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美电磁弹射着手解决电气隔离问题

2022-07-10 14:33 作者:Lunoccupied  | 我要投稿

6月30日,美国NAVAIR(海军空中系统司令部)发布一份RFI(信息征求书),随后的7月5日进行了修订,目的是从Mersen公司采购供EMALS(电磁飞机弹射系统)使用的高能电气隔离机柜和开关。这份RFI也是自2021年4月,NAVAIR向Mersen发布预征求后的最新进展

RFI截图

在EMALS早期的研发中,由于美国海军中途变卦,在生存力指标上提出了更高的要求,通用原子能公司无奈只能大幅修改设计,将EMALS各部分进一步分散布置,结果导致全系统重量和体积大幅超标。最终,美国海军选择消耗福特级的部分设计余量来承载超重的EMALS,并通过把独立的4套飞轮储能系统改为3套共享的飞轮储能系统的方式,来解决体积问题

EMALS的飞轮储能系统

这一设计变动最大的代价便是出现弹射器间的电气隔离问题,而且飞轮储能系统需要1.5小时才能下线,进一步加剧了这一问题在实际使用中可能造成的不便。如若EMALS在运行时,某台弹射器发生故障,且必须下线才能修复,现阶段就只可以选择对问题弹射器置之不理,直到弹射作业完成再修复故障。NAVAIR此次的RFI和去年的预征求便是为了寻求这一问题的解决方案

正在维护的EMALS

EMALS需要适配脉冲电流的直流电开关,并要求最高可以支持2200V电压或2200A电流。但是NAVAIR在评估市面上的所有电气开关后发现,现有产品大部分为适配连续电流的交流电开关,而且最高也只能支持1500V电压或1600A电流,并不能满足EMALS的需求,因而转而寻求研发EMALS专用的电气开关。Mersen公司是NAVAIR判定唯一具备这一能力的公司,因此被委托进行高能电气隔离机柜和开关的研发工作

高能电气隔离机柜一共有3个,其中一个机柜将安装8个六刀双掷开关,另外两个机柜则各安装1个三刀双掷开关。在EMALS中,飞轮储能系统所发出的电力经过整流后,会以直流电的形式传输到逆变器,再转化为交流电供直线电机使用,这一部分的直流电网正是这3个高能电气隔离机柜未来的安装位置

EMALS的主要子系统及运行步骤图示

现阶段NAVAIR采购的高能电气隔离机柜和开关只是用于概念验证的原型机,初步演示在EMALS上使用集成断线开关的可行性,因此只会安装在EMALS陆地测试场上,而不会进一步安装到福特级上

陆地测试场弹射EA-18G

目前美国海军并没透露原型机阶段的时程和后续动向。从原型机到可以实际装舰使用的产品仍将需要花费一定的研发和测试时间。在CVN-80企业的建造过程中整合这一改进项目从时间上看最为可能,现役的CVN-78福特和正在舾装的CVN-79肯尼迪则应该会在日后的可用性维修期间加装

CVN-78福特弹射携带JSOW训练弹的F/A-18E



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