电磁弹射是一种利用电磁能驱动物体加速的新型推进技术，其核心原理基于电磁相互作用，通过电能与机械能的高效转换实现大载荷短程加速。以下是详细原理说明：一、基础物理原理
1.电磁相互作用
电磁弹射依赖法拉第电磁感应定律和安培定律：
· 法拉第定律：变化的磁场产生电场，使导体（如弹射小车）中产生感应电流（涡流）。
· 安培定律：载流导体在磁场中受洛伦兹力作用，形成推动小车的电磁推力。
2.能量转换
电能通过直线电机转化为机械能，效率可达60%以上，远超蒸汽弹射的4-6%。
二、系统组成与工作流程电磁弹射系统由四大核心模块构成：
1.储能系统
· 采用飞轮储能或超级电容，将航母动力系统的电能储存为高密度能量，确保瞬间释放。
· 例如，福建舰使用中压直流综合电力系统，通过飞轮储能实现快速充放电。
2.电力电子变换系统
· 将储存的直流电转换为高频脉冲电流，控制能量按需输出。
· 核心器件包括大功率IGBT模块，可承受数百兆瓦的瞬时功率。
3.直线电机（弹射主体）
· 定子（初级线圈）：沿轨道铺设的通电线圈组，通电后产生移动磁场。
· 动子（次级）：与舰载机前起落架连接的滑块，含导磁材料，受磁场感应产生涡流，与定子磁场相互作用形成推力。
· 工作时，定子线圈按顺序通电，形成移动磁场“推动”动子沿轨道加速。
4.控制与反馈系统
· 通过霍尔传感器实时监测动子位置、速度，动态调整电流频率与强度，实现精确控制。
· 支持不同机型弹射，如30吨级战机仅需2-3秒加速至60m/s。
三、弹射过程详解
1.储能阶段
舰载核反应堆或发电机供电至储能装置，将电能转化为飞轮动能或电容器储能。
2.能量释放与磁场生成
触发开关后，储能系统瞬间释放电能，定子线圈通入强脉冲电流，产生高强度交变磁场。
3.电磁力加速
动子中的导磁材料感应出涡流，与定子磁场相互作用产生安培力，推动动子沿轨道高速运动。
· 例如，舰载机弹射时，动子加速度可达2g（约19.6m/s²），全程平滑无冲击。
4.闭环控制
控制系统根据实时数据调整磁场强度与作用时间，确保弹射末速度精确匹配机型需求。
四、技术优势对比
[表格]
五、应用与挑战
· 军事领域：福建舰（003型航母）首次实现电磁弹射，可弹射歼-35、空警-600等全类型舰载机。
· 技术瓶颈：需解决超高功率瞬时输出（100MW级）、导轨散热（温升达118℃）及电磁兼容性问题。电磁弹射技术标志着武器系统从化学能向电磁能的跨越，未来或将在导弹发射、航天等领域进一步拓展。