文|蒹葭风吟
“没有核动力就玩不转电磁弹射”,这是几年前中文互联网最响亮的唱衰金句之一。
所以今天,我给“常规动力不够用”的谣言算笔细账!
如今,003福建舰三次“暴力弹射”视频一出,流言似乎不攻自破,但仍有人较真:
飞机是弹出去了,烧掉的油从哪来?
本文就拿公开数据做一次“死磕级”定量计算,
看看一条常规动力航母如果每天高强度出动100架次30吨级舰载机,
到底要在油箱里为电磁弹射额外准备多少燃油。
没有核动力,是不是就不能使用电磁弹射!
30吨(30000kg)舰载机要在100米距离内被加速到约85m/s(≈165节)的离舰速度。
中学物理告诉我们:
动能 Eₖ = ½mv²
= 0.5 × 30000kg × (85m/s)²
≈ 1.09 × 10⁸ J = 109 MJ
这109兆焦耳是“纯机械功”。弹射器不可能100%转化,
目前工程实测的“轨道-电机-变流”系统端到端效率约38%(飞轮储能88%、直线电机92%、变流95%再乘机械损耗)。
因此储能装置要拿出来的电能为:
Eₑ = 109 MJ / 0.38 ≈ 287 MJ ≈ 80 kWh
把线损、冷却泵、控制机柜都算进去,美海军与马伟明团队论文给出的实测值基本落在83kWh左右,
与我们估算只差3kWh,下文直接取83度电作为“一次弹射用电量”。
二、83度电换算成“柴油斤两”舰用高速柴油机发电的燃油消耗率公开资料极少,但舰用燃气轮机与民机同根同源,可借用相近热值推算:
1. 柴油低热值43 MJ/kg
2. 舰用中速柴油机热效率≈35%(比民机略高)
3. 发1度电(3.6 MJ)需要柴油:3.6 MJ ÷ (43 MJ/kg × 0.35) ≈ 0.24 kg
弹射一次:83 kWh × 0.24 kg/kWh ≈ 19.9 kg柴油
柴油密度0.83 kg/L,因此:
V = 19.9 kg ÷ 0.83 kg/L ≈ 24 L
这就是核心答案:
把一架30吨舰载机弹上天空,常规动力航母大约要“烧”24升柴油。
按照现在的油价来算,一次只需要:
24×7=168元!
24 L × 100 = 2400 L ≈ 1.99 t
即使把“发电机低负荷油耗偏高、冷却附属设备”再算20%裕量:
2 t × 1.2 ≈ 2.4 t
一天100架次的高强度出动,电磁弹射所增加的燃油消耗不到2.5吨。
作为对比:
- 尼米兹级巡航一天全舰总油耗约700–900吨;
- 国产003型常规带刀侍卫(燃油装载量据开源照片推算约8000吨)可连续巡航30–40天;
- 2.5 t / 8000 t ≈ 0.03%,弹射用油连“零头”都算不上。
蒸汽弹射要先把614 kg淡水烧成14 MPa、350℃的干饱和蒸汽,
全程热效率仅4%–5%。同样把30吨飞机加速到109 MJ,锅炉侧需输入约2.2 GJ热能,折合柴油:
2.2 GJ ÷ (43 MJ/kg × 0.35) ≈ 146 kg ≈ 176 L
176 L vs 24 L,蒸汽弹射油耗是电磁的7倍;
再加上保持高压待机24小时不断火,日合计油耗可达电磁弹射的10倍以上。所谓“蒸弹更省”完全颠倒。
五、功率瞬时峰值会不会“拖垮”常规动力?电磁弹射3秒内要输出287 MJ,瞬时功率约96 MW,确实吓人。
但关键在“储能”而非“主发”。福建舰采用超级电容+中压直流方案:
- 储能单元45秒恒功率6.7 MW即可充满;
- 主发电机(燃气/柴油联合)额定输出几十兆瓦,抽出7 MW给弹射充电轻而易举;
- 推进与舰面用电完全解耦,不会出现“一弹射就掉速”的尴尬。
换句话说,“功率瓶颈”早被现代电力电子+储能解决,
常规动力与核动力一样玩得起电磁弹射,区别只是核堆省掉了“油仓”,而不是“油效”。
1. 一架30吨级舰载机电磁弹射一次,等效油耗约24升柴油;
2. 日飞100架次,仅增加燃油2.5吨,不足航母日总油耗的0.5%;
3. 蒸汽弹射同等情况需油约180升,电磁弹射油耗仅为它的1/7;
4. 现代飞轮/超级电容储能把“秒级百兆瓦”拆解成“十秒级几兆瓦”,常规动力完全满足。
所以,下次再听到“常规航母带不动电磁弹射”时,你可以直接把这篇文章甩给他:
不是核动力才能电磁弹射,而是电磁弹射让常规航母也拥有了媲美核航母的出动效率,还省了一大笔油钱。