這里要求更高的可靠性和高速性、靈活性?？刂蒲b置的輸出信號給大功率電力控制設備，同時又接受直線電機的反饋信號進行閉環(huán)控制，其速度是毫秒級的。也就是說其CPU運算速度的廠家來說，這些早就實現(xiàn)了，比如是冶煉廠的電爐控制等。而且控制裝置的人機界面也是相當好的，操作人只需按下起飛什么類型的飛機，如F-18等，中央處理器會自動根據(jù)風速、航母速度、載彈量等條件分析后進行儲能，并保證在消耗最你的能量下圓滿起飛飛機（當然還要一點保險系數(shù)的）。包括起飛無人機、預警機、對空對海作戰(zhàn)飛機等。而這些對于蒸汽彈射器來說是很為難的。電氣的控制反應、最優(yōu)控制等都是目前其它機械方面所不能比擬的。
首先是效率問題，現(xiàn)役的蒸汽彈射器效率只有百分之五，電磁彈射器高達百分之六十，而且沒有密如蛛網(wǎng)的高溫高壓蒸汽管道維修的噩夢。在軍事開資龐大的美軍，是有一定意義的。
其次是電磁彈射適應性更好，電磁飛機彈射系統(tǒng)具有不斷監(jiān)視自身的閉路系統(tǒng)，連續(xù)調(diào)節(jié)速度和功率，以便適應每種飛機機型的彈射剖面。電磁飛機彈射器除具有較大控制靈活性之外，其重量和大小只相當于蒸汽彈射器的一半。消除了高壓、高溫蒸汽管路和閥的迷宮將減少值勤作業(yè)和戰(zhàn)斗危險。由于使用電力電子分系統(tǒng)，電磁飛機彈射系統(tǒng)的維修人員將少30%。 未來電磁飛機彈射系統(tǒng)是模塊化的，因此便于維修和改進時不同組件和分系統(tǒng)的交換。
電磁飛機彈射系統(tǒng)具有更好的性能和和彈射控制范圍，適合彈射飛機的范圍很廣。它將加速飛機的重量約在4.5～45噸，彈射速度在100～370千米/小時之間，控制靈敏度靈活，這是蒸汽彈射器不能達到的。
任意調(diào)節(jié)彈射推力，哪怕是四噸的無人機，那是蒸汽彈射機一彈就碎的輕巧飛行器DD訊息戰(zhàn)的新寵，由于彈射動能配置方面的限制，輕型飛機反而更難彈射。而且不能夠彈射當前美軍使用的無人機。而高性能無人機登上航母是肯定的,由于有人艦載機和無人機大小不一，而蒸汽彈射器又沒法調(diào)節(jié)彈射功率，而且效率太低，一次彈射一般要消耗614千克蒸汽，每次彈射結束都有大量蒸汽被排除，帶走大量能量，其效率一般在4%～6%之間。而電磁彈射系統(tǒng)的效率約為60%左右，對能量的需求大為降低。蒸汽彈射器由于功率無法精確控制，在彈射艦載機的過程中，對艦載機的推力上下波動比較大。而電磁彈射系統(tǒng)能夠對彈射過程中的力進行精確控制，另外，蒸汽彈射器在飛機脫鉤后仍然會維持很高的汽缸壓強，對彈射器末端造成極大的沖擊，而電磁彈射系統(tǒng)在與飛機脫鉤后作用力立刻反向，對彈射系統(tǒng)末端的沖擊力遠遠低于蒸汽彈射器。目前的蒸汽動力彈射器不能夠用于彈射任何現(xiàn)役無人機，而這被認為是蒸汽彈射器的最大缺陷。信息技術突破性發(fā)展以及更輕、更靈巧武器的不斷出現(xiàn)，使無人機在“尼米茲”級航母退役之前就可能上艦執(zhí)行戰(zhàn)斗任務。而美國的政治領導層更希望使用無人機作戰(zhàn)，以把人員傷亡、被俘的風險降低到零。
電磁彈射器還可以延長戰(zhàn)機的壽命。電磁彈射器的功率可以根據(jù)彈射飛機的尺寸重量進行靈活調(diào)節(jié)，可用于彈射美國海軍現(xiàn)在以及未來的各種有人飛機或無人飛機。同時電磁彈射器彈射力非常穩(wěn)定，彈射過程中，其最大力與平均力的比值僅為1．05，這就大大減輕了彈射過程中飛機機體結構所受到的沖擊，有研究表明，電磁彈射器的這一性能最大可使艦載機的機體壽命延長31%。此外，與蒸汽彈射器相比，電磁彈射器的尺寸、重量可降低50%，對人力的需求將減少30%，全壽命周期費用可降低20%，作戰(zhàn)可用度可提高20%。
電磁彈射系統(tǒng)還有一個蒸汽彈射器不具備的優(yōu)點，那就是它很容易簡化為滿足短距起降飛機起飛的助跑系統(tǒng)，能很好地與滑躍跑道形狀配合，可用于輕型航母或兩棲攻擊艦上，甚至能夠用在任何采用綜合電力系統(tǒng)的艦艇上。而蒸汽彈射器的汽缸必須保持直線，不可能裝在滑躍甲板上。
電磁彈射系統(tǒng)構成相對簡單。它只用直線電動機進行彈射、制動和使往復車復位,不需要保持常備狀態(tài)，在完全關閉的冷態(tài)條件下不到15分鐘內(nèi)就能達到待用狀態(tài)。實際將來經(jīng)驗成熟后時間會更短，而蒸汽彈射器要依靠大量的系統(tǒng)和分系統(tǒng)，有液壓泵、蒸汽、水力剎車、蓄壓器等等，需要不斷給彈射槽預熱，蒸汽彈射器的機械磨損嚴重，尤其是金屬密封條，每彈射一次都會與此摩擦一次，更換量大。而電磁彈射系統(tǒng)使用的電力電子元件用無接觸的瞬時電磁力，無磨損，可靠性在民用領域已得到檢驗，壽命都在幾萬小時,且具容錯能力。 可見，如遇緊急情況下，電磁彈射器反應速度遠遠優(yōu)于蒸汽彈射器。而且可靠性兩者根本沒法比。
電磁彈射器最大彈射50噸戰(zhàn)機，最大速度可達400千米/小時，因此它可以在航母無需高速行駛的情況下或無風的情況下起飛戰(zhàn)機。而使用蒸汽彈射器的航母，一旦遇到緊爭情況，就全指望旁邊的伯克級了，所以有人說航母只適宜進攻而不適宜防守是有一定道理的，但是采用電磁彈射將會改變這種觀念。