大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于电磁发射器亮相航展的问题,于是小编就整理了2个相关介绍电磁发射器亮相航展的解答,让我们一起看看吧。
能不能发展出可以垂直弹射舰载机的航母?
谢邀!
弹射系统的发展背景
图为美国F-18“超级大黄蜂”弹射起飞
航空母舰问世之初并没有弹射系统,但是存在一个弊端,那就是当战斗机起飞时很容易被侦察到,航母战斗群会因此而受到毁灭性打击,这就牵涉到一个很原始的作战逻辑问题:“先发现海上敌军,而后再进行打击。”
图为美国E-2“鹰眼”舰载预警机起飞前
近年,随着科技的飞速发展,空天卫星和各型先进雷达相继入役,舰载预警机也早已成为航母战斗群的“天眼”,具有不可替代性,由此,预警机的上舰就大大凸显出弹射器的重大作用。
航母舰载机起飞方式
图为美国航母甲板的蒸汽弹射滑道
目前,航母舰载机的起飞方式只有滑越甲板式和蒸汽弹射式(电磁弹射技术尚不成熟),一直以来,关于孰好孰坏的争论从未停止。有人说滑跃甲板式起飞节省内部空间,因为蒸汽弹射占用的空间至少可以加放8-10架舰载机,在同等吨位航母的情况下,战斗力并不弱于蒸汽弹射,只是作战效能相对偏低一些。
我们暂且抛开以上两种起飞方式,探讨一下能否发展出第三种作战效能更高的具有垂直弹射系统航母呢?答案是可以发展出来,只是难度极大!(以下解析均为个人观点,科技的创新从来都是天马行空!)
战机姿态控制问题
图为中国歼-15降落瞬间
假设在一艘航母上已经装配了试验型垂直弹射系统,以歼-15战机为例,弹射系统所发出的力相对于舰载机而言属于外力。当弹射系统把空重质量约为18吨的歼-15快速弹射出去时,歼-15在被弹射到空中之后如何瞬间控制飞行姿态是一个很大的技术问题,一旦出现弹射误差,后果无法想象,除非彻底改变现有战机的气动外形。
战机战力被削减问题
图为中国第三款五代隐身战机歼-18“红鹰”
我们以美国的F-35B和中国的歼-18“红鹰”战机为例,F-35B型战机是一款单发单座五代隐身战机,歼-18“红鹰”战机是一款单座双发的五代隐身战机,两款战机均具备短距起降和垂直升降的能力。
垂直升降具有耗油量大、载弹量小、操作难度高、维护频繁等缺点,同理,垂直弹射系统也存在类似问题,如果战机被瞬间弹射升空,从载弹量和操作难度情况来看远远大于蒸汽弹射或电磁弹射,当前的技术还远远不能攻克,未来则存在极大的可能。
新一代战机材质问题
图为F/A-18F满挂10枚GBU-32型制导炸弹
目前,世界各国现役的战机所使用的技术材料主要包括铝合金、特种钢铁和钛合金,虽然这些金属具有高强的耐腐性、抗疲劳性等特点,但是,面对垂直弹射系统巨大的弹力(蒸汽弹射最大值为35吨),战机机体结构能否经受得住是个很大的问题,如果未来有最新型的复合材料问世能解决受力问题,那垂直弹射系统将会成为现实。
纵观世界航空母舰发展史,我们了解到航母在雏形发展时期的舰载飞机起飞方法,是通过战舰上的吊车将船上具有滑水板的飞机吊入海面上,随后飞机在海上起飞。
第二次大战时期,交战国海军的航空母舰采用了直通型甲板,在准备起飞时把航向设定成逆风形势,这样有助于飞机起飞。同时,飞机开足马力时会在航母甲板另一端边缘被牢牢固定住,起飞命令确认后接触固定,飞机就能迎着风在甲板上获得足够的滑跑距离飞向天空。
再到现代,世界航空母舰舰载飞机的起飞方式发展成了两股潮流,即滑跃式起飞和弹射式起飞。前者是,在航空母舰甲板前段设计成12度的高坡,让战斗机在跑道另一端加速滑行至高坡上就能顺势起飞,但要求舰载飞机拥有很强的动力才能完成滑跃起飞。滑跃起飞装置的好处就是结构简单方便维修,滑跃起飞的飞机还不容易坠到海里。目前滑跃起飞的代表航母是英国皇家海军的“伊丽莎白女王号”、中国“辽宁号”航空母舰和俄罗斯“库兹涅佐夫海军上将号”航空母舰。
后者在起飞初速上更有优势,更容易将战斗机短时间内弹射出去。蒸汽弹射器一般是由近百米长蒸汽活塞筒,循环回返车和拖车等设备构成。舰载飞机在飞行准备时,该弹射器外露于甲板的循环回返车会链接飞机前轮的弹射钩。这时甲板下方的蒸汽活塞筒依靠蒸汽缸内产生的强大蒸汽推力蓄势待发,飞机要起飞时,蒸汽活塞筒瞬间加压带动甲板上的循环回返车拉动战斗机快速滑行,舰载飞机在这时通过弹射器得到了最高每小时350公里的飞行速度,使其顺利飞行。目前该技术只在美国海军航空母舰和法国海军的“戴高乐”号航空母舰上装备。
还有一种广受讨论的垂直舰载弹射器。但从当今人类所掌握的技术来看,“垂直”概念同“弹射”概念本身就有矛盾。
我们通过美军F-35B STOVL垂直起降版隐身战斗机能看出,战斗机在垂直起飞的过程中要受发动机的推力和机背气动布局所影响,导致这一过程十分缓慢。但是蒸汽弹射或者是未来的电磁弹射能在一瞬间将战斗机成功送到天空,因此可以得出这样一种结论,那就是快速于慢速、缓慢和急促在目前我们的常识中存在冲突。
而且垂直弹射需要更大的弹射力度才能瞬间将飞行器“扔出”,但以人类只能承受9G过载的能力而言不现实,所以这种弹射只能像拥有强大推力的火箭一样不断加速,让飞行员逐渐适应。这样一来,对本身讲究快速升空作战的航母而言彻底沦为鸡肋。而且纵使人类可以忍受瞬间强大过载,垂直弹射也需要产生数倍于水平方向弹射的能量,很多国家蒸汽弹射器都造不出来,更不用提这种技术了。
脑洞挺大啊!以为是打炮或者发射导弹呢?垂直弹射舰载机?把舰载机垂直着送到起飞速度?
有几个问题,第一,垂直弹射舰载机,舰载机难道是头朝天地在飞行甲板上待命?然后一切做好准备,嗖的一下被垂直向上送到起飞速度?飞行甲板上需要有像蜂巢那样地东西吗?一个地方放一架舰载机?
这样的舰载机在飞行甲板上固定,估计舰载机的结构还得做些改变吧?要不这弹射器可能就复杂了,舰载机在飞行甲板上着舰的时候,恐怕也不能采用当前的阻拦着舰方式了,是不是还得屁股朝下地回来?就像马斯克回收火箭一样。
第二个问题,这种垂直弹射舰载机的方式,恐怕有人舰载机是不要想了。因为弹射冲程太短,现在的蒸汽弹射器、电磁弹射器冲程大概在100米左右,飞行甲板上垂直弹射能有多少米的冲程?通过飞行甲板下的机构设计,能到米级就不错了,在如此短的冲程里,要想达到舰载机的起飞速度,意味着加速度必须远远大于当前的弹射器。
还记得我们的杨利伟航天员第一次随飞船被火箭送上太空的情形吗?火箭的加速度太大,人是受不了的,航天员训练的最大加速度是8g,比飞行员能够承受的加速度要大得多,即便以这个加速度给舰载机加速,在1米左右的冲程里,舰载机仍远远到不了起飞速度。所以,加速度必须继续大幅提升,这就不是人类能够承受的了……
这就是说,如果要搞垂直弹射的舰载机,必须是无人机,弹射器的功率密度必须比现有的蒸汽、电磁弹射器高得多得多!瞬间让舰载机达到起飞速度……这舰载机的机体强度恐怕也得比现有的舰载机高出好多,不然的话,弹射器的着力点可能会导致舰载机解体……
然而,这种航母到底有什么优势呢?为什么要把它弄成这样的呢?我看没啥优势,不适用,因此,即便技术能够做出这种航母,也不会有国家这么做。
想法很美好,现实有点小残酷,但是一个技术突破后就会容易很多!
这个问题其实是很多人都考虑过的,如果能够实现垂直弹射舰载机,那就不需要加班了。以前的武库舰、半潜船、甚至核潜艇是不是都可以有类似的操作呢?
以前来看,这样的问题在于弹射后的载机受制于弹筒和载员的限制,不能够携带足够的弹药和油料,同时为了满足降落回收需要,机体设计上也谈不上有什么机动性可言。因此,意义不大。不过,如果能够把舰载无人机智能机群技术攻克后,这样的问题就会容易很多。在采用集群作战模式的无人舰载机面前,哪怕打出去不回收也是很划算的。
不过,我们把这个问题再引申一下,既然都这样了,那我们现在的巡航导弹核潜艇是不是也算一种另类的一次性弹射发射的航母呢?类似美军改进的“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇,就可以装载154枚战斧巡航导弹,可以打击地面或者海上目标。已经算一种雏形化的垂直发射航母了吧?如果未来,这些154枚战斧变成了154架无人机,那战斗力无疑是极强的。
再引申一些,如果能够确保战斗机回收工作,那垂直弹射的航母就完全可以实现,或者给各国退役的弹道导弹核潜艇找到了新的工作。不去发射弹道导弹,反而使用垂发单元发射无人机来完成相应的作战任务。这可比在大洋上的航母,目标要小很多。同时也不需要大量的伴随作战舰队来护航。
(其实动画里早有体现,Macross zero 就有一艘潜水母舰)
不过,这些都有前提,舰载机部分必须是无人化、智能化、高度可折叠化、要不然就是低成本化、要不然就是可以自主回收。这些技术难题解决了,题主的设想就可以达成了!
我是“头条号:无名高地”,长期关注军事装备及相关领域,希望我的解答能给您不同的角度看待问题。
首先感谢邀请,这个题目很有趣,有探讨性,我们可以看一下美军F35B舰载战斗机,这款战机可以在航母上垂直起飞。
源自于战机尾喷口的矢量发动机,当矢量发动机的喷口垂直向下是便能够垂直起飞,前一段时间的珠海航展上惊艳亮相的歼10B的矢量发动机的喷口目前虽然达不到旋转到完全垂直,但是也是一个发展的趋势。
目前全球的航母弹射主要由蒸汽弹射和电磁弹射两种。蒸汽弹射的技术发展相对成熟,而更为先进的电磁弹射虽然技术更高一层但是故障问题也是频发,还需要一段时间的技术改进。电弹的优点就是可以根据不同的载机来调整弹射的力度,更加科学,蒸汽弹射器是从1954年建成的“福莱斯特”号(CVA59)开始,就是美国航母的标配。
之前看过有些观点认为美军用惯了蒸汽弹射,看不到往日熟悉的烟雾,会不习惯的,心里上或许会有一些,但是实在让图腾君想笑,有了更新的科技使用,效果肯定会比旧的东西好用才会装备服役,咋不说蒸汽在冬季弹射完载机之后剩余的蒸汽会在航母甲板上结冰,其实这些都是一些个小问题。
图腾君认为最关键的几点要有很好的把握,首先,装备的效率,完善率,安全可靠性等都是关键因素,根据这些要素来看新技术下的武器装备其实在预研阶段专家们就已经在研讨并验证诸多的问题,至于为何没有研发可以垂直弹射舰载机的航母,最主要的应该是性价比低,能量消耗大,要克服的还有战机自身的重力,本身垂直起降的战机就已经足够消耗燃油,并且战机的起飞重量可想而知,载弹量也不会太高的。
垂直弹射的航母不是绝对的不能发展,航母甲板寸土寸金,利用多重空间来多载机未尝不是一件好事,随着一系列攻坚克难,或许今后就可以发展出这样的一型航母。
目前有哪些雷达工作方式能探测到隐身战机?
图注:米波雷达
各国现役雷达几乎都是针对非隐身战机设计的,还没有一款真正的反隐身雷达能够有效发现隐身飞机。但各国都在改进隐身飞机改进的系统,主要的手段有以下几种办法:
一是加大雷达的辐射功率,不管隐身飞机的雷达发射截面积有多小,只要把雷达辐射功率增加到一定程度,总能够增强回波强度,但这种对地面雷达有效,对战斗机机载雷达则是“杀敌一千,自损八百”,自身的辐射功率增加,也就同时增加了被敌方发现的几率,因此目前的常规办法是采用相控阵雷达,把传统大功率发射机拆成很多小的发射机。
图注:多基地雷达
第二是采用米波雷达,隐身飞机吸波材料或隐身涂料的效果,与雷达频段有很大的关系,将雷达工作频段从微波波段换成米波波段是一种很有效果的办法。
第三个办法,是雷达组网,或多基地探测。在由雷达组成的网络中,由于雷达位置的不同,可能看到的是同一个目标的不同侧面,而目标的不同部位对雷达波的反射能力是不同的,因此有不同的发现能力。
随着技术的发展,未来对抗隐身飞机有可能采用先进的分布式雷达。可以将各个天线单元之间的间距拉开,就可以使得天线单元在飞机、飞艇或气球上见缝插针,哪里有空地就放哪里,从而大大增加天线安装的灵活性和天线的总面积。
图注:多基地雷达发现隐身目标示意图
图注:日本FPS-5反隐身雷达
除了雷达侦察之外,通信侦察也是反隐身的重要辅助手段。四代机的雷达反射截面积再怎么小,在飞行过程中总是要通话或者传输数据的,通过对话音或数据通信的侦察,甚至有可能比雷达在更远的地方发现四代机。特别是,战斗机在起飞时就要和塔台通话,因此,通过通信侦察可以在时间上尽早地发现。采用红外探测手段也是一个路子。任何一个物体都会发热,红外探测通过接收热辐射,来判断目标的方向。
首先来说一点:所有雷达都能够探测到隐身战机,传统雷达并非是探测不到隐身战机,而是探测、发现隐身战机的距离大大缩短,没什么实际意义——无法做到提前预警。也就是说,传统雷达还没等发现隐身战机,就会遭到对方的攻击。
再有,题主说的“哪些雷达工作方式能够探测到隐身战机”,没能理解题中“工作方式”的意思,工作方式与能否探测到隐身战机有什么关联?雷达的工作方式通常分为两大类:连续波雷达和脉冲波雷达。
先来说说雷达的分类,雷达分类最杂,可按照用途、雷达信号形式、角跟踪方式、目标测量的参数、雷达采用的技术和信号处理方式来进行分类,也就是说同一款雷达,根据分类方式的不同,它的叫法也不相同。这几种分类方式与本题无关,不再细分。
还有两种分类方式,这两种分类方式是最常见的:第一,按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。 第二,按照雷达波频段分类,可分为长波雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。天线扫描方式对探测隐身战机等目标没什么影响,并不存在着“相控阵雷达能有效探测隐身目标,机械扫描雷达无法有效探测隐身目标”的问题,是否能有效探测到隐身目标,取决于雷达波长——雷达波频段。
能有效探测到隐身战机的雷达,通常被称为“反隐身雷达”。“现代隐身技术在长波雷达探测下的隐身效果差,也可以说是不具备隐身性”,现在的反隐身雷达就是根据隐身战机的这一特性,而研制出来的。目前,在世界各国中,以我国的反隐身雷达技术最先进,处于世界领先水平,而且我国也是世界上拥有反隐身雷达型号最多的国家。
2016年的珠海航展,2017年的巴黎航展,我国都向外界展出了成体系的反隐身雷达系统,并且推出了外贸版的反隐身雷达。目前,我国的反隐身雷达已经实现了出口,并且还有多国正在就购买问题与我国进行磋商。比如我国的JY—26等雷达系统,俄罗斯的“天空—Y”雷达系统,都是反隐身的米波雷达。
当前隐身战斗机等隐身目标主要对抗频率为0.2—29GHz的厘米波雷达,对抗长波雷达的效果极差。换句话说就是:现在的隐身战机对工作在这一范围内的雷达具有最好的隐身性能。而反隐身雷达波长达10米,靠谐振效应来探测目标,几乎不受现有雷达波吸收材料(隐身材料、涂料)的影响。雷达电磁波的波长与目标的尺寸相当时,目标对它的反射能力最强——隐身飞机的尺寸与雷达的波长相当,因此很容易被这种雷达发现。反隐身雷达波(米波)是经过电离层反射后照射到飞行器上的,成了探测隐身武器的有力工具。
反隐身雷达(米波雷达)的缺点是它提供的跟踪和位置数据不够精确,需要利用其它手段配合来实现对隐身目标的探测、跟踪等。除了米波雷达,再有就是毫米波雷达也能够有效探测到隐身目标,并且能够实施跟踪、定位。现在世界各军事大国正不断发展毫米波雷达技术,以求达到对目标进行更精准的探测、定位。
目前提高雷达探测能力的主要手段是增加雷达波的能量和对可疑信号更灵敏的接收器。虽然这显著提高了探测效率,但是却需要增加雷达的尺寸以及整体重量,这导致雷达的机动性大幅降低,生产成本也有增高。而且,接收器的过度灵敏意味着环境中的杂波和更多的假想目标也会在雷达屏幕上所显示出来,额外的杂质和虚假目标也会使雷达系统过载,并降低雷达的计算能力。这些对探测的影响只能通过更高度复杂的处理器来解决,这就进一步增加了雷达制作成本。
尽管存在许多缺点,但增加雷达功率和接收器的灵敏度确实可以让雷达来自目标更强的反射。而另一种探测隐身轰炸机的方式则是使用工作自相矛盾的甚高频和超高频波段的低频长波雷达。虽然也是探测隐形战机的一种方式,但是由于低频雷达的工作方式,低频雷达是不能引导导弹进行攻击的。尽管存在许多限制,但俄罗斯仍然装备有数量众多的低频雷达。因为低频雷达虽然在引导导弹上具有局限性,但是在辅助其他防空系统时却有着非常优秀的表现。
此外,就是前向散射雷达系统。前向散射雷达在探测目标时会在屏幕上形成一个由目标散射周围电磁场所形成的空洞,也就是说,利用低可探测性外形将雷达波折射至其他方向的隐身战机在前向散射雷达系统的眼中几乎和常规的作战飞机没有任何区别,逆合成孔径雷达的算法也有助于前向散射雷达在探测学不会受到地形的干扰,但是由于技术应用问题,并没有获得大规模运用。
到此,以上就是小编对于电磁发射器亮相航展的问题就介绍到这了,希望介绍关于电磁发射器亮相航展的2点解答对大家有用。
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