2009年电磁弹射器开始步入生产阶段。6月，美国海军授予通用原子公司电磁弹射器生产合同。第一部舰载电磁弹射器已于2011年5月9日交付，最后一部弹射器计划于2014年初交付。4部电磁弹射器在2015年初进行装舰后的试验，并在2015年末交付美海军。

图1 “福特”级航母电磁弹射器研制历程

三 基本情况

3.1

系统组成

电磁弹射器主要由储能系统、弹射直线电机、电力电子变换系统和控制系统四部分组成，其中弹射直线电机是核心，通过控制输往弹射直线电机的电流大小，可以产生相应的推力，将舰载机在短距离内加速到起飞速度。

（1）储能系统

由于电磁弹射器对电力的需求很大，在弹射较重的舰载机时，整个电磁弹射器的峰值功率要达到100多兆瓦，在目前条件下，这部分用电无法直接依赖航母电力系统的实时供给，必须依靠储能系统将所需的电力事先储存起来。储能系统的电能来自航母电力系统，在需要的时候瞬间释放出来。

电磁弹射器的储能系统需解决的问题是，如何在一定的重量和体积限制下储存所需的电能，并在3秒内将储存的能量按照功率要求释放出来。能够满足电磁弹射器储能需要的现成系统由于体积和重量的原因无法应用到航母上。目前，美国海军的电磁弹射器采用的是飞轮储能（FES）装置。

（2）弹射直线电机

弹射直线电机安装在飞行甲板下面，它利用电力电子变换系统馈电，生成行波磁场，其运动部分在电场力的作用下，带动往复车和舰载机沿弹射冲程加速。舰载机脱挂后，弹射直线电机的运动部分在反向行波磁场的作用下，以低速回复到初始磁场阵位上。弹射直线电机代替蒸气弹射器的汽缸和活塞，而蒸气弹射器原来位于飞行甲板上的往复车及其与飞机之间的接口仍然保留。

（3）电力电子转换系统（交-交变频器）

电力电子变换系统从储能装置获得电能，并负责将这些电能转换成功率和电压逐渐升高的恒流交流电，供给弹射直线电机。电力电子变换系统是让电磁弹射器上舰的关键技术，通过提供不同的电压和频率，可让电磁弹射器在任一速度下，都能以最高的效率工作。变频范围是0~644赫兹和0~1520伏。最大弹射时输出电流峰值6400安培。

目前美国通用原子公司用其商业电力设备产生的固态技术将这种电子装置浓缩成紧凑的模块，安装在航母的飞行甲板下。

（4）控制系统

控制系统确保电磁弹射器的弹射作业按照预定的参数完成，它通过精确控制供给弹射直线电机的电流，能够获得远低于蒸汽弹射器的峰均推力比。在可能的条件下采用民用成熟技术和部件，系统本身也采用了冗余的体系结构，使得整个控制系统将具有很高的可靠性。为了便于安装和维护，并大幅降低全寿期费用，美国海军特别强调控制系统的模块化。

控制系统含有一个闭环速度控制器，该控制器用于控制不同位置的速度，以满足不同重量飞机和外部干扰（如风）条件下对末端速度和加速度的要求。它实际上是对作用在舰载机上的力进行控制，即针对不同的舰载机，对弹射力进行精确的控制，使加速度保持恒定，且能够保证在弹射冲程内将舰载机加速到起飞速度。另外，控制系统还能对弹射过程进行实时监控。

3.2

技术指标

电磁弹射器的技术指标要求取决于飞机、航母和舰载机联队的作战需求。美国海军最初对电磁弹射器提出了技术指标要求，后来技术指标有所调整，主要对电磁弹射器的重量、体积的指标进行了调整，其他指标都没有变化。

表2 最初提出的电磁弹射器技术指标