浅谈航母蒸汽弹射与电磁弹射的优缺点

  表个之态在先。本人基本上只混陆版，首次海版扑水望海版众神轻淹。
  任何事物之间作对比都必须有个合理对比平台，没了这个任何对比难免变成公说公有理婆说婆有理的结局，我今天对蒸汽弹射和电磁弹射的对比就需要这样一个平台，我设定的这个平台就是未来
国产第一代航母。以下的对比方向皆以此为准做出结论。
  一，适装性。
      蒸汽弹射以高压水蒸气为动力源，电磁弹射以电力为动力源，无论哪种哪种能量来源都必须适应国产航母的动力体系。这就涉及到国产航母采用何种动力体系的问题，目前来看世界舰船动力发展
方向是全电推进体系，但是我国第一代航母未必会采用全电推进。我国目前没有任何成熟的海军全电管理舰船的成功案例，况且全电系统最合适的动力源（核反应堆锅炉、燃气轮机）目前也是我国大
型船用动力的短板，而重油锅炉却有可靠的来源和技术保证，所以从技术可靠性来讲国产第一代航母应该就是采用重油锅炉的传统蒸汽推进系统。如果选择电磁弹射就必须增加发电辅机系统，而弹射
系统使用频率在整个航母寿命期内极低，辅机系统大部分时间只能作为冗余配置，消费比低系统设计难度大，而蒸汽弹射系统则可以直接利用主锅炉蒸汽发生器提供动力。如果考虑到与弹射系统
配套的另一个能源消耗大户——拦阻装置的话，电磁弹射搭配电磁拦阻，蒸汽弹射配套蒸汽拦阻作对比，蒸汽弹射的相对电磁弹射的适装性更加突出。但是并不是说，蒸汽弹射就一定适合我国航母，毕
竟蒸汽弹射系统质量、体积庞大，对航母的安装空间动力装机功率要求苛刻，未来我国航母如果设计排水量偏小的话（满载6万吨以下）则明显不合适，戴高乐航母就因为吨位偏小有限的甲板面积被弹射
滑道占用反而恶化了战机的出勤率，反观电磁弹射的特点，未来可能拥有比较灵活的设计范围可以广泛适应不同规模的航母。
二，技术可靠性。
     蒸汽弹射系统历史悠久，发展成熟，且多次经历实战考验，可靠性有保证。电磁弹射则是全新领域，技术上存在太多不确定性。目前仅有美国福特级航母确定使用电磁弹射系统，而美国之所依敢于大
胆实践除了雄厚的技术资金储备外美国已经拥有世界上规模最庞大的航母战斗群作为战力保证，即使福特级航母的电磁弹射系统没有达到预期也不会对美国的海军优势形成重大影响，历史上企业级航母就
因为首次采用核动力，性能不可靠造成整级航母建造计划流产，但是这并没有根本影响到美国海军战力，这是美国的资本。我国目前显然不具备这样的条件，目前仅有一艘辽宁号在役，根本无法满足未来
海军规划。如果新一级航母过分追求技术先进性而造成状态不稳定，不仅会影响到整级航母建造计划，对我国的造舰工业体系也是沉痛打击，就更不要说海军规划的落实了。这点上系统成熟可靠的蒸汽弹
射系统显然更具竞争力。
三，研发使用成本。
    蒸汽弹射和电磁弹射对于我国来说都是首次研发，在这点上我国蒸汽弹射虽不像美国那样已经具备完整生产能力那样具有成本优势，但是我国拥有成熟的火电、核电体系，具备相关的高压蒸汽系统的研发
能力，可以部分转化成蒸汽弹射研发的核心能力而降低技术风险和研发成本。而电磁弹射方面目前只具备部分理论基础，对于工程实践基本上是白纸一张，技术风险高成本不可控。
   在讨论弹射计系统的成本并不能孤立评价，电磁弹射系统必须配套电磁拦住系统进而要求全电推进体系配套才能发挥出最佳效能。对于我国航母而言在核反应堆和高性能燃气轮机均不成熟的情况下选择全
电推进无疑会大幅推高研发成本。这是针对航母平台而言，对于舰载设备和舰载武器系统成本而言，弹射系统同样会产生影响。蒸汽弹射会对舰载机的前起落架和机体结构产生很高的瞬时荷载，需要进行飞
机结构强化，会增加成本，而电磁弹射推力输出曲线平滑，飞机起落架瞬时荷载低可以降低舰载机设计标准。但是电磁弹射却会产生电磁干扰，有可能影响到舰载、机载电子设备，甚至是机载武器弹药的正
常工作，相应的抗电磁干扰措施也必然增加成本。
    任何一种武器系统的战力维持都必须依赖高效的维护团队，远洋海军更是要大部分的维护工作都要舰上完成。蒸汽弹射及蒸汽拦阻系统复杂的高压蒸汽管路几乎贯穿全舰¾长度，海量的维护工作需
要大规
模的人员团队和大量的维护物资储备，这些都需要挤占宝贵的舰体空间而且增加管损难度，而自动化层度高，体系独立规模较小的电磁弹射维护工作量成等级缩减，即使考虑到电磁弹射维护人员教育水平要
求高人员工资较高的情况下相比蒸汽弹射维护成本依然具有显著优势。
   蒸汽弹射系统的弹射单元由于是半封闭活塞结构必然存在能量利用率低，超长的活塞筒也必然造成严重的摩擦损耗，造成蒸汽弹射单元弹射成本高，寿命低。电磁弹射的电磁单元与动力输出端没有机械联
系，弹射过程摩擦损耗小，而且电能利用率高，整体寿命较长，单位发射成本具有明显优势。但是中国航母发展战略来看这种优势未必明显，未来我国航母主要是以排水量6~7万吨的大型航母为主，规模应
该在4艘左右，以目前的国家安全局势来看未来也不会出现越南战争那样需要海军航空兵旷日持久作战部署需求，更不会出现二战太平洋战场那样高强度的国家总体战  ，这与美国海军维持10艘10万吨级排水
量的超级航母战斗群全球海洋部署的战略截然不同，我国海军航空兵出勤率、出勤规模会明显低于美国海军，采用蒸汽弹射虽然单位弹射成本高，但是阶段时间内总的弹射费用却相对很低，而电磁弹射适合
高强度高频次能力却会出现闲置。
四，载机匹配。
   航母的核心战斗力即来源于舰载机。我国目前是以歼-15作为航母舰载打击平台，而且未来相当长一段时间都将作为唯一的舰载打击平台，为了适应多种任务很可能还要开发双座型号，歼-15目前已经是舰
载机历史上最重的型号。美国福特级航母的配套电磁弹射主要以适应F-35C和F-18E/F为目标，这两款战机的重量都低于歼-15，换句话说，如果我国采用电磁弹射的话很可能在设计指标上要高于美国才能满
足歼-15的性能发挥，这意味着我们要面临比美国更高的技术难度。而选择蒸汽弹射的话美国70年代的C-13-1/2的水平即初步可满足，相对研发难度低。尽管蒸汽弹射会给载机带来很大的瞬时过载，需要对
歼-15进行结构改进，但是歼-15的服役数量本身就很少，改造总投入少且完全有条件就后续批次进行改进。
   美国福特级航母之所以选用电磁弹射的另一个关键因素是看中电磁弹射具备多模式弹射能力，福特级航母纪要考虑F-35C的弹射也要考虑F-18E/F以及未来全球鹰和X-47B等无人机平台的弹射要求，而我国
未来相当长一段时间仅需要考虑歼-15和某型舰载预警机的弹射，对于多模式弹射能力的需求并不迫切。

   从长远发展来看电磁弹射必然是未来航母发展的必然选择，但是对于我国第一代航母而言主要目标是尽快实现有限的航母作战能力，而且从技术发展规律和我国未来战略态势来看性能保守但技术成熟的蒸
汽显然更加适合。

   
   

  表个之态在先。本人基本上只混陆版，首次海版扑水望海版众神轻淹。
  任何事物之间作对比都必须有个合理对比平台，没了这个任何对比难免变成公说公有理婆说婆有理的结局，我今天对蒸汽弹射和电磁弹射的对比就需要这样一个平台，我设定的这个平台就是未来
国产第一代航母。以下的对比方向皆以此为准做出结论。
  一，适装性。
      蒸汽弹射以高压水蒸气为动力源，电磁弹射以电力为动力源，无论哪种哪种能量来源都必须适应国产航母的动力体系。这就涉及到国产航母采用何种动力体系的问题，目前来看世界舰船动力发展
方向是全电推进体系，但是我国第一代航母未必会采用全电推进。我国目前没有任何成熟的海军全电管理舰船的成功案例，况且全电系统最合适的动力源（核反应堆锅炉、燃气轮机）目前也是我国大
型船用动力的短板，而重油锅炉却有可靠的来源和技术保证，所以从技术可靠性来讲国产第一代航母应该就是采用重油锅炉的传统蒸汽推进系统。如果选择电磁弹射就必须增加发电辅机系统，而弹射
系统使用频率在整个航母寿命期内极低，辅机系统大部分时间只能作为冗余配置，消费比低系统设计难度大，而蒸汽弹射系统则可以直接利用主锅炉蒸汽发生器提供动力。如果考虑到与弹射系统
配套的另一个能源消耗大户——拦阻装置的话，电磁弹射搭配电磁拦阻，蒸汽弹射配套蒸汽拦阻作对比，蒸汽弹射的相对电磁弹射的适装性更加突出。但是并不是说，蒸汽弹射就一定适合我国航母，毕
竟蒸汽弹射系统质量、体积庞大，对航母的安装空间动力装机功率要求苛刻，未来我国航母如果设计排水量偏小的话（满载6万吨以下）则明显不合适，戴高乐航母就因为吨位偏小有限的甲板面积被弹射
滑道占用反而恶化了战机的出勤率，反观电磁弹射的特点，未来可能拥有比较灵活的设计范围可以广泛适应不同规模的航母。
二，技术可靠性。
     蒸汽弹射系统历史悠久，发展成熟，且多次经历实战考验，可靠性有保证。电磁弹射则是全新领域，技术上存在太多不确定性。目前仅有美国福特级航母确定使用电磁弹射系统，而美国之所依敢于大
胆实践除了雄厚的技术资金储备外美国已经拥有世界上规模最庞大的航母战斗群作为战力保证，即使福特级航母的电磁弹射系统没有达到预期也不会对美国的海军优势形成重大影响，历史上企业级航母就
因为首次采用核动力，性能不可靠造成整级航母建造计划流产，但是这并没有根本影响到美国海军战力，这是美国的资本。我国目前显然不具备这样的条件，目前仅有一艘辽宁号在役，根本无法满足未来
海军规划。如果新一级航母过分追求技术先进性而造成状态不稳定，不仅会影响到整级航母建造计划，对我国的造舰工业体系也是沉痛打击，就更不要说海军规划的落实了。这点上系统成熟可靠的蒸汽弹
射系统显然更具竞争力。
三，研发使用成本。
    蒸汽弹射和电磁弹射对于我国来说都是首次研发，在这点上我国蒸汽弹射虽不像美国那样已经具备完整生产能力那样具有成本优势，但是我国拥有成熟的火电、核电体系，具备相关的高压蒸汽系统的研发
能力，可以部分转化成蒸汽弹射研发的核心能力而降低技术风险和研发成本。而电磁弹射方面目前只具备部分理论基础，对于工程实践基本上是白纸一张，技术风险高成本不可控。
   在讨论弹射计系统的成本并不能孤立评价，电磁弹射系统必须配套电磁拦住系统进而要求全电推进体系配套才能发挥出最佳效能。对于我国航母而言在核反应堆和高性能燃气轮机均不成熟的情况下选择全
电推进无疑会大幅推高研发成本。这是针对航母平台而言，对于舰载设备和舰载武器系统成本而言，弹射系统同样会产生影响。蒸汽弹射会对舰载机的前起落架和机体结构产生很高的瞬时荷载，需要进行飞
机结构强化，会增加成本，而电磁弹射推力输出曲线平滑，飞机起落架瞬时荷载低可以降低舰载机设计标准。但是电磁弹射却会产生电磁干扰，有可能影响到舰载、机载电子设备，甚至是机载武器弹药的正
常工作，相应的抗电磁干扰措施也必然增加成本。
    任何一种武器系统的战力维持都必须依赖高效的维护团队，远洋海军更是要大部分的维护工作都要舰上完成。蒸汽弹射及蒸汽拦阻系统复杂的高压蒸汽管路几乎贯穿全舰¾长度，海量的维护工作需
要大规
模的人员团队和大量的维护物资储备，这些都需要挤占宝贵的舰体空间而且增加管损难度，而自动化层度高，体系独立规模较小的电磁弹射维护工作量成等级缩减，即使考虑到电磁弹射维护人员教育水平要
求高人员工资较高的情况下相比蒸汽弹射维护成本依然具有显著优势。
   蒸汽弹射系统的弹射单元由于是半封闭活塞结构必然存在能量利用率低，超长的活塞筒也必然造成严重的摩擦损耗，造成蒸汽弹射单元弹射成本高，寿命低。电磁弹射的电磁单元与动力输出端没有机械联
系，弹射过程摩擦损耗小，而且电能利用率高，整体寿命较长，单位发射成本具有明显优势。但是中国航母发展战略来看这种优势未必明显，未来我国航母主要是以排水量6~7万吨的大型航母为主，规模应
该在4艘左右，以目前的国家安全局势来看未来也不会出现越南战争那样需要海军航空兵旷日持久作战部署需求，更不会出现二战太平洋战场那样高强度的国家总体战  ，这与美国海军维持10艘10万吨级排水
量的超级航母战斗群全球海洋部署的战略截然不同，我国海军航空兵出勤率、出勤规模会明显低于美国海军，采用蒸汽弹射虽然单位弹射成本高，但是阶段时间内总的弹射费用却相对很低，而电磁弹射适合
高强度高频次能力却会出现闲置。
四，载机匹配。
   航母的核心战斗力即来源于舰载机。我国目前是以歼-15作为航母舰载打击平台，而且未来相当长一段时间都将作为唯一的舰载打击平台，为了适应多种任务很可能还要开发双座型号，歼-15目前已经是舰
载机历史上最重的型号。美国福特级航母的配套电磁弹射主要以适应F-35C和F-18E/F为目标，这两款战机的重量都低于歼-15，换句话说，如果我国采用电磁弹射的话很可能在设计指标上要高于美国才能满
足歼-15的性能发挥，这意味着我们要面临比美国更高的技术难度。而选择蒸汽弹射的话美国70年代的C-13-1/2的水平即初步可满足，相对研发难度低。尽管蒸汽弹射会给载机带来很大的瞬时过载，需要对
歼-15进行结构改进，但是歼-15的服役数量本身就很少，改造总投入少且完全有条件就后续批次进行改进。
   美国福特级航母之所以选用电磁弹射的另一个关键因素是看中电磁弹射具备多模式弹射能力，福特级航母纪要考虑F-35C的弹射也要考虑F-18E/F以及未来全球鹰和X-47B等无人机平台的弹射要求，而我国
未来相当长一段时间仅需要考虑歼-15和某型舰载预警机的弹射，对于多模式弹射能力的需求并不迫切。

   从长远发展来看电磁弹射必然是未来航母发展的必然选择，但是对于我国第一代航母而言主要目标是尽快实现有限的航母作战能力，而且从技术发展规律和我国未来战略态势来看性能保守但技术成熟的蒸
汽显然更加适合。