文章:瀚海狼山
昨天的推文中,瀚海狼山(匈奴狼山)提到,电磁大弹弓弹射一架重型舰载机,消耗的电能也不过40度,只够现代城市家庭两三天的用电量。因此弹射器并不是未来大平板的用电大户,真正的舰上用电大户是全舰空调等系统。因此也不必要求只有核动力的大平板才可以上电磁弹弓。在文后留言中,不止一位提到,说怎么可能弹射一架重型舰载机才用40度电,感觉上也不太可能。实际上这个问题,狼山在几年前就已经论证过,这里有必要再更详细的说一次。
不论用哪种弹射器弹射舰载机,都是舰上的助飞系统。蒸汽弹射器,就是把蒸汽热能传递给弹射梭,转化为舰载机起飞的动能的过程。而电磁弹射器是把电磁能转换成起飞动能的过程。实际上我们可以不考虑这些弹射器是具体用什么方式,帮助舰载机起飞的。哪怕是舰上的甲板操作员们把舰载机,
集体人工用力推的飞起来,效果也是一样的。因此换算助飞能量,可以只看最后的效果,不看其中的过程。我们知道,现代化的舰载机弹射起飞时,几乎都是开加力的,是属于舰载机自身的推力和弹射器的助力一起做功。才让舰载机顺利弹射起飞。如果一架重达33吨的重型舰载机可以以280公里每小时的速度成功起飞。那么我们可以简单的认为,这个280公里的时速中,有80公里是飞机发动机自己的推力获得。而另外有200公里每小时的速度增量是弹射器和航母本身的航速施加的影响。若此时航母以20公里每小时的速度航行,那么单纯弹射器,只需要给舰载机施加180公里每小时的速度增量,就可以达到顺利起飞目的。换句话说,如果航母不动,舰载机也不开发动机,那么单纯靠弹射器可以把这架33吨的飞机,在末端弹出180公里每小时的净速度。
那么我们可以简单的认为,这个280公里的时速中,有80公里是飞机发动机自己的推力获得。而另外有200公里每小时的速度增量是弹射器和航母本身的航速施加的影响。若此时航母以20公里每小时的速度航行,那么单纯弹射器,只需要给舰载机施加180公里每小时的速度增量,就可以达到顺利起飞目的。换句话说,如果航母不动,舰载机也不开发动机,那么单纯靠弹射器可以把这架33吨的飞机,在末端弹出180公里每小时的净速度。
根据动能公式,一个物体的动能,等于一个物体的质量乘以速度的平方。那么如果把单位都换算成国际物理单位。则33吨是33000千克;180公里每小时等于50米每秒。就可以简单的算出,弹射器施加给这架33吨的重型舰载机的能量为8250万焦耳。那么40度电的能量是多大呢?1度电的国际说法是1千瓦时,也是一个能量单位。而1千瓦时,是360万焦耳。40千瓦时就是1.44亿焦耳,是舰载机获得弹射器动能8250万焦耳的1.75倍。或者说是舰载机只获得了电磁弹射器原始弹射能量的57%。要知道任何机械或者电器做功都有自身的损耗。也就是电磁弹射器的能量利用效率,是接近60%。这已经比蒸汽弹射器的能量利用效率不到25%,高出一倍还多了。因此40度电弹射一架重型舰载机是绰绰有余的。包括发射炮弹,乍看上去能量很惊人,但是弹射一架飞机只有不到3秒的做功时间,而炮弹出膛更是只有千分之一秒的级别。因此他们消耗的总能量,并没有只靠直觉感受的那么大。
40千瓦时就是1.44亿焦耳,是舰载机获得弹射器动能8250万焦耳的1.75倍。或者说是舰载机只获得了电磁弹射器原始弹射能量的57%。要知道任何机械或者电器做功都有自身的损耗。也就是电磁弹射器的能量利用效率,是接近60%。这已经比蒸汽弹射器的能量利用效率不到25%,高出一倍还多了。因此40度电弹射一架重型舰载机是绰绰有余的。包括发射炮弹,乍看上去能量很惊人,但是弹射一架飞机只有不到3秒的做功时间,而炮弹出膛更是只有千分之一秒的级别。因此他们消耗的总能量,并没有只靠直觉感受的那么大。
实际上谁谁家的大平板上未来的电磁弹射和拦阻,所消耗的电能,并不是直接于航母上的电网或发电机,而主要是弹射和拦阻系统的储能飞轮和超级电容。超级电容可以随时充电。这是谁谁家在电磁弹射和电磁炮方面,除了中压直流体制领先外的另外一个关键黑科技。谁谁家的超级电容,是充电2分钟,弹射100次。美国福特级上是充电100分钟,弹射2次,还不能超过25吨。所以敢说领先美弟至少15年。
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