比电磁干扰严重100倍!福特号电弹没那么废物:但问题却更严重了

本文是因粉丝要求探究一个问题，福特号航母的电磁弹射器到底是不是网友风闻的那么废料，好比故障率奇高，最年夜弹射吨位不克不及跨越25吨，连E-2D和F-35C都没弹射过，而且指出F-35C是由于电磁弹射器滋扰太严重无法上舰服役，乃至连满弹满油的F/A-18E/F都无法弹射，这事儿是不是真的。

莳花家颠末查找多方材料，确认以上都是流言，但却发现了一个更严重的问题，只用了一套储能体系的风闻被石锤，连带一路的还有个高频电源体系居然也只有一套，这个问题就扯年夜了，追究到底，这问题居然便是娘胎里带出来的，无法办理。

福特号电弹没年夜家说那么废：以上飞机都弹过

本文起源于一个粉丝+同伙的求证，对方给出的问题是美军的CVN-78“福特号”航母到底有没有弹射过E-2D预警机，说真话，这个问题把莳花家给问懵了，E-2D是福特号的舰载固定翼预警机，怎么可能会没有弹射过。但对方却表现，确切搜不到网上有福特号弹射E-2D的视频，并且在美军给出的材料中都是含混其辞，以是他以为美军的福特号没有弹射过E-2D。

他还表现之以是无法弹射E-2D，完满是由于福特号的电弹最年夜载荷只能弹射25吨的飞行器，除了轻载状况下的F/A-18E/F，重载是无法弹射的，由于轻载刚好低于25吨，属于卡BUG的存在。

另一个问题F-35C也无法上舰，这有两个问题，一个是F-35C满载重量跨越31吨无法弹射，但轻载也无法弹射，由于电磁弹射器在事情时电磁滋扰其实太强，会让F-35C机载电子装备失灵，是以迟迟无法上舰，今朝该方案已经被推迟到2029年，留出光阴来办理电磁屏障的问题。

福特号电弹真有那么废料。

莳花家直接奉告这位同伙，假如福特号电弹的载荷真只有25吨，那么这破玩儿意便是个废料，然而这个信息确切在莳花家的常识盲区内，完全没听过这事。上彀一搜，简中科普文章圈内确切有25吨的说法，一个作者是“瀚海狼山”，另一个作者是“申鹏”，不外“瀚海狼山”应该最早，其他都是引用了他的说法。

但这25吨的说法确切无法在英文页面搜刮到，末了莳花家换了个思绪，按西方比拟习气的磅来搜刮，靠近25吨的磅数在55000磅搜到材料，只是很惋惜是英国“伊丽莎白女王号”航母的电弹招标数据，弹射55000磅（24.9吨），拦截47000磅，末了这艘航母还废弃了改装弹射器，并且这数据也不克不及拿来鉴定福特号的电弹便是25吨。

而且莳花家在随后搜刮材料时找到了美军在2021年和2023年宣布的公开数据，肯定T-45A/C、F/A-18E/F、EA-18G、C-2A、E-2C+和E-2D都已经弹射过，粉丝@dengtao1688dt还提供了视频链接，如下：

00:00/04:10

F/A-18E/F和E2-D都介入了弹射，以是这25吨就不攻自破了，不外F-35C只找到了在陆基电磁弹射测试现场的视频，如下：

00:00/01:26

这个是陆基弹射的画面，另外莳花家也在油管找到了F-35C在航母上弹射的视频，如下：

比拟有争议的是在航母上弹射的视频，有网友确定是福特号电磁弹射在操作，由于也看不到舷号，无法肯定是哪艘航母，不外从舰桥来看与福特号差一不小，另外一个分辩特性是弹射时蒸汽腾腾，这峭壁便是蒸弹，弗成能是电弹，后来莳花家肯定这便是尼米兹级航母的蒸汽弹射器正在弹射F-35C。

到这里关于福特号的几个流言都被证伪了，但有一个工作还未肯定，便是福特号上彷佛真没有弹射过F-35C，在油管上完全找不到乃至是疑似的视频，彷佛坐实了电磁屏障没做好导致F-35C无法入役福特号。那么问题果真如斯吗。莳花家的这位同伙+粉丝提供了一个说法：

“The reliability concerns are amplified by the fact that the crew cannot readily electrically isolate
EMALS components during flight operations because of the shared nature of the Energy Storage Groups and Power Conversion Subsystem inverters on board CVN78. ”
“因为CVN78上的储能组和功率转换子体系逆变器的共享性子，机组职员在飞行操作时代无法随意马虎对EMALS组件进行电气隔离，这加剧了靠得住性问题。”

问题就在这里，确切有文科的同伙将电气隔离懂得成了电磁屏障，彷佛从字面上懂得也没问题，但在电气范畴的电气隔离却不是这个意思，而是将某一起功效自力，一边出故障时不会影响另一边，简单的说便是自力运行操作。

以是F-35C并不是由于电磁屏障的问题无法上舰的，那么问题来了，F-35C到底为什么不克不及上舰的。莳花家找了多方材料，成果给出的谜底令年夜家年夜跌眼镜：居然是福特号上基本就没有为F-35C的上舰做过专门的设计。

在国外QUORA上就有如许一个问题，“福特号航空母舰上为何没有驻扎F-35C型飞机。”，答复这个问题的是哈尔-贝伦森，他表现福特号航母技术路线固准时F-35C还未降生，航母上的维护体系并没有斟酌F-35C，另外兵器体系也没有为F-35C预备。

另一位答复者凯文-梅森则表现，飞机中级维护部分 (AIMD) 还必需配备专门的测试台、实验台和装备，并培训维护职员进行维护，而福特号没有为此预备，建造时就已经被冻结，今朝只支撑F/A-18，不外也不是不克不及改装，好比林肯号和卡尔文森号就已经设备了，但到今朝为止只有两个F-35C中队设备，将来年夜范围上舰必要比及CVN-79之后，这个在美军公开的材料中也有说起，最快也要2025年之后，不外依据下一艘航母的服役，这个光阴可能会更久。

这个说法在在线军事媒体Almashareq中2023年4月5日的一篇题目为《F-35 战性能力将使福特号航空母舰成为环球海上令人害怕的航母》获得了证明，CVN-79将是福特级中第一艘设备F-35C的航母，以是CVN-78是不要想了。

比电磁滋扰严重100倍：福特好电弹这问题，无法办理。

上文中留了一个巨坑，看起来关于福特号电磁弹射的问题都办理了，满是流言罢了。但事实上问题却更年夜了，细心看上文那段英文描写，这里再反复下中文翻译：

“因为CVN78上的储能组和功率转换子体系逆变器的共享性子，机组职员在飞行操作时代无法随意马虎对EMALS组件进行电气隔离，这加剧了靠得住性问题。”

列位有没有发现什么问题。CVN-78（福特号）上的电磁弹射器的储能组件和功率转换组件是共享的，也便是说福特号上四条电磁弹射器只用了一套储能装备与高频电源，这意味着什么。便是毫无冗余，一旦储能或者高频电源检修，那么四条电弹全体瘫痪，并且因为使用频度高，维护光阴短，故障率很高，这也是2020年6月份4条电磁弹射器全体瘫痪5天的主要缘故原由，难怪特朗普昔时要用蒸弹换失落电弹，缘故原由就在于此。

电弹故障消息

为什么福特号电弹这么废。由于这是从娘胎里带来的问题

电磁弹射原理年夜家应该都知道一点，简单了说便是一个铺平的电机，或者称为直线电机，假如要专业一点，那便是重接线圈电磁轨道发射装配，也可以作为电磁炮的发射弹丸，不外这种布局分外得当用来发射重载低速物体，是以列国都不谋而合的拿来制作发射战役机的电磁弹射器。

这种发射装配的要求是至少能将一架40吨重的重型战机在2~3秒内加快到240千米时速的腾飞速率，耗电量却是不年夜，最多也就25~32度左右，但功率能高达几十兆瓦以上，航母上很难安装年夜型发电机为电弹提供电源，是以在电磁弹射器中，除了能顺应极高能量冲击的弹射器以外还必要有一种储能装配，能在弹射距离里为其充斥电，充斥后能可以弹射多个轮回。

另一个是必要一个为弹射器提供合乎要求的高频电源，当然弹射也少不了反馈与节制装配，由于电弹可以依据弹射器上传回的每个旌旗灯号进行及时调节，依据弹射飞行器的性子、重量以及当前速率等作出反响，调节弹射器的输出功率，从另加快到240千米/小时有一个平缓的进程。

这也是电磁弹射要比蒸弹的加快度更柔和的缘故原由，而且还可以依据飞行器的重量调节，可以弹射2-3吨的无人机，也可以弹射40吨的重型舰载机，机动性异常高，飞行员也将舒适许多，当然其他因素是体积小，出勤率更高，当然条件是弹射器稳固，然而美军的弹射器却异常不稳固，其缘故原由路线图错了。

中压交流与中压直流路线，哪个才是正确偏向。

所谓的中压交流与中压直流，实在便是电弹的电源选择问题，究其泉源照样舰载全电推动体系的选择问题，这是将舰载主灵活力发电后再由电机电动推动轴转动推进船舶前进的一种方式，长处许多，可以将舰载各类机器动力用电气装备来取代，不必要在每个动力装备区域零丁设置装备摆设一台内燃机，而且还少了推动年夜轴，震荡与噪音也少了，冗余动力设置装备摆设也更简单了，近些年来船舶的全电体系都在遍及，中美与英法等国进展都不错。

一样平常而言舰载全电有中压直流与中压交流两种体系，年夜家都知道，配电体系中使用交流体系体例为多，好比我国的工业用电是50HZ/380V三相体系体例，平易近用电便是单相50HZ/220V，高压部门有10KV，30KV与50KV和110KV、‌220KV、‌330KV、‌500KV、‌750KV、‌及1000KV。

交流变配电异常便利，由于交流电压可以经由过程变压器很便利的升高与低落，高压可以小电流高电压运送高密度电能，到目标地后使用变压器即可变换电压，美国在上世纪末开端研发舰载全电体系时直接就选用了交流体系体例，好比美军采纳了全电体系的DDG-1000上使用的尺度是13.8KV，频率为60HZ。

电磁弹射体系则是舰载全电体系的一个子体系，舰载全电用交流便是交流体系体例，舰载全电用直流便是直流体系体例，早期功率电子装备IGBT技术不成熟，用交流并没啥缺点，但后期IGBT成熟了也可以使用直流体系体例取代，而且在近些年来SiC技术成熟之后功率电子装备可以年夜年夜缩小，功率密度可以做得很高，舰载全电体系中直流要比交流体系体例更有上风。

为什么会如许。缘故原由是舰载装备中绝年夜部门设别终极都是用直流，好比舰载装备中最常用的变频电机都是先从交流转直流再转换成合乎装备要求的变频电源，电子装备也是，无论是雷达照样舰载电子体系终极用的都是直流电，当然电磁弹射体系用的也是直流电，只不外会在高频电源部门整流成直流电再变换成高频电源，在小功率电子装备中也没啥问题，但在超年夜功率情况中，分外有储能体系中问题就年夜了。

交流电是无法直接储存的，只能转换成直流电寄存在电池或者电容中，对付储能装备来说，电池与电容对空间顺应性很好，而且很容易就可以做成冗余乃至在线调换单个毁坏的装备。但交流储能难度就比拟年夜了，只管可以使用高速转动的离心盘设计的电机储能，这种进出都是交流电，不外这种离心电机就不如电容与电池随意布置了，由于体积与重量都很年夜，而且还有陀螺效应，必需成对布置，好比福特号航母就用了四台离心储能的盘形电机，每台能提供121MJ的能量（年夜约33.6度电），可以弹射一次战役机，之后必要年夜约45秒的弹射距离内充斥电。

另一个繁杂体系是为直线电机提供电源的高频电源体系，输出功率高达几十兆瓦，转换子体系会将盘形电机开释的交流电转换成直流电，再用变频装备以及换流器对某个时候特定的定子线圈供电，而且还会由于速率的分歧输出分歧频率的电流，但因为体系及其繁杂以及必要年夜功率散热设计，福特号的电弹将高频电源体系设计成了四条弹射器共用。

从储能体系到电源转换子体系实在都有冗余设计的，但这套系统其实太繁杂，体积太年夜，无法完全电气隔离，这就造成了在特殊环境下必需全体停机能力检修，好比离心储能电机，零丁让它开释能量完全停机就得几个小时，这种问题在电池+电容的中压直流舰载全电体系中完全不存在，在电池+电容储能中乃至可以做到在线维护。并且中压直流中还有一个利益是完全不必要各类电源真个整流装备，省失落了中央环节，进步了电源效力。只管今朝并不知道福建舰的电弹到底是个什么布局，但至少交流电这个从娘胎里带来的问题绝对是没有了。

福特号的电磁弹射体系问题到底有多年夜。

下文可不是莳花家诬捏的，纯洁便是偷懒引用WIKI英文版材料，这些材料在美军公开的EMALS的申报中就有，WIKI便是搜集了这些数据：

1、2013年，在新泽西州莱克赫斯特实验场，1,967次试命中有 201 次失败，整个实验系列的失败率为10%，EMALS 的均匀“故障距离光阴”率为1/240。2、2015年3月的一份申报指出，“依据预期的靠得住性增加，前次申报的临界故障距离光阴的故障率比预期超过跨过五倍；3、2021年1月的一份DOT&E申报指出：“在3,975次弹射发命中有181均匀义务失败距离 (MCBOMF) ，这一靠得住性远低于4,166个MCBOMF的要求；4、2022年6月的一份GAO（美国国度审计）申报指出，“水师还在继续尽力进步电磁发射体系和先进拦截装配的靠得住性，以满意快速部署飞机的要求。”该申报还指出，水师预计电磁弹射体系和先进拦截装配要到“2030 年月”能力到达靠得住性目的

列位看到了吗，从2013年以来实在靠得住性并没若干提高，并且在2022年的美国度审计申报中指出，福特号电弹的的靠得住性要到2030年月能力满意要求。

看到这里有许多网友都指出，美军福特号都弹射了上万次了，还质疑他们有问题。没错，2022年6月25日，福特号自设备以来已经完成10000次弹射。但问题是靠得住性与弹射次数若干并没有什么关系，设计有问题，弹射100万次照样一样有缺点。

美军要办理也不是什么难事，然则问题是这个中压直流的系统，没有十年八年完全无法形成这个繁杂的系统，美军如今面对一个相称为难的问题，假如一条道走到黑，那么故障率偏高，靠得住新偏低，假如回过头来搞中压直流，那么至少后进中国10年以上，如今改也不是不改也不是。