美国电磁弹射为什么要用交流电？

航母上的电磁弹射，是美国的中压交流系统好，还是中国的中压直流系统好？其实，这两种系统各有各的优缺点，那么，美国的航母的电磁弹射，为什么非要使用交流系统呢？

实际上，这两种系统美国都研究过，在研究的过程中发现，中压交流系统的研发难道要低于中压直流系统。因为美国研发的中压直流系统，要到2030年才能上舰，美国人等不及，因此，美国为了“大干快上”，就选择了难度系数低一些的中压交流系统。美国人认为，只有这样，才能在航母的弹射系统上，始终领先于中国。

说穿了就是，采用中压交流弹射系统的技术门槛较低，比较容易尽快实现电磁弹射上舰。

美国人在研发武器方面，有一个“传统”，就是什么都要用最先进的技术，哪怕技术上还没有成熟，也要在先用上。实际上这也是一把“双刃剑”，利弊各半，目的就是要尽可能多地领先全球。

比如，美国研发的A-12隐身舰载攻击机，由于技术过于先进而造价昂贵，连财大气粗的军方都买不起，不得不下马。变循环发动机，美国人研发得最早，但是至今无法装机使用。F-23战斗机，由于过分强调隐身而减弱了其机动性，最后被F-22击败。美国的超音速导弹研发时间最早，但是部署却晚于中国和俄罗斯，这就是过分强调技术先进而延缓了研发速度。

“福特”级航母的电磁弹射系统，因为其先进性，以至于美国还没有真正的成熟，就匆忙上舰，造成了“福特”舰至今没有形成战斗力。以至于上任美国总统特朗普都发火了，气得要将电磁弹射改回蒸汽弹射，但是改回去谈何容易？一方面这种改动要将航母大卸八块，另外，生产蒸汽弹射器的DW公司已经关门大吉，想要也没有了。

那么，中压直流弹射系统和中压交流系统孰优孰劣？

简单说，前者能量密度均匀，有着极高的稳定性，结构相对简单，操作比较方便。而后者的能量密度大，但是稳定性差一些，结构复杂，不好控制等缺点。

通过上面的比较可知，中压直流系统稳定，传输过程损耗小，弹射效率高，这也是最重要的两个性能。而中压交流系统的稳定差，这也是“福特”号到目前还是故障频发的原因。

但是，中压直流系统也有缺点，就是电源的换流设备复杂，造价昂贵。而中压交流系统的缺点是传输过程中，会引起电容损耗，易产生故障。优点就是由于交流电的变电技术成熟，传输设置相对简单，因此，电源和换流站造价低。

美国的电磁弹射技术，早在1996年就开始研发，在2017年上舰服役，但是其在舰上实验是在2015开始进行。但是，我国的中压直流弹射系统是在2008年已经研发出来，到了2011年，技术已经基本成熟。

而美国的电磁弹射技术，实际上从1982年就开始立项，但是由于当时的技术条件难以满足要求，因此在1988年，仅仅建设了一条3米左右的模型。同时还进行了陆地弹射、制动和回收等实验。

到了90年代，美国终于下决心要在航母上安装电磁弹射系统，到了2003年，美国正式开始研发电磁弹射，并把研发工作，交给通用原子公司，在2004年，海军通过了各项技术审核。到了2013年，电磁弹射开始在“福特”号上安装。

通过上面的对比可以发现，在美国的交流弹射系统进行演示之前，中国的中压直流弹射系统的样机已经开发出来。在“福特”号开始安装他们的电磁弹射系统的时候，中国的中压直流弹射器已经可以使用了。我们走的中压直流弹射系统的路子，要比美国的中压交流弹射系统顺利得多，这时候美国就有了紧迫感，这也是美国所不愿意看到的。因此，尽管美国知道他们的交流系统不如中国的直流系统，但是为了赶在中国前面，硬着头皮在“福特”号安装了他们的中压交流系统。

对于美国这样一个还没有完全成熟的中压交流弹射系统，我们看看他目前的现状。

设计要求，电磁弹射器每弹射4166次发生一次故障，实际上272次就发生一次故障。电磁阻拦系统，设计要求是16500次出现一次故障，实际上是每41次便出现一次故障。电磁升降机要求每使用932次出现一次故障，实际上是每使用218次便出现故障。显然，远远达不到设计要求。如果说美国的“福特”号基本废了，有些言过其实，不过现在也就是勉强使用而已，还远不如蒸汽弹射更加好用。

而我们的中压直流弹射系统经过上万次的实验可靠率，已经相当成熟。

美国电磁弹射为什么要用交流电？

因为美国人脑子里面有坑，而且不是一般的坑；

这个坑是怎么形成的，最后大家就明白了；

电磁弹射的概念是美国提出的，一点问题都没有；

你想啊，弹射器瞬间把三十多吨的飞机从零一次加速到数百公里，这属于极短时间内输出极大功率，即能量短时间释放的过程；

首先被排除的是储能电池+直流电机的技术。因为电池经不起这么折腾；

中国人优先想到的是，既然瞬间放电，那么咱们用超级电容+直流直线电机呗；

但是，美国人的脑洞大，他提出的方案叫飞轮储能+交流直线电机；

能量流动是这样的

就是航母交流发电机——交流电动机——飞轮机械能——交流发电机——交流直线电机弹射···

美国人一算，觉得飞轮高速旋转难度风险太大，于是要求每套弹射系统，单独配一个飞轮；

后来发现难度和故障率都会很大，于是要增加设计冗余；

即每台弹射器用多台三台交流电动机，三台交流发电机，这样坏了一台，还能使用···

但是这么一整，整套弹射器的体积和重量，复杂程度就大大超过了蒸汽弹射·····那换电磁弹射意义何在？

蒸汽弹射的锅炉虽然大但是是空心的，飞轮可是实打实的铁坨坨，那能轻吗？

于是还要改，经过美国工程师的努力，各种减重，终于将体积减少了一点，降到1100立方米以下，比蒸汽弹射小了38立方米，但是重量超重了。

另外更要命的是，12部飞轮，只要有一个故障，全部就不能用了····

你没看错，具体为啥，美国没说，咱也猜不着，而且飞轮出了故障，控制系统也完犊子了。

更坑爹的是，只要有一部飞轮出故障维修，剩下的11部飞轮必须也都停下来，据说让高速旋转的飞轮停下来就需要1.5小时·····

另外四条弹射器用一套储能，任何一套出了问题，其他三套也用不了！

——这时候美国国防部报告里面写的；

福建号电磁弹射领先十年

美国人一想，要不，咱们也把飞轮换成超级电容吧，但是这么一换，后面的交流直线电机怎么用？因此需要一个超级逆变器·····，这个玩意的体积重量就更惊人了····

要不把后面的交流直线电机换成直流直线电机？

那跟中国的福建号有什么区别？

除此之外，飞轮自身也是故障频发，因为属于超高速运转，其中关键的部件寿命特别短···

难怪懂王都说要拆了他····换蒸汽弹射。

美国福特号航母下水五年， 都没有解决这个问题。

福特号航母，造价130亿，到现在不敢实战部署，它的弹射器，电磁拦阻器，升降机，都有问题。并且交流电系统运转产生巨大的电磁干扰，到现在还无解····

就是美国现在转向中国的电磁弹射路线，没有十年解决不了；

那么美国为什么会产生这种问题？

这个原因就特别有意思了；

美国最近十几年，军工研发大错误不断；

前面有大名鼎鼎的朱姆沃尔特，点错的科技树，变成高科技垃圾，后面福特航母点错了弹射器路线；

那就是美国的经济产业空心化带来的结果；

科学水平，科技水平，产业制造水平三者之间脱节；

科学水平，取决于高级人才，高级实验室水平，这一点美国还行，没问题；

科技水平，由经济成本来决定，毕竟高科技就是贵；

而产业制造水平，则与整个国家制造业水平有关。

美国科学水平可以，科技水平也舍得砸钱，但是产业制造水平就十分的拉胯了；

产业脱节的后果就是，在实验室的科研单位，对制造能力严重估计不足；

这有点像我们公司，领导说APP上加个功能，要求一个周内个搞定，实际上技术部门两个月才搞定····

福特航母的弹射器反复修，这么多钱花上去，也没人被追责；

电磁炮消防车

美国的电磁炮还没搞出来，中国民用企业已经把电磁炮用在消防车上，虽然两者性能不一样，但是好歹有了产业制造。

为啥中国的福建号航母，中压直流供电系统，电磁弹射系统，电磁拦阻系统都研发这么顺利？

那是因为，这三项设备的技术都是来自民用的····并且在民用市场上有非常成熟的产品。

成熟到什么地步呢？那就是军用的这些系统还没有民用的复杂······

航母弹射用的直流电机，和上海的磁悬浮列车是同源的；

上海这条线2016年以后，全都是国产的车厢，稳定运转，并且也是直流电技术，并且已经迭代好多代了，其稳定性，低故障率，耐用性等相关参数比航母要求的还高；

航母直流供电体系，以及相关的转换变压器，全世界中国独有，来源于特高压直流输电系统

特高压直流输电线路，相关的设备尤其是断路器，中国特有，因为全世界只有中国有这么远的超长距离输电需求，美国没有这个需求，有也是交流的。因为没有需求，也就没有人去投入研发了。

直流输电技术难度比较高，但是效率更高。这一方面，中国研发很多年了，目前都比较成熟了。

航母弹射所使用的超级电容，包括电磁拦阻设备使用的超级电容，都是来自高铁；

高铁，动车，甚至部分地铁，都已经使用超级电容来瞬间储能，例如刹车的时候吸收能量，起步时候释放能量，已经有很好的经济性以及长寿命，非常稳定。

至于全电力军舰，我们稳妥很多，英国045直接整舰使用全电，结果天天趴窝；美国倒是用在了朱姆沃尔特上；

我们谨慎很多，用在扫雷舰上很多年；

扫雷舰对控制要求比较高，适合使用电力推进，因此中国就在扫雷舰上测试完善全电推进技术，迭代经验，风险要小多了。

所以，现在的美国是真的不如1990年的美国。

美国电磁弹射为什么要用交流电？

因为全球只有中国有中压直流电综合电力系统，美国没有这个系统，所以他们只能用交流电系统。

如果把中压交流电系统看作成第一代电力系统技术，那么中压直流电系统就属于电力系统的第二代技术。

两种技术的区别是：中压直流技术要比中压交流电技术在电力供应上故障率更低、供电过程中耗能更小、供电能量更大、并且占用空间体积更小。

中压直流电系统最大的技术难点是如何让其断流，由于直流电系统电流没有自然过零点，电弧无法向交流电断路那样自然熄灭，所以直流电系统研发起来非常困难。

当前世界上提出了许多的直流电断流技术，有触弧分闸产生的电弧高压抵制技术，也有基于电流转移原理的快速断开技术等等，但是由于直流电的物理断开过程太复杂，很多技术只处于理论阶段。

我们中国能够在中压直流电系统领先全球，离不开我们的马伟明院士以及团队的努力。他在20年前就领衔开发中国的中压电力综合系统，经过10年的努力他攻克了中压直流系统，并且把这套系统装在我们舰船上，现在我们055大驱以及山东号航母上面的电力系统都是中压直流电系统。

美国福特号航母上使用的是中压交流电弹射系统，该航母早在2017年的时候就下水交付美国海军，但至今仍然没有正式服役。其中最大的问题是中压交流电系统存在供电不稳定产生的过载问题，导致中压交流弹射系统非常容易出现短路以及电机烧坏的情况，从而让美国福特号至今没有交付使用。

据相关测试关数据显示，美国福特号电磁弹射系统在相关的720次测试中，系统故障率高达3%。而且一天工作的正常率为70%，连续工作四天的概率只有9%。

美国的交流电弹射系统从理论上讲是每弹射4000次就会出现一次故障，但在现实测试中几乎每181次弹射就会出现一次故障。

对于美国福特号航母弹射系统的糟糕表现，美国的前任总统特朗普曾经隐晦地表示说“福特号航母上的电磁弹射太费钱，要求改回蒸汽弹射”。其实特朗普的这种怨言就是暗示福特号上的电磁弹射太糟糕。

看完美国的中压交流电弹射技术，很多人都想知道中国的中压直流电弹射技术如何，对比我只能很遗憾地告诉大家我没有相关的数据。但是我可以告诉大家的是中国的中压直流电弹射技术在马伟明院士的带领下早已在陆地上完成了相关技术验证。

据说由于山东号航母上没有安装中压直流电弹射系统，马伟明院士还为此发过骂道:“有好的技术不用”。由此说明我们中国的中压直流电弹射技术早在很多年前就已经成熟了。

（完）

美国电磁弹射为什么要用交流电？

直流和交流肯定是各有利弊，中美不同的选择各有不同的取舍。电磁弹射短时间功耗巨大，发电机提供不了如此巨大的峰值功率，都必须储能再释放。现在储能的主要有三个方法，第一蓄电池，但是做不到把储存的电能在弹射的三到五秒内全部释放出来，也就是内阻还不够小。第二超级电容储能，这个应该是最有前途的，但是目前是否能进入实用，我不知道。第三飞轮储能，只要飞轮质量够大，速度够快，就能储存足够的能量，这个也是目前相比最稳定可靠的。

前二种方法储存的都只能是直流电，直接输出的也是直流电，第三种飞轮储存的是机械能，可以直流也可以交流，也可以转换成直流或交流输出。

美国电磁弹射为什么要用交流电？

在回答问题前先说一下“福建”号的电磁弹射系统：这是跨过蒸汽和交流电磁两代弹射技术，直接来到中压直流电磁弹射的最先进技术。

好，回答问题，因为美国没有直流的电磁弹射系统，它也想要、想用直流的，但美国研制不出来。而且，美国现在用的中压交流电磁弹射系统也不稳定，总出问题，一入列，福特号就是个半残。

航母比的是啥，就比弹射系统，谁的弹射系统好谁就厉害，全世界军迷都懂的。与之相比，是不是核动力的至少要退到第二位。

现在咱们的“福建”号用的是中压直流电磁弹射系统，这是世界独一份的，是领先美国一代以上的先进技术，世界最强。

直流电磁弹射系统具有体积小、稳定、节省能源等优点。

再强调一遍，美国用交流的是因为它只有交流的，没有直流的；它不用直流的不是美国不用、不想用，相反，美国太想用直流的，但是，（现阶段）它就是研制不出来。

可以肯定的是，看到装备着比自己交流更先进的中压直流电磁弹射系统的“福建”号下水，现在美国人一定羡慕死了、馋死了。

美国电磁弹射为什么要用交流电？

答案简单：军备研发采购制度造成。主要原因是成本因素和交付时间点因素。再就是后期维护成本。

电弹要求的是瞬间爆发功率，并且可调，这一点交直流都可以达到，没有高下之分。

但是交流系统少了整流环节，系统简单，造价便宜，工期短。同时，后期维护成本低。由于美军工企业都是私企，研发采购体系投标过程导致低价中标的可能性大。

但是，技术上也正因此，交流系统供电耦合性更高，使用时对全舰造成影响更大。

其实美军研发，抛弃更高性能系统或者采购后发现节约成本造成隐患事例很多，比如当年YF23输给F22，F35制氧系统能力不足，还有F14被更便宜的F18替代。