万方数据
万方数据
航母的基本常识介绍 ☆舰岛 早期航母，象英国“百眼巨人”号和美国的“兰利”号等整个舰面是平坦的飞行甲板，没有突出部分。而现代航母基本上是把舰桥、烟囱等集中在飞行甲板的一侧，好象一个小岛，它就是“舰岛”。 从飞机起降的要求上讲，航母的飞行甲板上空空无物是最理想的。但是，航母的指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等又是需要高耸在甲板上的。所以，现代航母都是把这些上层建筑设计得很紧凑，集中在飞行甲板右舷的“舰岛”上，空出甲板的绝大部分来方便飞机起降。 ☆飞行甲板 飞行甲板就是航母舰面上供舰载机起降和停放的上层甲板，又称为舰面场。早期飞机由于起降速度不大，可以从军舰首部或主炮塔上部铺设的小型甲板上起飞，从舰尾的短小甲板上着舰。但现代航母都是贯通全舰的大面积的上层甲板。需要指出的是，航母的飞行甲板要比舰体宽得多。从正面看，飞行甲板从舰体上面向两舷张出，形状很
怪异。 飞行甲板要承受飞机着舰时的强烈冲击载荷，所以要用高强度钢板制成。二战时航母飞行甲板表面要铺设一层木质甲板，而现代航母的飞行甲板表面都是金属的了。 ☆直式和斜角式飞行甲板 从航母出现直到50年代初，航母的飞行甲板都是直式的。其形状为矩形，防冲网把甲板分成前后两部分；前部供飞机起飞、停放用，后部则是飞机降落区。当防冲网放下时，前后两区合二为一，舰载机就能从舰尾向前做不用弹射器的自由测距滑跑起飞了。 随着喷气式飞机的上舰，直式甲板的局限性就显露出来了。50年代初，英国海军上校卡梅尔提出了斜角甲板设想，经试验后证明它有许多优点，遂成为现代航母的标准甲板样式。 斜角甲板分为两部分。舰前部直甲板为起飞区，后半部斜角甲板为着舰区，斜直相交处形成三角形停机区。斜式甲板的斜度以斜角甲板中线与航母首尾中线夹角来表示。斜角甲板的优点是着舰飞机未能钩住拦阻索时，可马上拉起复飞而不致于与前甲板停放的飞机相撞。另外，舰载机起飞和降落可同时进行。 ☆弹射器的工作 早期的螺旋桨式飞机由于起飞速度不大，可以轻易从甲板上自行滑跑起飞，但喷气式舰载机的重量和起飞速度急剧增大，只能通过弹射器起飞了。 1950年8月，英国在“英仙座”航母甲板中线上安装了一台动
弹射模型飞机的调整试飞 一、弹射飞行原理 弹射模型飞机是利用橡筋的弹性能量作为初始动力来放飞模型的。当模型获得橡筋的弹性能量后就会被弹射出去，模型爬升到最高点后在重力作用下转为下滑，模型在下滑时由于机翼翼型的作用，可以产生一定的升力，因此，会慢慢地滑翔飞行，在滑翔过程中若遇到上升气流，则可获得较长的留空时间。 二、航空模型技术常用术语 1.翼展——机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离。（穿过机身部分也计算在内） 2.机身全长——模型飞机最前端到最末端的直线距离 3.重心——模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心 4.尾力臂——机翼后缘到水平尾翼前缘的距离 5.翼型——机翼或尾翼的横剖面形状 6.前缘——翼型的最前端 7.后缘——翼型的最后端 8.翼弦——前后缘之间的连线 9.展弦比——翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长 三、模型飞机受力分析 1.升力——由机翼产生的向上作用力 机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加
大。这是造成机翼上下压力差的原因。 造成机翼上下流速变化的原因有两个： (1)不对称的翼型； (2)机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力。 2.重力G——与升力相反的向下作用力 3.拉力P——由发动机产生的向前作用力 4.阻力Q——由空气阻力产生的向后作用力 四、试飞前的检查 组装完成后，检查重心的位置,两边上反角是否对称，机翼、水平尾翼是否扭曲。垂直尾翼是否垂直，水平尾翼是否扭曲变形，机翼的安装角是否正确 五、测定重心位置 用两手指顶在两片机翼之间，找出能使飞机平衡的某点，再对照力学中重心位置。（机翼后缘向前，在机翼的40%处左右）如发现飞机的重心不在规定的位置上，应该进行重心调整。如果整机前（后）倾，应在机身尾部（头部）粘上电工胶布（配重）。如果整机左（右）倾，应将左（右）翼磨削。 六、试飞、分两个步骤 1 手掷试飞：也就是手投模型飞机，方法是用两手指抓住机身上重心稍靠后的位置，机头稍低于水平线，逆风，沿机身方向，将模型轻轻掷出（注意手掷模型时手臂不能划弧线，而是沿机身方向的直线方向，轻轻掷出）
Design and Simulation of an Electromagnetic Aircraft Launch System D Patterson, A Monti, C Brice, R Dougal, R Pettus, D Srinivas, K Dilipchandra (Department of Electrical Engineering University of South Carolina, Swearingen Center Columbia, SC 29208 USA ) E-mail 一patters on @ieee? org Abstract—This paper describes the basic design, refinement and verification using finite element analysis (FEA), and operational Simulation using the Virtual Test Bed (VTB), of a range of can didate lin ear machines for an electromagnetic aircraft launching system (EMALS) for the aircraft carrier of the future ? Choices of basic machine format, and procedures for determining basic dimensions are presented. A detailed design is presented for a permanent magnet version, and wou nd field coil and induetion machine versions are introduced ? The long armature 一short field geometry is discussed, and in particular the impact of this geometry on the scale of the power electronic drive system is preserHed. I.INTRODUCTION A.The Project Moder n ship desig ns are in creasi ngly moving towards the use of elec trici ty to distribute, control, and deliver energy for the multiplicity of on board needs ? This trend has already resulted in large direct drive electric machines for tracti on in commercial shipping ? In some signifies nt cases, includi ng traction, adoption in military applications is rather slower, because of the comparatively low achievable power, energy and torque, per unit volume and per unit mass，of electroechanical energy convers ion systems ? However the ben efits of controllability, robust ness, reliability, damage management, operational availabilit* reduced manning etc. are undeniable ? Whilst all actuation systems are under continuous investigation, there is a high level of interest in determining the feasibility of an electromagnetic aircraft launch system (EMALS) for aircraft carriers ? Studies are being carried out at the University of South Carolina (USC) to evaluate alternative design concepts and to determine their feasibility and comparative strengths. Simulation uses the Virtual Test Bed (VTB), a new environment for Simulation and virtual prototyping of power electronic systems that includes not only Simulation of system dynamics, but also solid modeling of the system and visualization of the system dynamics [1]. EMALS also represents a challenging test case for VTB itself ? Models of the different parts of the systems will be built up from the specifications and the characteristics given by U?S. Navy, and from engineering design principles ? B.The Challenge
印度第2艘国产航母排水量6.5万吨将装弹射器 核心提示：美国《防务新闻》网站28日报道称，印度国防部一名消息人士称，印度正计划建造名为“维萨尔”号的第二艘国产航母。该航母的排水量将达到6.5万吨。报道称，“维萨尔”号将会安装 蒸汽弹射器，也可以起降像预警机、空中加油机这样体积和重量都比较大的舰载机种。 资料图：目前还在缓慢建造中的印度首艘国产航母“维克兰特”号船身。 美国《防务新闻》网站28日报道称，尽管印度的首艘国产中型航母“维克兰特”号才完成了1/3的建造工程、交付日期也一拖再拖，但印度国防部一名消息人士称，印度正计划建造名为“维萨尔”号的第二艘国产航母。该航母的排水量将达到6.5万吨，比第一艘国产航母重近2.5万吨。报道称，“维萨尔”号将会安装蒸汽弹射器，不仅可起降战斗机、攻击机，也可以起降像预警机、空中加油机这样体积 和重量都比较大的舰载机种。 据报道，印度第二艘国产航母“维萨尔”号的设计和建造费用预计将会达到150亿美元以上。目前“维萨尔”号航母仍处于最初的设计论证阶段。这项工作正在印海军的某设计局中秘密进行。而印度方面已决定，“维萨尔”号的设计和建造全部由印度国内自行完成，不再寻求外界帮助。对于未来印度大型国产航母的舰载机选择问题，报道称，“维萨尔”号将会搭载比印海军目前使用的米格-29K更先进的战机，例如俄制苏-33和米格-35等。此外，一名印度海军官员称，印度国防与研究组织正在测试海军版的“光辉”(LCA)轻型战斗机，因而不排除大型国产航母搭载国产舰载机的可能性。《防务新闻》网站报道称，一旦印度第二艘国产航母“维萨尔”号列装和形成战斗力，将能实现印度多年来一直希望能有3艘航母同时在役的夙愿。 印度海军具有数十年装备和使用航母的传统。印度海军也是目前世界上少数在实战中运用航母作战的现代化海上军事力量。在上世纪80、90年代，印度海军曾同时拥有两艘轻型航母。目前，印度海军仅剩1艘轻型航母“维拉特”号在役。该航母原为英国海军的退役航母“竞技神”号，1986年印度耗资5000万英镑从英国购入。近年来，印海军多次对该航母进行升级和保养。但该航母已到了服役极限，计划将在2018年退役。而印度对新航母的渴望已经持续多年。2004年，印度与俄罗斯签订有关合同，协定将俄罗斯退役中型航母“戈尔什科夫海军元帅”号(印度命名为“维克拉马蒂亚”号)进行重新整修后交付 印度海军使用。但该舰的交付计划却一再推迟，预计最快在今年年底能正式交付印度。 印度的首艘国产航母也是命运多舛。2005年4月，“维克兰特”号的制造工程在印度西海岸的科钦船厂正式启动，当时预计该舰将于2012年服役。然而，根据目前的状况，印度首艘国产航母最早也 要到2015年才能服役。
C-13系列蒸汽弹射器数据及结构项目 型号C-13-0C-13-1C-13-2 Power stroke/ft (弹射行程) 249-10"309-83/4"306-9" blTrack length/ft (轨道行程)264-10"324-10" 324-10" shuttle&piston/lb (牵引器及活塞)63506350 6350 cylinder bore/in (汽缸内径) 181821 power stroke/ft3 (弹射容积) 91011481527（摘自美海军航空兵技术兵种培训资料） c-13-1： 全长：100m 动力冲程：84.5m 蒸汽压力：61kg/cm2 速度上限：22.7ton/148kn（273.8km/h） 重量上限：33.75ton/108kn（199.8km/h） c-13-2： 冲程：93.64m 轨道长：99.13m 活塞加牵引器：2883kg 气缸直径：533.4mm 冲程总容积：43239L 输出动能：134MJ(兆焦) 最大过载：<5g 弹射周期：45s 再弹间隔：60 弹射末速：165kn(305km/h)（以F/A-18E/F最大起飞重量29.8ton为例 （摘自国内一些论文） 蒸汽弹射系统组成结构： Steam System蒸汽系统 Launching Engine System弹射系统 Lubrication System润滑系统 Bridle Tensioning System预力系统 Hydraulic System液压系统 Retraction Engine System归位系统 Drive System驱动系统 Catapult Control System控制系统 起动系统：开缝汽缸/开口活塞筒体、活塞环、引出牵引部分、U型密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、
航空母舰的主要装置
起飞装置
蒸汽弹射起飞使用一个平的甲板作为飞机跑道。起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。在工作原理上，蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块，把与之相连的舰载机弹射出去的。它体积庞大，工作时要消耗大量蒸汽，功率浪费严重，只有约6%的蒸汽被利用。为制造和输送蒸汽，航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线，工作维护量惊人。它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机，现役的无人机因为重量轻，在弹射时机体会被加速度扯碎。
?? 蒸汽弹射起飞
蒸汽弹射有两种弹射方式：
一种是前轮牵引式弹射，美国海军1964年试验成功。舰载机的前轮支架装上拖曳杆，前轮就直接挂在了滑块上，弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。这样就不用8－10甲板人员挂拖索和捡拖索了。弹射时间缩短，飞机的方向安全性好，但这种舰载机的前轮要专门设计。美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。&nb sp;
另一种是拖索式弹射，顾名思义，就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞，这种弹射方式比较老，各方面都不如前者好，目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。拖索式弹射时，甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上，再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。弹射时，猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓，牵着飞机沿轨道迅速加速，在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板，拖索从飞机上脱落，滑块返回弹射器起点准备下一次工作。& nbsp;
斜板滑跳起飞
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斜板滑跳起飞
有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞，即把甲板的前头部分做成斜坡上翘，舰载机以一定的尚未达到其飞速度的速度滑跑后沿着上翘的斜坡冲出甲板，形成斜抛运动，在刚脱离母舰的一段（几十米）距离内继续在空中加速以达到起飞速度。这种起飞方式不需要复杂的弹射装置，但是飞机起飞时的重量不如蒸汽弹射起飞，使得舰载机的载油量、载弹量、航程以及作战半径等受到一定的制约。英国、意大利、印度和俄罗斯等国由于技术限制，无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器，所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。采用滑跃起飞舰载机的航空母舰在载机起飞时都必须以20节（36公里/小时）以上的速度逆风航行，以加大载机相对速度来帮助舰载机起飞。
垂直起飞
垂直起飞技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。它是从20世纪50年代末期开始发展的一项航空技术。英国、美国、俄罗斯的一些航空母舰采用这种技术。
使用垂直起降技术的飞机机动灵活，具有常规飞机无可比拟的优点：
首先，具有垂直起降能力的飞机不需要专门的机场和跑道，降低了使用成本。其次，垂直起降飞机只需要很小的平地就可以起飞和着陆，所以在战争中飞机可以分散配置，便于伪装，不易被敌方发现，大大提高了飞机的战场生存率。最后，由于垂直起降飞机即使在被毁坏的机场跑道上或者是前线的简易机场上也可以升空作战，所以出勤率也大幅提高，并且对敌方的打击具有很高的突然性。
但使用垂直起降技术的飞机同时也有许多重大的缺点：
首先是航程短，由于要实现垂直起降，飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%，这就使飞机的有效载荷大大受到限制，影响了飞机的载油量和航程。同时，飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态，耗油量极大，也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时，作战半径只有92公里。所以在实际使用中，“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式，以延长飞机的航程。因此，垂直起落
即将登场的航母电磁飞机弹射系统 这是名为《即将登场的航母电磁飞机弹射系统》一文摘录，配图也是里面的，来源网上。有兴趣的自己去搜全文，极好的科普文章 从线圈电磁炮的发展历史来看，其实阻碍电磁弹射器的现实化并不是线性电机本身，而是强大而稳定的瞬发能源。美国航母上采用90年代nasa为电磁炮，激光类武器发展的惯性储能装置发展而来的盘式交流发电机。新设计的盘式交流发电机重约8.7吨，如果不算附加安全壳体设备重量只有6.9吨。盘式交流发电机的转子采用绕水平轴向的旋转，转子重约5177公斤，使用镍铬铁的铸件经热处理而成，上面用镍铬钛合金箍固定2对扇形轴心磁场的钕铁硼永磁体，镍铬钛合金箍具有很大的弹性预应力，确保稳定固定高速旋转中的磁体。转子旋转速度为6400转/分，一个转子可存储121兆焦的能量，储能密度比蒸汽弹射器得储气罐高一倍多，一台弹射器由4台盘式交流发电机供电，安装时一般采用成对布置，转子反向旋转，减小因高速旋转飞轮带来的陀螺效应和单向扭矩。弹射一次仅使用每一台发电机所储备的能量的22.5%，让飞轮转盘的转动速度从6400转/分下降到5200转/分，能量消耗可以在弹射循环的45s间歇中从主动力输出中获得补充。4蓄能发电机结构可以允许弹射器在其中一台发电机没有工作的情况下正常使用，由于航母装备4台弹射器，每两台弹射器的动力组会安装到一起，集中管理并允许其动力交联，出现6台以上发电机故障而影响弹射几率每300年才会重复一次。盘式交流发电机采用双定子设计，分别处于盘的两侧，每一个定子由280个线圈绕组的放射性槽构成，槽间是支撑结构和液体冷却板，由于采用双定子结构，每台发电机输出电源是6相的，最大输出电压1700伏，峰值电流高达6400安培，输出的匹配载荷为8.16万千瓦，输出为2133-1735赫兹的变频交流电。盘式储能交流发电机的设计效率为89.3%，这已经通过缩比模型验证，也就是说每一次弹射将会有127千瓦的能量以热量形式消耗掉了，发电机的定子线圈的电阻仅有8.6毫欧，这么大的功率会迅速将定子线圈加温数百度，所以设计了定子强制冷却。冷却板布置在定子的外侧，铸铝板上安转不锈钢管，内充WEG 混合液，采用流量为151升/分的泵强制散热，根据1/2模型试验测试所知，可以保证45s循环内铜芯温度稳定在84摄氏度，冷却板表面温度61度。 真正最为关键，技术难度最大的部件是高功率的循环变频器，这个技术是电磁弹射器的真正技术瓶颈，EMALS现在正处于关键性部件工程验证阶段，循环变频器仅仅是完成了计算机模拟，还没有开始发展工程样品，从设计而言，循环变频器是一个多路的桥式电路通过串联或者并联多路桥式电路来获得叠加和控制功率输出，他不使用开关和串联电容器，省略了电流分享电抗器，实现了完全数字化管理的无电弧的电能源变频管理输出。她每一相的输出能力为0到1520伏，峰值电流6400安培，可变化频率为0-644赫兹。循环变频器设计非常复杂，它不仅需要将4台交流发电机的24相输入电能准确的将正确的相位输入到正确的模块端口，还必须准确的管理298个直线电机的电磁模块，在滑动组运行到来前0.35秒内让电磁体充电，而在滑组经过后0.2秒之内停止送电并将电能输送到下一个模块。循环变频器工作时间虽然不长，每次弹射仅需工作10-15秒，但热耗
美国现服役的11艘航母 1，企业号（CVN-65）核动力航空母舰。 企业号航母是世界上第一艘核动力航空母舰，它的问世，使航空母舰的发展进入了新纪元。企业号是在1958年2月4日开工，1960年时下水，1961年11月25日正式完工服役。 该舰排水量85,600吨，全长342米，舷宽40米，最大甲板宽76米。武器装备为3座雷声（Raytheon)Mk298联装发射装置导弹、“北约海麻雀"(NATOSeaSparrow）对空导弹、3座（GE/GD)Mk156管20毫米“火神密集阵”（VulcanPhalanx）炮，。一般配备20架F-14“雄猫”（Tomcat）36架F/A-18“大黄蜂”（Hornet),4架EA-6B“徘徊者”（Prowler),4架E-2C“鹰眼”（Hawkeye),8架S-3A/B“北欧海盗”（Viking),4架SH-60F和2架HH-60“海鹰”（Seahawk). 服役35年来，“企业”号为美国海军立下了“汗马功劳”，多次被派往敏感地区和冲突地区，应付突发事件。1962年8月古巴导弹危机时，“企业”号曾参与美国海军封锁古巴的行动。1964年，‘企业’号进行了史无前例的环球航行，途中无需加油和再补给，历时64天，总航程3多海里，充分显示了核动力的巨大续航力。越战期间，，“企业”号曾参与越战的空袭行动，并参与1975年的西贡撤退。1969年1月14日是“企业”号的灾难日，它的飞行甲板突然发生火灾意外并引爆9枚五百磅炸弹，飞行甲板被炸出三个大洞，内部也受创不轻，幸好在数小时抢救后扑灭火势并自力返航，之后的修复作业耗时三个月。2001年9月11日美国本土遭到恐怖份子猛烈攻击时，“企业”号正准备结束在中东的巡航返国，不过立刻被留在当地，并参与了日后阿富汗战争的“持久自由“（Operation Enduring Freedom）作战行动。这艘颠簸半生的“企业”号预定在2013年除役，被新世代核动力航空母舰CVNX的第一艘取代，届时“企业”号已在海上奔驰了52年。 2，尼米兹号(CVN 68) 航空母舰。 尼米兹号航母是一系列尼米兹级核动力航空母舰的首舰。该舰于1972年5月13日正式下水，
航空母舰知识大全 美国海军想向人们展示其实力时，就会派出它的超级航空母舰。这种舰艇水上部分有20层楼高，从船首到船尾的长度达333米，如果竖起来的话，相当于足有77层的克莱斯勒大厦，这些船舰的庞大体形让人望而生畏。但超级航母真正令人惊异的地方并非体积，而是其飞行甲板的紧张场面。当船员全部行动起来时，平均只要 25 秒钟就可起飞或降落一架飞机，所有工作都是在普通起落跑道的局促空间内完成的。 在本文中，我们将会详细介绍美国海军现在服役的尼米兹级航空母舰。我们将会了解到在不同的甲板上都有哪些东西，深入观察这个用于飞机起降的庞然大物，并稍微了解一下在这个漂浮着的巨大基地上的日常生活。我们将看到，这种现代航空母舰是人类历史上最惊人的载具之一。 从最基本的层面来说，航空母舰也不过是一艘船，只是配备了一个飞行甲板——这是一个起落区，用于起飞和降落飞机。这种概念几乎可以追溯到飞机的诞生年代。莱特兄弟于1903年进行了历史性飞翔，此后10年里，美国、英国和德国都开始在搭载于巡洋舰的平台上进行试飞。试验取得了巨大成功，多国海军开始改造现役战舰，实现这种用途。有了这种新型载具，军队就可以将只能短程飞行的飞机运到世界各地。
航空母舰在第一次世界大战时并没有发挥多大作用，但在第二次世界大战中却成了空战主力。例如，日军发动的1941年珍珠港攻击就是依靠航空母舰派出的飞机。今天，超级航空母舰几乎成为美国军队所有重要军事行动的关键部分。虽然航空母舰本身作为武器来说并不是很重要，但它所运输的空中力量可能决定战争的胜负。 在战争中使用空中力量的一个主要障碍，在于如何让战斗机飞到目的地。为了在国外地区维持一个空军基地，美国（或者任何国家）必须与东道主国签订特殊协议，并且必须遵守该国的规定，而这些规定会随时间变化。不消说，这在某些国家可能是极其困难的。 国际航行自由法规定，航空母舰和其他军舰几乎在所有海域均被视为主权领土。只要舰船不是太靠近其他国家的海岸，船员就可以像在本国一样行动。因此，虽然美国军队需要与外国签订特殊协议才能设置地面军事基地，却可以将航母战群（集结一艘航空母舰和6到8艘其他军舰）自由移动到世界各地，就像是美国领土的一小部分。轰炸机、战斗机和其他飞机可以飞入敌占区执行各种任务，然后返回相对安全的航母群基地。在多数情况下，海军可以不断补充（再补给）航母群，使其能够无限期地保持在配属位置。 航空母舰的航行速度可以超过64公里/小时，使其能够在几周内抵达任何海域。美国目前有6个航母群位于世界各地，可以随时候命投入行动。 美国尼米兹级超级航母有大约10亿个部件，是地球上最复杂的机械系统之一。但是在概念层面上，它们却是非常简单的。它们的基本任务只有四种： 跨海运输各种飞机 飞机的起飞与降落 作为军事行动的移动指挥中心 为工作人员提供居所 为完成这些任务，航空母舰需要结合作为一艘船舰的各种元素，它是一个空军基地，也是一座小城市。其中包括： 飞行甲板，在船顶部的一个平坦的平面，可用于飞机的起飞和降落 机库甲板，位于甲板下方的一个区域，暂时不用的飞机就放在那里 导航室，在飞行甲板顶部的一个建筑，指挥官可以在那里指挥飞行和船只的运作 船员生活和工作的房间 动力装置和推进系统，用于为航母的航行提供动力，并为整艘船发电 其它各种系统，用于提供食物和淡水，以及处理所有城市都要解决的问题，例如污水、垃圾和邮件，以及基于航母的广播、电视台和报纸 船体，在水面上漂浮的舰船主体 下图显示了这么多部件是如何组合在一起的。
中国航母可以干什么 近日央视新闻报道中的一个画面，意外出现疑似航母弹射装置实验系统。从图片中可以看到，一条轨道从蓝色房子中延伸出来，在轨道上有疑似滑块的设备。这与美国和法国已经装备的航母弹射器外观近似，类似的装置也只能用于航母弹射，因此可以判定未来中国航母很可能会装备舰载机弹射器。 世界上具备研制和生产蒸汽动力舰载机弹射器的国家 迄今为止只有美国，同时美国也是第一个研发及使用电磁舰载机弹射器的国家。除了美国，现在仅有法国航母装备了弹射器，当然其供应商也是美国。如果中国完成弹射器的研发，那么将会是世界上第二个研发及生产舰载机弹射器的国家，即便是前苏联也未曾完成这项重要装备的研发和生产。由于弹射器能使航母的战斗力倍增，中国在这方面的突破是里程碑式的。 当然我们必须注意到，研发建造武器装备决不是一场为了科研而科研的技术行为，尤其是航母这种大型主战装备，早在建造阶段就应该已经完成了对其功能的规划。在美国海军的装备序列中，航空母舰是争夺大洋制海权的主战兵器，同时也是对滨海国家实施攻击的主要作战平台。前苏联建造
航空母舰之初，主要定位于在核战争中为核潜艇提供水面掩护的机动作战平台。中国在这方面暂时没有一个明确的军事定义，不过从中国现在所处的安全形势来看，中国的航母其实更类似于一战前要塞舰队的旗舰角色。 海权论的发明者、美国海军将领和军事理论家阿尔弗雷德塞耶?马汉（AIfredThayer Mahan）最先提出了所谓要塞舰队的理念，指的是一种几乎只在岸基火力支援范围内作战的海军。马汉本人认为要塞舰队理念落后，限制了海军的机动能力，并且无法完成对海权的控制。不过从当时的技术水平来看，实际上海军舰队缺乏进攻海岸线坚固要塞的能力，从南北战争的经验来看舰队进攻要塞无异于自杀。当然随着海军火力的提高，要塞在战列舰面前完全不堪一击。鸦片战争中中国要塞对英国海军几乎毫无抵抗能力，甲午海战和日俄战争也证明了坚固的要塞无法抵御来自海上的攻击，此后要塞舰队这个名词几乎被扫入历史的垃圾堆中。然而美国海军退役指挥官卡尔?舒斯特去年却在《海军学会会刊》上发文称中国可能利用岸基反舰弹道导弹建立反介入区，让航母在该区域内充当快速反应平台，他认为这是新时代新技术条件下的“要塞舰队”理念的回潮。 尽管国内理论界对此颇有批评，却也不能否认舒斯特的见解颇符合现实。中国现在奉行积极防御战略，没有苏联全球争霸的意图和实力。中国的核潜艇数量并不多，并未像苏
航母弹射飞机起飞 目前，航母弹射飞机起飞的装置，使用最多的还是蒸汽弹射装置。考虑弹射问题，做了一点点初步的估算。这仅仅是一个粗线条的概算，有关结果，可能提供参考。 1，弹射过程加速度估算： 弹射末速度80 米/ 秒，相当时速288公里（160节），假设弹射加速长度100米（美国C—13—2弹射器）， 按照V = (2aS)EXP0.5公式计算， 80 米/ 秒＝（2a100米）EXP0.5 加速度 a ＝32 米/ 秒2＝3.26 g （此处的g代表重力加速度，g ＝9.8米/ 秒2） 2，弹射运动时间估算： S = 0.5at2 S = 100米，a = 32 米/ 秒2 ，t = 2.6 秒 3，弹射过程功率估算： 30吨飞机，加速度为1g情况下需要30吨即30000公斤弹射力，100米弹射距离，做功3000000公斤米。弹射时间粗略视为3秒，则功率1000000公斤米/ 秒＝13300马力（9790千瓦）。实际上弹射需要的加速度超过3g（按照前面1的估算），相应的功率约为3万千瓦。
一艘航母配备两条到四条弹射道，2－4个弹射器，最紧张时，四个弹射器都要投入工作。 4，弹射力估算： 弹射加速度a = 32 米/ 秒2 ，被弹射飞机起飞重量30吨情况下，由于弹射加速度a = 32 米/ 秒2 = 3.27 g，弹射力为30吨X 3.27 = 98吨。 5，美国C—13—2弹射器，轨道长度324英尺（99米），冲程306英尺（93米），气缸直径21英寸，冲程容积1527立方英尺，活塞与牵引器重量6350磅，里根号航母装备四套。蒸汽弹射 器每次弹射最大输出能量可达到95兆焦耳（95兆瓦秒，若弹 射在3秒内完成，则功率为32000千瓦，此数值与前面3的估 算结果接近），弹射器最短工作周期为45秒，平均每次弹射 耗用近700公斤蒸汽。 6，弹射气缸蒸汽压力估算： 设弹射力为98 吨，弹射气缸活塞直径为21 英寸（美国C—13 —2弹射器情况），换算为公制，活塞直径为21 X 2.54 = 53.3 厘米，活塞面积为2231 厘米2，使用双气缸，活塞面积加倍， 弹射蒸汽压强应当是22 公斤/ 厘米2，按照过去习惯的单位 就是22 大气压。工程上，22 大气压的参数，对于航母弹射装 置所需要的锅炉以及气缸，从技术层面来看是能够实现的。 下面是弹射器剖面示意图和实际结构照片。
即将登场的航母电磁飞机弹射系统 院系： 班级： 学号： 学生姓名：
火炮、火箭等发射装置大多属于化学发射器,它们在军事领域占有重要的地位。随着科学技术的发展, 产生了电磁发射技术EML ( Elect romagneticLaunch) 。电磁推进技术的原理早在19 世纪初就已有人提出,后经过几十年的探索与研究,人们相继研制出了各种电磁感应原理的直线发射装置或模型,但由于受相关研究领域技术的影响,上述模型的性能距工程实用尚存在着较大的差距。70 年代以后,超大功率脉冲技术和电子技术的飞速发展使电磁发射技术有了重大突破。1978 年澳大利亚的马歇尔等人用550MJ单极发电机作为电源和采用等离子体电枢在5m长的导轨炮上把3 g重的聚碳酸脂弹丸加速到了5. 9km/ s 的初速度。这个具有划时代意义的研究成果证明了用电磁力可以把较重的弹丸推进到高速的可能性,使世界各地的科学家受到极大的鼓舞和启发,由此也将电磁发射技术的研究推向了一个新阶段。 直线电磁发射器(又叫电炮) 按照其工作原理或工作方式可分为导轨型、线圈型和重接型。在线圈型原理的基础上,又发展出了电磁弹射技术。 一弹射器的原理和发展前景 1 线圈型电磁发射器的原理和特点 线圈型电磁发射器早期又称“同轴加速器”,一般是指用序列脉冲或交流电流产生运动磁场从而驱动带有线圈的弹丸或磁性材料弹丸的发射装置。由于工作的机理是利用驱动线圈和被加速物体之间的耦合磁场,因此线圈型电磁发射器的本质可以理解成直线电动机。 一个简单结构的线圈型电磁发射器的模型如图
1a 所示。一单匝的驱动线圈和一发射线圈同轴排列。发射线圈上以永磁或电励磁方式建立一恒定磁场,两个线圈之间的互感M 如图1b 所示。当驱动线圈中通以图1c 规律的电流时,发射线圈上始终要受到一个轴向力F ,从而使其加速,沿着X 轴的正方向前进。 一般地,为了减少加速力F 的波动和延长其加速行程,上述的驱动线圈和发射线圈都做成多匝结构,一个多匝线圈型电磁发射器的原理结构示意图如图2 所示。根据发射线圈上磁场的形成机理和驱动线圈的结构与控制方式,线圈型电磁发射器可分为多种类型,相应的特点如下表所示. 美国海军航母目前使用的飞机蒸汽弹射器不仅体积笨重、噪音大，而且能量效率
[资料共享]（转贴）大型航母之关键技术－－蒸汽弹射器 从技术分类的角度看，航母舰载机的起飞方式是一种边缘学科．边缘学科最大的特点是把两种或更多种不同的成熟技术结合在一起形成实用技术，中国虽然没有航母及舰载机的使用经验，但通过几十年来军内外专家的全心关注，人们已经对航母及舰载机起飞方式比较熟悉了，对许多关心国防建设的读者来说，只要是对航空技术和舰船方面有一定的了解，边缘学科的这种特点就导致他们能对舰载机的起飞方式作出比较专业的分析和评价，专家更不例外。从近年来发表在军事刊物上关于舰载机起飞的文章及网上帖子可以看出．关于舰载机弹射起飞和滑跃起飞优缺点的分析已经到了面面俱到的程度，但也正是由于边缘学科的这种特点，在弹射起飞与滑跃起飞谁优谁劣的争论上“仁者见仁，智者见智”情况也就显得特别的突出。就目前情况来看，认为弹射起飞好的观点已经占了上风，但支持滑跃起飞的观点仍然有挖掘不尽的“活力”，往往会使支持弹射的一方产生“底气”不足的感觉。在航母发展的初期，弹射器研制者和海军中一些有远见的军人在向美国海军推荐航母弹射器时曾列出弹射起飞有如下好处·使小型航母能起飞重型飞机、可提高航母飞行甲板的载机数量、可简化飞行作业程序、可以节省燃油增加飞机的航程、能使飞机在横甲板风和零风速时顺利起飞、为设计高性能飞机创造了条件。本文就从这几点出发，再结合这几年关于两种起飞方式的评论对这个话题进行一番总结讨论，以期使朋友们对这两种起飞方式的优劣长短能有个全面和整体的认识。 起飞方式在舰载机具体设计上的影响 在探索滑跃起飞的初级阶段，出现的最大误区就是认为滑跃起飞舰载机结构可以避开弹射起飞的结构加强，重量相对轻，一些西方国家的媒体就曾把这一点当成是滑跃起飞优越性的最大筹码，这并不完全是西方国家的误导，美国波音公司在确定F一32的布局时也曾犯过类似的错误，公司中的专家轻易就得出了短距(滑跃)起飞／垂直降落方案将会在控制飞机
揭秘“瓦良格”号航母归国背后的故事 军工圈对外军购向来是涉及政治、外交和军事多种 关系的敏感事项，尤其重大军购项目背后，往往隐藏极其艰 苦的谈判拉锯和复杂多变的操作手法。绝非一则消息看上去 那样简单和顺理成章。“穗救201”轮拖带瓦良格航母“在所有去中国的‘慢船''中，瓦良格号一定是最慢的之一。2001 年7 月，路透社记者博尔顿这么写道。“慢船去中国”是句西方谚语，比喻世上最漫长的路途。博尔顿写下这 句话时，瓦良格号已在黑海被困整整一年，无法通过土耳其 海峡。对这艘前苏联时代的航母而言，来华路上遇见了太多 考验--土耳其的阻挠、爱琴海的风浪以及充满变数的航道-- 直到2002 年3 月，锈迹斑斑的瓦良格号才割破浓雾，驶入大连港。从乌克兰到中国，预计60 天的航程最终走了627 天；如果从1991 年瓦良格号进入中国海军的视野开始算 起，这段包含无数讨价还价反复拉锯的特殊“买卖”花费了 11年。2012 年，还是在大连，由瓦良格号改建而成的“辽宁舰”正式交付海军，成为我国第一艘航空母舰。当年11月，歼-15在崭新的中国航母上起降成功。如果上溯至解放军首次组织航母专题论证的1970 年，航母进入中国海军序列的历程超过40 年。和锈迹一同被时光吞噬的，是漫长复杂的论证、研讨、争取和堪称戏剧化的购船过程；
考虑到航母项目的特殊性，亲历者们大多沉默已久。随着“辽宁舰”揭开面纱，多位曾助力航母来华的幕后人物首次接受南方周末详细采访，共同讲述这个“慢船来中国”的故事。中船重工半路接手这是购买瓦良格的过程中，中国方面第一次集中动员国家力量介入“我想起了当年无数次来到伊斯坦布尔-- 与中方代表商讨、向土耳其政府申请通过海峡许可的日子。”年过花甲的迪莫曼斯（JoopTimmermans）告诉南方周末记者，“对于ITC（荷兰国际运输合约公司）来说，（拖运）瓦良格号是一项既有趣又极富挑战性的工作，尤其是时隔多年后回头去看。”1999年5月，当ITC 旗 下的SABLECAPE 号拖船抵达乌克兰尼古拉耶夫船厂时，迪莫曼斯正是公司总经理。ITC 从此与瓦良格号的命运捆绑在一起，而推动瓦良格号顺利完成航程，也成为迪莫曼斯此后 近3 年的主要任务。事情似乎从开始就不太顺利。SABLECAPE 号静候了6 个月后，ITC 与瓦良格号买主、澳门创律旅游娱乐有限公司（下简称“创律” ）的合同被取消了。一位知情人士透露，1998 年创律买下瓦良格号后，发生资金问题，影响到了船只归国。仅是停在船厂接受代管的每天5000 美元费用就令创律方面无法承受，正考虑将它转手卖给韩国、日本等国。得知这一情况后，有关部门拘留、控制住了所有经手人员，将船没收。在国务院专门召开的会
65 拦阻装置的技术发展 航母上的拦阻装置是实现舰载机在飞行甲板有限长度内安全着舰的特种重要设备。其“原理”就是在最短的时间和距离内吸收掉着舰舰载机的动能，使其迅速减速并在有限的航母斜角甲板的着舰区内安全停下来。航母上的拦阻装置分为拦阻索和拦阻网，前者在日常情况下使用，后者则是在舰载机油料不足无法复飞、尾钩故障断裂或无法放下、舰载机受伤等紧急情况下着舰所使用的应急拦阻着舰装置。拦阻装置的使用始于1911年，到现在已有超过百年的发展历史，先后发展过重力式（Mk1型）、摩擦制动式（Mk2型）、液压式（Mk3型、Mk4型、Mk5型）、液压缓冲式（Mk7型）、涡轮电力式等几种类型。其中液压缓冲拦阻装置是目前所有现役航母使用的唯一一种拦阻装置。 1930年美国海军航空局在诺福克海军船厂设计并建造了第一部试验用液压型拦阻装置，并进行了试验。该装置经过不 断地改进后，发展成为今天拦阻装置的基本状态。在这部液压 型拦阻装置基础上改进定型的Mk3型拦阻装置安装到了CV-2“列克星敦”号、CV-3“萨拉托加”号和CV-4“突击者”号航母上。随后发展的Mk4型拦阻装置拦阻能力更强，能够拦阻重约5吨、速度113千米/小时的舰载机，在二战中美国航母上大量 使用，包括“列克星敦”级、“突击者”级、“约克城”级、“黄蜂”级、前10艘“埃塞克斯”级这些舰队航母和“独立”级轻型航母，以及大量建造的“博格”级、“桑加蒙”级、“卡萨布兰卡”级、“科芒斯曼特湾”级护航航母。此外，大量的Mk4型拦阻装置还安装在IX-64“狼獾”号和IX-81“黑貂”号内湖训练舰上和各航空站中，用于二战中大量舰载机飞行员的起降训练。随后出现的Mk5型的拦阻能力提升到了可拦阻13.6吨重、以144.5千米/小时降落的飞机，在美国部分航母上换装。 Mk7型以及Mk7Ⅱ和Mk7Ⅲ型拦阻装置是装在战后攻击 型航母（CVA ）、CVN-65“企业”号和“尼米兹”级超级航母上，拦 ◎1911年1月18日，美国的尤金·埃利（Eugene Ely ）驾 驶寇蒂斯双翼机降落在“宾夕法尼亚”号巡洋舰上，完成了人类历史飞机在水面舰艇上的首次降落。在“宾”舰的木质降落甲板上每隔0.91米布设有22组拦阻索，每组拦阻索的两端系着22.68千克重的沙袋。同时，埃利驾驶的双翼机上安装有3组钩子，飞机滑行降落时钩子就会钩住拦阻索来减速制动 微观航母之拦阻装置 文/希弦 知识园地 兵器知识2015年1期
航母弹射器[英] the catapult for aircraft carrier 航空母舰弹射器弹射情景 简介 滑梭是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板上的零件。飞机前面的 航母弹射器 甲板下，有两个平行圆筒，每个至少长45米，筒中的活塞与所有滑梭相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出，增压后输入滑梭。飞机起飞时开足马力，但被位持器扣住。蒸汽弹射器一启动，飞机引擎的动力加上蒸汽压力，使钢圈断开，飞机前冲，在45米距离内达到时速250千米。飞机弹射起飞脱离滑梭后，活塞前端的注管就落入水池，在几米的距离内停顿，滑梭移回原位，推动另一架飞机起飞。母舰上每个蒸汽弹射器每分钟可推动两架飞机起飞。通常航空母舰最多装设4个蒸汽弹射器。 主要构件 包括三部分： （1）弹射器做动系统：开口活塞筒体、活塞环、引出牵引部分、U型密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪、压力传感器。 （2）弹射器附属系统：海水淡化设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置。 （3）弹射器控制系统和导流板。 2具体介绍编辑海水淡化设备及贮水池 航母即使没有弹射器(如采用滑跃起飞的)，也有海水淡化设备及贮水池，因为生活用水、机器用水也需要淡水，从陆地上补给淡水只是一些近海防卫型护卫舰的办法。有了海水淡化装置，军舰远洋作战能力大大增强，对补给依赖低，而航母是远洋型军舰，不能没有海水淡化装置。有弹射器的航母，不仅生活淡水消耗量大，而且弹射器消耗量更大，根据美军记录：每起飞一架飞机，约消耗1吨淡水。目前，海水淡化技术比较成功的有低压蒸馏及膜透法。其中膜透法已广泛用于民用海水淡化水厂。当然，有了淡化设备还必须有贮水池，用于贮备淡水。 高压水泵和加热装置 高压水泵的用途是把淡水从贮水池中抽入锅炉，以抵消释放蒸汽而消耗的淡水。由于锅炉在使用时压力很高，高压水泵必须有很高的压力才能把水补充进去，所以高压水泵不仅要有强大的动力以形成很高的压强，而且要有很高的抗压性，对轧钢和焊接工艺提出很高的要求。高压水泵是根据锅炉内淡水量的多少自动补充的，不过早期的是手动控制的，显得比较落后。锅炉是提供蒸汽的设备，实际上锅炉就是一个储能装置，民用的锅炉比较多，航母用的锅炉原理上与民用没什么区别，但航母的锅炉更大、耐压性能更高，安全标准更高。即使如此，美国与英国航母还是发生过锅炉爆炸和烫死人的事故。高压锅炉对水质的要求也高，高盐、高硬度的海水根本不能进入锅炉。锅炉工作时要消耗大量蒸汽，如果以最小间隔进行弹射，需要消耗航母锅炉20%的蒸汽。 加热装置很多，美国现役核动力航母都是利用反应堆加热，以保证其有足够的能量释放给弹射器。加热装置也是受控的，但在战争时期锅炉是不能熄火的，以保证紧急情况下随时起飞飞机。不能熄火，就意味着锅炉随时消耗大量的能源，如果是常规动力航母，其燃料费用十分巨大。美军之所以发展核动力航母，也是为了在经济上节省能源开支，毕竟从长期来看，核动力运行成本较便宜。三、开口活塞筒体、活塞、引出牵引部分和U型密封条航母所用的弹射器早期采用闭口活塞，不过需要一个非常长的动力传动杆把蒸汽能量传给需起飞的飞机，由于几十米长（近百米）的传动杆中间无支点，导致存在传动杆下垂现象，而且会经常把传动杆顶弯的事故发生。后来工程技术人员把传动杆推力改为拉力起飞，解决了这个问题，但发现活塞与传动杆连在一起重量实在太重（大部分重量是传动杆），由于起飞时间短，