|
电磁弹射，被加速的舰载机总重，30吨，即3万公斤；加速长度100米，加速时间2.2秒，舰载机末端速度，85米每秒；总耗电能38度；瞬间功率6万千瓦。 福特航母在上世纪90年代立项。 请告诉我，上世纪90年代，哪家公司能拿出功率达到 6万千瓦的变频器和储能40度电的超级电容。 这就是有时候，先驱变成先烈的问题。 因为当年没有大功率的逆变器技术， 因为超大功率的逆变器是随着特高压直流输电才研发出来的。 所以福特就只能上不需要逆变器的异步电机。由发电机直接供电。发电机直接供电，瞬间大负载下，发电机的转速（也就是发电频率）就会掉。而没有任何原动机能实现这么快速的调频。 防止掉频率的方法就是加大质量的飞轮。作用就和拖拉机上的那个大飞轮一样。依靠飞轮的巨大惯性，防止发电机转子转速下降。 而且动能回收也非常简单，异步电机只要转速超过同步转速就自动进入发电状态。 因此只要给回收缆绳上接一个电机，飞机降落的时候以极高的速度拉扯缆绳。缆绳带动电机发电，这个电直接并入航母电网。由于缆绳带动的是异步电机， 因此不需要同步就可以并网。电能输入航母电网。然后整个航母电网电压提升，带着飞轮的发电机由于电网不再从发电机汲取能源，导致发电机变为电动机，从电网提取能量。 从而实现储能。 所以，这个交流技术其实是很成熟很稳定的。 由于整个系统的交流频率和飞轮转速挂钩。因此是运行在在某个区间内“变动”的频率上的。和陆地上固定频率的电网不同。 但是频率的范围也不能太大。猜测系统频率在 350hz ~ 450hz 之间。 这样有效的频率范围就只有 100hz 。 也就是说， 0-350hz 这个区间对应的飞轮转速是 “无用转速”。 因此飞轮质量必须非常大，转速必须非常高。这样才能在狭窄的可用转速区间内，输出足够的储能。 由于4条弹射器不可能同时运作。其1是放飞跑道有交叠，其二是为了飞机起飞后的涡流干扰考虑。 因此，基于控制成本的考虑，福特使用的是 4台发电机+4个飞轮+4个弹射器 这样的组合。但是每台发电机只有1万千瓦功率。这样可以大幅降低总成本和总质量。 这样，运作的时候，实际上就是4台发电机并联发电，但是每次只给一台弹射器供电。 为了避免4台发电机之间复杂的相位同步并网问题，福特使用的每条弹射器，是4条直线电机并联输出动力的。 这意味着，4台发电机少一台，弹射器就无法工作。 下面是我画的示意图： 
从结构图里可以很清晰的推断出来，福特航母弹射器坏一条就4条不能用。 但是，只要每个零件的可靠性做的很高，那么整个系统的可靠性也不是说不能用。 因此，福特的技术路线，并不是错误的，不可取的。 而是着眼于当年的技术水平限制做的设计。
| 
发表于 2025-9-24 08:19
楼主
