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太空探索技术火箭工厂(SpaceX) 位于洛杉矶国际机场附近一座巨型的白色机库式建筑，停车场里停满了新型的特斯拉电动车。这座建筑曾为波音747的生产地。穿过大门，经过安检区和一个小屋农场时，一个科幻小说般的世界便矗立在你的面前。公司的双层餐厅正对着生产车间，设计师们一边吃午餐，一边监督技术人员建设太空舱和火箭的进度。 2014年，NASA和SpaceX签署了一份有史以来最大的单笔订单，价值26亿美元，该项目的目标是将美国宇航员送往国际空间站（ISS）。目前，有两家公司在为美国已终止的航天飞机计划奋斗，一家是SpaceX，另一家是波音。美国曾经是卫星发射的领导者，现在却远落后于欧洲和俄罗斯。由洛克希德·马丁和波音组成的合资企业，联合发射联盟（United Launch Alliance ，ULA）直到2017年都还在使用从俄罗斯国有公司购买的发动机。美国对商业太空公司的下注成为唯一有可能胜出的机会。八年前，当NASA官员首次涉足SpaceX时，他们认为自己只是在雇用一名临时工打杂做一种所谓的“太空计程车”。现如今，这个商业项目却成为了NASA的最大希望。一个多星球的浮夸项目 2002年，当伊隆·马斯克创办SpaceX的时候，准备把一个装满植物的温室发射到火星上，但他却找不到一个能完成该任务的性价比高的火箭。他找到了汤姆·穆勒（Tom Mueller）这样的人。汤姆是TRW集团航空部的一名工程师，出于兴趣，他在自家车库里建造了一个火箭发动机，而正是这个业余爱好者制造的最大的液体燃料发动机，日后成为了SpaceX火箭发动机梅林（Merlin）的最早版本。之后，马斯克决定创办一家公司，来提供他无法找到的服务，那就是让去火星变得廉价和现实。很多成功的科技创业家都喜欢创办太空公司，比如亚马逊的Jeff Bezos，微软的Paul Allen，谷歌的Larry Page和Eric Schmidt以及维珍的Richard Branson，他们都积极参与空间技术的公司，不过大多数的项目，被认为是虚荣浮夸或者不靠谱的项目。曾经帮助马斯克建立了paypal，SpaceX董事会成员的Luke Nosek 说，当时马斯克的很多朋友都建议他不要做SpaceX。在马斯克白手起家，开始做太空业务时，NASA也遇到了很多的困难。从1981年到2011年的宇宙飞船计划即将到期，该计划本来准备将宇航员和货物送入太空轨道，结果收到了美国太空机构的冷淡回应。 2005年，布什政府推出了第一个后继计划，星座计划，准备实现登陆国际空间站和月球。该计划成本最初估计为970亿美元， 2009年这个计划被最终取消了。 2005年，航天工程师迈克·格里芬（Mike Griffin）成为了美国宇航局的最高领导，他有着不寻常的背景：他是美国中央情报局国家安全技术内部风险投资基金In-Q-Tel的前任总裁。格里芬决定拨款5亿美元支持商业太空计划，期望能找到一种廉价的方式来为轨道任务服务，这有别于传统美国宇航局NASA的承包方式。这一行动，让他的高级职员们怀疑，在他心里，那个人类历史上最昂贵、所有设备加起来超过1500亿美元的空间站，是一个巨大的老鼠洞，科研经济价值极其有限却还要不断的往里砸钱。为格里芬提供这个建议的是物理学家和风险投资家艾伦·马蒂。他首先写了一份两页纸的有关克莱顿·克里斯滕森（Clayton Christensen）的经典巨著《创新者的困境》（The Innovator's Dilemma）的报告。并将该报告分享给NASA的高级管理人员。在马蒂的坚持下，美国宇航局的律师们发现了该机构与生俱来的弊端。， 2006年，格里芬和他的同事想出了一个策略：同时投资两家公司，SpaceX和Rocketplane Kistler，来开发太空运输技术。但是在技术和财务进入一个里程碑之前，他们不会拥有公司的股权或知识产权，但同时也不保证及时付款。马蒂说：“我对联邦政府非常了解，如果你投了资金，却没有收到任何回报，每个人都会生气；而如果你投了钱，竟得到了五倍的利润，大家还是会生气，因为那样你就是在和私营部门竞争。” 卫星发射业务领域有一个很有意思的怪癖：客户预先支付建造他们火箭的费用。这意味着，公司一旦能够在一个测试中成功证明其概念，那就不需要筹集下一轮周转资金，从而保护早期投资者的股权不被稀释。 SpaceX实际上做了什么？火箭到达太空轨道，必须以每秒7.7公里或每小时18,000英里的速度飞行，这几乎是空气中声速的25倍。SpaceX的燃料是价值20万美元的煤油和液氧，外部是非常薄的金属表层，主要是铝材料。马斯克曾经对一个投资者讲，如果把他64米（224英尺）高的火箭压缩到可口可乐罐的大小，这个微型炸药的壁将比我们如今任何饮料的瓶壁薄许多倍。九个梅林引擎最重要的是成本 SpaceX目前每次发射费用为6,120万美元，它发送每公斤货物去近地轨道的成本为4,653美元，远远低于竞争对手，联合发射联盟的成本14,000到39,000美元。其他供应商，每次发射通常要收费2.5亿到4亿美元；俄罗斯向NASA收费更是极高，每一个搭乘Soyuz飞船的NASA宇航员，要向俄罗斯支付7000万美元。 SpaceX如今的成本离马斯克和他投资者们最初的预期还相差很远，他们仍在不断降低这个成本。低成本的秘诀其实是相对简单的，至少在原则上是：尽可能在内部一个集成的制造设施中，采用现代化的组件完成大部分组件的生产; 这可以避免那些冗繁的供应链，比如传统设计商、承包商和“成本加成”计费等等。许多早期的员工被公司吸引，就是想避免传统航空集团的官僚作风。一名公司的早期员工，创始人基金（Founders Fund）合伙人斯科特•诺兰（Scott Nolan）说：“我把那些大型企业中试图整合其他人技术的人称为官僚集成者。SpaceX是这个领域的第一个真正的技术创业公司，整个平台都是自己搭建的，他们质疑一切。” 航空航天主要的承包商之所以是行动缓慢的巨人是因为他们的主要客户就是政府。政府雇佣公司做工作，支付他们费用和承诺的高利润率，这种激励结构摧毁了企业的创新能力。政府机构习惯了不计较成本，而创业公司则会尽可能的节省每一笔开支。SpaceX用卫生间隔断闩锁的部件来制做舱门把手，以节省1470美元；他们还发现使用赛车安全带来绑定宇航员要比专门定制的高价绷带更舒适更便宜；马斯克让真人进入到太空舱模型中测试，以确保宇航员可以在舱内移动，而没有采用计算机模拟。SpaceX的高管们蔑视NASA对缩略语和大量文档记录的喜好，SpaceX的员工以周五晚上坚持工作而感到骄傲。 NASA官员Mike Horkachuck说“SpaceX的工程师会讨论成本问题，一个价值5万美元的部件，他们会觉得太贵，会用2000美元，在自己的工厂里生产这个产品；而在NASA我几乎从来没有听到过哪个工程师会关心零件的成本。” Horkachuck还说：“我想我们把他们从一个一百人的小公司带动了起来，才成就了今天的SpaceX 。早些时候，NASA就是他们的启明灯，让他们从一个兴趣小店，向真正专业的生产火箭的航空公司发展。”SpaceX一直把自己看做是一家科技公司，不断迭代优化设计，不断通过测试来改进原型。而传统的生产方式则要一个强大的计划来执行，免不了要庞大的开支。SpaceX的工程师David Giger说：“我们不会坐在那里分析某个产品分析好几年，SpaceX是建立在测试基础上的。我们边飞行边测试。最初的试飞历经了挫折和磨难。” NASA确实帮助SpaceX把所有的精力集中在了重点上，这是其他太空创业公司所没有的优势。他们为SpaceX带来了早期收入，美国航空航天局奖获得者吉格说：“NASA让我们有了一个进度表，也有了资金，这些对于当时的一家小公司，很显然是非常关键的，可以让我们专注起来。” SpaceX一共有多少次失败的机会？夸贾林（Kwajalein）是马绍尔群岛的一个环礁，是美国海军火箭试验设施的基地。马斯克谈到这个地方时说：“我认为这里是世界受腐蚀程度最厉害的地方。”吉格说：“这就是一个小小的岛屿，上面有一顶帐篷。火箭得通过巨型C-17‘环球霸王’飞机才能飞行。” 夸贾林地区距离范登堡空军基地约7,700公里（4785英里）。SpaceX本来预计2005年在那里完成猎鹰1号的首次发射。但是，最终空军还是拒绝了SpaceX。一来由于洛克希德·马丁公司的火箭正在附近准备发射，二来军方官员担心这家新贵公司的首次发射可能会破坏他们的秘密计划。其实他们还是很有先见之明的。2006年，“猎鹰1”首次发射，以火箭在夸贾林发射台上的爆炸而告终。受腐蚀的燃料线是发射失败的罪魁祸首。 2007年，第二枚火箭在到达轨道之前也失败了。SpaceX一位来自德国的工程师Koenigsmann在谈到第二次发射时说：“这架引擎实际上飞得很远，虽然最终没有进入轨道，但至少它飞出了人们的视线。” 尽管这两次发射都失败的，Nosek和马斯克在Paypal的另一位联合创始人Peter Thiel，通过风险投资公司Founders Fund还是向SpaceX投资了2000万美元。美国宇航局NASA对SpaceX的投资，使这两人相信马斯克的确知道如何制造火箭。即便如此，未制造出成功火箭的事实让这个刚刚起步的公司举步维艰。SpaceX总裁兼首席运营官，有着丰富经验的航天工程师Gwynne Shotwell，花费了大量的时间用未经证实的产品去四处推销。她说：“我并没有像原本期望的那样去做很多的工程项目，而是花了大量的时间去不断说服客户投资SpaceX。” 根据Founders Fund（创始人基金）的合作伙伴的计算，在前两次发射失败之后，SpaceX还有三次失败的机会，如果接下来三次发射都失败了，公司所有的剩余资本和客户的信心会被消耗殆尽，SpaceX也会以失败而告终。这是该基金当时最大的一笔投资。不久迎来了第三次发射，这颗装载着三颗卫星以及“星际迷航”中斯科蒂扮演者詹姆斯·杜汉（James Doohan）骨灰的火箭，本次发射还是失败了。原因是第一级引擎中剩余的少量燃料在分离后被点燃，导致它与二级引擎相撞，造成了悲剧的发生。只剩下两次机会了，公司的工程师确信自己找到了问题所在，Koenigsmann说：“在第三次和第四次发射之间，我们只改变了一个数字，那就是一级和二级载体分离的时间间隔。” 2008年8月，火箭将一个虚拟载荷送入轨道。一个月后，另一架猎鹰1号代表马来西亚政府发射了该公司的第一颗合同卫星。这些成功证明SpaceX是可行的，美国宇航局与它签署了一份价值16亿美元的合同，计划在2016年前运送20顿货物到国际空间站（当时一共与两家企业签订了合同，另一家是轨道科学公司Orbital Sciences，是一家取代Rocketplane Kistler的老牌NASA承包商）。 2010年，在NASA位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角基地，SpaceX发射了第一枚猎鹰九号火箭。不久之后，龙飞船的首发成功，SpaceX成为第一家可以将太空船送入近地轨道并成功回收的私人公司。与国际空间站对接的龙飞船 SpaceX仍须证明它可以与太空站安全对接，并可以在远程遥控下安全飞行，这就好像是要把车停在几千英尺以外的世界上最昂贵的停车场一样。一个小小的事故，就有可能把它们都摧毁。在第一次试飞成功之后，他们向NASA建议把龙飞船的最后两个试验（靠近国际空间站并与之对接）结合起来以节省成本。 NASA的官员非常紧张。后来，飞行过程中的太空舱传感器的程序被重新编写了，以便飞行任务不会因为碰撞而中止，事实证明对接是成功的。到目前为止，SpaceX已经成功完成了对国际空间站的三次补给任务，第四个任务舱目前仍停靠在空间站里。 NASA在SpaceX上的赌注成功了。没有任何迹象表明，首都会增加对航天业的投入，这对SpaceX可能不是个好事情，但是对于那些高价位的竞争对手更是个噩耗。未来驾驶舱内的触屏控制很少有记者会问马斯克关于装有类似ipad一样的触屏控制面板和3D打印引擎的太空舱，他们更想知道SpaceX对空军的诉讼进展如何。美国空军在没有公开招标的情况下，与联合发射联盟（ULA））签署了一份价值110亿美元的合同。而马斯克给出一个很好的报价，他一直谴责ULA对于俄罗斯引擎的依赖程度。最终，法官命令空军和SpaceX进行庭外调解，SpaceX的管理层希望通过这场官司可以与空军签署一份采购合同。 2014年9月份，美国宇航局NASA宣布，签署了两份拟将宇航员送往太空站的合同，一份是与波音签署的42亿美元的合同，另一份是与SpaceX签署的价值26亿美元的合同。据NASA描述，这两个合同的任务是完全相同的，而价格差异惊人，官方未给出信服解释。波音公司的代表说，这反映了波音公司的可靠性，这也微妙的反映了他们对于SpaceX的看法—— 尽管“猎鹰9”已经发射了13次，并且没有一次失败，但NASA可能仍将其看成是一种不成熟的飞行器。根据泄露的文件，SpaceX其实比波音要提前完成各项计划，但是在公司适用性评估这一项上，波音公司略胜SpaceX 6%，这就是‘优秀’与‘非常好’之间的差别。但是波音的成本要比SpaceX高出62%，很显然这家老牌公司面临着精简的压力。ULA就已经开始了一个激进的成本削减计划，并与由亚马逊的杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）成立的宇航公司Blue Origin进行合作，这家公司是马斯克在公开质疑的对象。国会拨款者，也开始质疑NASA同时支持两个商业宇航员项目以及他们自己的载人勘探猎户座飞船（Orion）的成本了。另一家竞标失败的公司，Sierra Nevada Corporation，公开质疑美国航空航天局的这些决定，尤其是对波音公司大幅增加成本方面的质疑。在未来的四年里，SpaceX将有33次商业发射，原计划在2017年之前发射载人飞船，在与政府签订了数年租约后，公司会在得克萨斯州建立自己的太空港。目前，SpaceX已经成为火箭发射行业的一个强大竞争者。这也是对美国宇航局公私合作关系的验证，他们的重点在创造一个成功的企业，而非单单一个产品。马斯克和他的投资者们的目标远不是只做一个火箭制造商，他们想做更具挑战的事业：构造一个高效的太空经济产业，在真空中大幅提高人类生产力，虽然我们现在还不知道这会带来什么。正如创始人基金（Founders Fund）的Nolan比喻的那样：“这就像是当初的互联网技术，在互联网刚诞生的时候，人们并不清楚什么样的业务会从高效交换信息的技术里诞生。” 如果成本降下来，投资者可以发射更多的卫星去近地轨道，人类的通信技术和成像技术就可以更强大。由于高额的发射成本，目前已运行的卫星并未得到及时升级，为了使它们的寿命尽量长些，卫星被定位在距离地球较远的位置，因为越靠近地球，卫星轨道衰减得越快，寿命越早结束。因此，这些卫星里的电子技术也相对过时。另外，较低成本的发射，可以使当前的地面飞行上升到大气层外，这会让本来需要一天时长的行程压缩为几个小时。如此以来，太空旅行甚至是小行星采矿也是一个有潜力的行业，但第一步就是需要低成本的发射。那么，600万美元的发射，真的可以取代6,000万美元的发射吗？解决这个问题的方法关键在于对火箭的回收和重复利用。制造一个火箭的成本相当于制造一架波音737。据SpaceX公布的数字，一个火箭的制造成本是5400万美元，而燃料成本仅20万美元。从此，SpaceX开始将重心放在了“蚱蜢”火箭上，这是基于猎鹰九号火箭部件和梅林引擎打造出来的，使用了全新的垂直起飞、垂直降落（VTVL）概念。如今，SpaceX的卫星发射都使用装备了这种大型着陆脚的火箭，公司还试图让火箭在海洋中“降落”。尽管到目前为止，试验还没取得成功，不过公司内部人士表示，收集的数据显示已经越来越接近成功。体系硬化和轻狂的双重风险有些人担心SpaceX体系，会逐渐变得越来越不灵活，失去了它原本对大型军工承包商的优势。如今，员工总数过千的SpaceX，公司新聘请的员工并不是每一个都要经过马斯克的面试。不过公司的用人标准仍然保持很高：去年夏天，近400名员工在绩效评估后被解雇，还引发了诉讼案。在离开SpaceX时，Horkachuck担心的说公司现在越来越像那些它所蔑视的传统承包商。与此同时，NASA前内部风险投资家马蒂，也担心的指出SpaceX已经失去了对商业化的简单关注，他们在逐渐建立另一个商业载人项目的大型官僚机构。（本文作者为Tim Fernholz，由刘秀云译自qz.com，发表时略有删节。原文连接为：https://qz.com/281619/what-it-took-for-elon-musks-spacex-to-disrupt-boeing-leapfrog-nasa-and-become-a-serious-space-company/）

第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图美媒称中国第3艘航空母舰正在建造当中，新航母很可能比2艘前辈更大，并跳过蒸汽弹射器转而直接使用电磁弹射器，从而允许更大、更重的飞机携带更多武器，执行更远距离任务。而近日网友就制作了一组电磁弹射和蒸汽弹射对比图，以直观比较中国新航母采用两种弹射器的效果。（来源：超大 adds1111）第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图电磁弹射器（即所谓EMALS）是新一代航母的核心技术之一，对于提升其作战效能有着巨大的价值。但长期以来，关于电磁弹射的发展应用存在一系列不准确、不全面的观点，也带来了诸多的误解和人云亦云。本文就将探讨电磁弹射的基本技术原理和优势，以及围绕其的争议和问题。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图首先需要明确，电磁弹射技术属于广义上的电磁发射技术的一种，其实质是将电磁能变换为发射载荷动能的一种能量变换装置。除了电磁弹射外，目前发展中的军用电磁发射技术主要还有电磁轨道炮和用于航天发射的电磁推射两大类。但不管其用途如何，所有的电磁发射系统都是利用脉冲功率发生装置产生的电磁力推动负载达到最大速度的装置，其核心部分主要由储能系统、脉冲功率变换系统、脉冲发射装置和闭环运动控制系统四部分组成。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图电磁发射系统的工作原理是：储能系统以较小的功率长时间地从电网吸收和存储能量；当储存的能量满足发射所需后，一旦接收到发射命令，立即向脉冲功率变换系统释放能量；脉冲功率变换系统将储能系统释放的电能变换为脉冲发射装置工作所需的脉冲电能，产生电磁力推动发射体运动；闭环运动控制系统实时地控制发射体的运行轨迹，确保在预定的位置将其加速至设定的末速度，完成发射任务。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图按照其用途、发射轨道长度和末速度的不同，电磁发射技术可以区分如下：1、电磁弹射技术，主要应用于航母舰载机弹射，发射轨道长度一般不超过100米，其末速度可达100m/s （360公里/小时）的级别； 2、电磁轨道炮技术，主要用于军用电磁炮和近防炮，其发射轨道?度一般在10米以内，末速度可达3km/s（8-9倍音速）；3、电磁推射技术，主要用于航天器发射，其发射轨道速度在千米级别，其末速度可达8km/s（第一宇宙速度）。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图在具体讨论电磁发射技术时，还有一个非常需要注意的技术指标：在其发射过程中产生的加速度，一般使用标准加速度g（约为10m/s2）来加以标称。在很多时候，加速度G值是一个至关重要的指标。对于一般人来说，超过3g的加速度就难以忍受，即便是久经训练的?行员也只能短暂承受不超过9g的加速度，超过限度就有可能产生短期或永久的身体伤害乃至死亡。而各种设备同样有G值的限制，一般的?航客机不能超过2.5个g，否则就有空中解体和结构损坏的可能。即便是战斗机，其可承受的g值也相当有限，比如肥电F35在最初设计中，其可承受的最大结构加速度值也不过6.5g。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图在电磁发射领域，由于其可以实现相当稳定的加速过程，其发射过程可以近似简化为牛顿力学中的零初速度匀加速过程。根据相应的运动公式，其发射过程中所需的加速度其实只受到发射轨道长度S和末速度V两项的影响。更精确一些的说，其加速度和轨道长度成反比（轨道越长，所需的加速度越小）；和末速度（最终速度）的平方值的一半成正比（要求的末速度越大，其所需的加速度越大，而且成平方式递增）。由此，我们在附表中给出三种电磁发射方式的参数，及其所需的不同加速度。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图三类电磁发射技术在g值数据上有巨大差异，我们可以发现：稳定、可调、较低的g值成为了电磁弹射优越于传统蒸汽弹射方式的最大优点。另一方面，尽管本文不会展开，但在实际发展中，动辄几千甚至4-5万的超高g值要求成为了阻碍电磁轨道炮和电磁推射技术实用化的最大拦路虎。而要讨论电磁弹射的优缺点，就必须将其和当前正在使用的蒸汽弹射技术进行对比。在马院士团队的相关论文中，给出了电磁弹射器与当前最成熟的蒸汽弹射器（MD的C-13型）的相关参数对表。将数据两相参照，电磁弹射的压倒性优势一目了然：第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图首先，请注意加速度峰均比。这里就是前面提到的电磁弹射的一项关键优点：稳定的加速度g值。前面已经提到，不论是电磁弹射还是蒸汽弹射，其加速过程中的平均加速度只和轨道长度和最终速度两项有关。在这两项相同的物理理条件下，其弹射过程中的平均加速度应该是一致的。但在实际操作中，其加速的稳定程度差异巨大：电磁弹射的加速过程非常稳定，最大加速度不过比平均加速度高5%而已；而蒸汽弹射的最大加速度，可达平均加速度的2倍以上！第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图其实，美军航母飞行员早就注意到了蒸汽弹射加速不均的问题。他们经常吐槽，蒸汽弹射器在其后半段产生的加速度还不如飞机自己发动机的能力。但在蒸汽弹射器的启动阶段，其产生的加速度却可达6g或以上！这么高的g值，不但对飞机的结构设计和维护提出了了很大的挑战，更对航母飞行员的健康带来了相当大的潜在伤害。为此MD海军对舰载机的设计检修以及航母飞行员的弹射飞行次数都进行了严格的规定和限制。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图在电磁弹射方式下，这一问题迎刃而解。以美帝标准的300英尺（约91米）轨道，末速度约为130节（约240公里/小时）的弹射标准计算，其弹射过程中所需的平均加速度不过2.5g左右。以电磁弹射器不超过5%的峰值加速度计算，弹射过程中的最大加速度显著低于3g。这是一个比许多过山车还低的数值，理论上来讲，你我这样的普通人也可以在后座上体验一下电磁弹射的滋味，而基本没有不适。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图这样的稳定性，不但可以缓解舰载机的设计和维护压力，更可以最大限度的保护舰载机飞行员，让他们发挥出最大的能力。对此，马院士团队论文中认为：（电弹）推力可控，加速平稳，可大幅减小对舰载机和各部件的冲击，有利于飞机结构的设计，并可使机体的使用寿命延飞31%，也能缓解飞行员的身心压力。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图接下来，请注意弹射末速度范围和第4项末速度误差。在前面的讨论中，我们已经知道弹射所需的平均加速度取决于末速度和轨道速度两项。通过这两者的数据范围，我们可以基本估计出电磁弹射允许的平均加速度范围：0.5g到6g；而蒸汽弹射则是3g-6g左右。再加上前面提到的峰均比问题，任何要上蒸汽弹射的飞机，最少也需要能承受6g以上的结构加速度。这实际上，就对可弹射飞机的种类和结构设计设置了了很高的门槛。尤其是对无人机上舰，带来了很大的问题。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图现代大型军用无人机的起飞速度一般可以控制在100公里/小时（约30m/s）左右，这基本也就是电磁弹射器设计的起飞速度下限的由来。在这样的起飞速度下，使用电磁弹射器所需的平均加速度不过0.5g，无人机基本无需大的修改就可以正常上舰。可如果使用蒸汽弹射器，就必须修改其基本设计，让其可以承受6g以上的结构加速度。这样的修改伤筋动骨不说，还必然要付出重量、成本、载弹/油性能方面的巨大代价。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图同样的问题，也发生在舰载运输机、预警机、反潜机、加油机方面。如果不考虑舰载起降的需要，这些类型飞机的过载要求基本上都只需要2.5g左右。可如果使用蒸汽弹射的话，就要进行大规模的结构强化，并为此付出相当大的性能代价。而如果使用电磁弹射，并配合采用用相应的电磁拦阻方式的话，可以大幅度降低这些舰载机的结构过载要求，从而相当大的提升这些飞机的使用性能。如果说这个问题对于已经有成熟机型的MD来说不过是锦上添花的鸡肋的话，对于一切从头来过，机载动力还常常不给力的TG来说，就不但算是雪中送炭还更是天作之合。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图在这里还需要注意的指标是弹射飞机质量和最大弹射能量。在马院士团队的相关论文中对此描述如下：蒸汽弹射器通过机械方法控制注入汽缸的蒸汽，推力无法精确控制，并且输出的能量调节范围也很有限，因此过重和过轻的飞机都无法弹射，这就是目前美国现役航母上无法装备重型舰载机和轻型无人机的重要原因。EMALS的最大弹射能力比蒸汽弹射器高出约29%，最高达122MJ，并且EMALS输出能量调节范围大，因此其弹射能力是蒸汽弹射器无法比拟的。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图正如以前相关帖子中强调的那样，航母战斗群的核心是舰载机！无论攻防两端，飞机才是航母战斗群真正的武器和依靠。航母本身只是承载和支持这些利器的基地，舰载机才是航母的战斗力所在。要想打造出能和美军在大洋上一较高低的航母，就必须拥有可以与之有效对抗并进行压制的新一代舰载机。从我国战斗机的发展现状来看，无论是当前唯一可用的舰载机J15，还是唯一成军的四代隐形机J20，都是最大起飞重量在30吨以上的重型战斗机。再考虑到相比中型机的效率提升，下一代舰载机继续走重型路线是最为合理和高效的选择。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图电磁弹射器的大推力再搭配过载控制方面的巨大优势，相信我国的下一代隐形重型舰载机，可以在几乎所有方面稳稳压过MD当前发展的F35和F18组合，从而为我们的航母战斗群带来世界上最强的矛头。而电磁弹射出色的能量和弹射质量调节范围，也为舰载无人机的广泛运用提供了条件。这些越来越成熟、精密、智能的无人机，则无疑可以为航母战斗群提供锐利的眼睛和低成本、低风险的打击工具。这两者的组合，无疑远超所谓中型多功能机的思路。让其显得低不成、高不就。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图这里还需要关注的是能量效率和准备时间这两项指标。关于电磁弹射的一个常见误解是其消耗的能量巨大，非采用核动力不可云云。这说法不但广为流传，还一度被很多人认为是国产常规航母只能采用蒸汽弹射的证据。但事实恰恰相反：电磁弹射相对于蒸汽弹射的另一项重大优点就是节能高效和使用便利。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图蒸汽弹射器的能量效率仅为4%~6%，而EMALS的能量效率比蒸汽弹射高出10倍，可达60%左右，大大提高了能量利用率。蒸汽弹射器一次弹射作业需消耗614kg蒸汽，耗用航母大量的淡水资源和加热淡水所需要的能源。而EMALS在3S的弹射时间内功率约为100MW，折算下来仅消耗约83kWh电能。另外，对于润滑油、冷却水等其辅助需求，EMALS也具有很大的优势。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图如其所述，一次电磁弹射的总耗电是区区83度，折合成目前的居民用电大约是45元人民币不到。而把大半吨水烧成蒸汽，并让其长期保持高压高温状态，所需要的能源和成本可就海了了去了。而蒸汽弹射器的另一个问题就是准备时间太长，蒸汽弹射器从冷态启动时，正常预热时间长达24小时，而EMALS的准备时间不到15分钟，大大提高了战场应急反应能力和作战效率。蒸弹的预热准备时间这么长，那使用中的应对办法就只有一个：长时间的保持蒸汽弹射系统处于工作状态。而这又进一步增加了耗能和系统维护的困难！第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图这几项数据其实也可以用来破除一个常见的误解：所谓只有核动力才可以配置电弹。电弹本身对能源的利用效率远比蒸弹高得多，其难度不在于船舶发电的功率大小，不管蒸汽轮、燃气轮还是核动力，其电力水平都不难达到电弹系统的要求。其真正的难度在于对输入的外部电源如何有效的放大，将其转化为弹射时几秒钟所需要瞬时高密度能量。某种程度上讲，其实蒸弹倒和核动力更为登对，反正反应堆一直烧着，蒸汽可以持续低成本的产出。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图最后，让我们看一下这几项指标系统质量、系统体积、人力需求。这几项的数据，合起来其实就是说明一个问题：电磁弹射器的适装性更为优秀。相比于蒸汽弹射器器，其在重量、体积、可维护性方面都有了质的提高。和电磁弹射相比，传统蒸弹更像是维护困难的巨大机器恐龙：美国现役航母1座C13型蒸汽弹射器的总质量为538吨，体积超过1100m3 ，而EMALS的质量小于280吨，体积小于425m3。更为严重的是，蒸汽弹射的大部分质量位于上层甲板，导致船体重心升高，不利于航行稳定性，而EMALS可灵活布置的特性，能够避免这个问题。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图蒸汽弹射器多个部件之间由高温高压的管路连接，并且弹射汽缸必须整体安装，在航母上的总体安装与布置难度相当大。但EMALS采用模块化设计，直线电机可以分段安装和拆卸，各个部件通过电缆或信号网络连接，布置灵活，适装性更好。蒸汽弹射器人力需求量大，维护保养耗时耗力一直是为美军所诟病的难题，而且其全寿命周期费用高昂。EMALS采用电气化信息化手段，简化了操作方法，并可实现全系统的状态监控和故障自诊断，人力需求减小30%，维护工作量大大降低，平均故障修复时间大大减少，并且节省了全寿命周期费用。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图电磁弹射大幅减少体积重量、模块化的设计思路、便捷的安装方式，其实还提供了更多脑洞洞大开的可能性。比如，是否可以在055这样具有相对大直升机甲板的舰艇上安装弹射器，以对应一一种可以采用用弹射重载起飞、垂直降落的有人/无人机？再比如，是否可以用模块化的方式设计移动式陆上电磁弹射系统，支持实战条件下的短距起飞？是否可以考虑在西藏这种高海拔机场，引入电磁弹射系统，辅助战机在不利环境中重载起飞？不管最后答案如何，电磁弹射的高适装性至少为这些思路提供了可能。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图简单总结一下，电磁弹射技术的先进性是无可匹敌的，其各方面的预期指标完爆蒸汽弹射技术。其相关优点，尤其适合于中国海军这样没有历史包袱，又需要从头进行体系建设的新兴力量。在不远的将来，电磁弹射技术必将彻底取代传统弹射方式。第三艘航母选哪个？网友制作我军两种弹射器对比图除了希望本文能够有助于澄清一些常见的误解和讹传外，还是要表达个人的一贯观点：采用电磁弹射技术，是在高起点上建设航母战斗力的关键举措，是基于我国科技和工业发展的合理选择，是尽快形成与美军有效对抗力的重要基石。让我们一起期待，装备电磁弹射器和相关先进飞行器的中国航母003型驰骋在大洋上的英姿！（作者署名：浩汉防务）