众所周知,在当今复杂多变的国际局势中,一个国家的综合实力是其立足世界舞台的关键所在,涵盖了军事、科技、经济等多个重要领域。其中,军事发展作为国家国防实力的核心体现,一直备受关注,而科技领域的创新,尤其是军事装备技术的突破,更是综合实力的重要支撑。与此同时,在战略资源领域的掌控能力,也深刻影响着国家的安全与发展,成为衡量综合实力的重要维度。

在军事装备领域,海、陆、空各个维度的装备一直是各国竞相发展的重点。众多国家都在不遗余力地投入资源,致力于提升战机、舰艇等装备的性能。然而,军事装备的范畴广泛,不仅包括备受瞩目的海空装备,像坦克等陆战装备在陆地作战中同样具有不可替代的重要地位。尽管在现代战争理念中,海上作战和空战的重要性日益凸显,对坦克等陆战装备的关注度相对有所下降,但陆地战作为国防体系的重要组成部分,始终不可忽视,坦克等装备是陆地作战中不可或缺的关键力量。在二战期间,坦克就作为重要的陆地作战武器,深受各国陆军的高度重视和青睐。


在国际战略资源领域,稀土、煤炭、矿产等资源的重要性不言而喻。这些资源不仅是工业生产的基础原料,更是支撑高新技术产业发展的关键要素。各国都在积极寻求稳定的资源供应渠道,加强对资源的开发和利用,以保障本国产业的持续发展。

还记得岸田文雄登上美国 “里根” 号航母的事件吗?当时,岸田文雄在参观 F/A-18 舰载战斗机时,突然提及我国 003 号航母 “福建” 舰。他向美方发问:中国有能力操作这种电磁弹射吗?美方当着岸田的面评价 “福建” 舰的战斗力,宣称 “操作人员缺乏技能”。岸田对这个回答颇为满意,还指出,“果然只有装置本身是不够的”。

然而,央广播电视总台国防军事频道播出的中国海军奋进新时代专题节目,有力地回应了这些质疑。节目不仅确认了中国 “福建” 舰具备电磁弹射的能力,还确认了其具备电磁阻拦的能力。目前在全球航母中,除了美国 “福特” 号具备电磁拦阻和电磁弹射器系统以外,福建舰是全球第 2 艘具备这两项先进技术的航母。

需要指出的是,解决电磁弹射系统并不意味着就能自然而然地解决电磁阻拦系统,毕竟两者的技术路线存在较大差异。可以说,电磁弹射是放能过程,而电磁阻拦是储能 + 放能过程,从能量等级、能量回收再利用以及对应的机械构造上,都有着极大的差距。


而且,根据马伟明院士之前的采访,中国在船舰电磁技术上领先美国,并且是整整领先了一代。这一事实,实实在在地打了岸田文雄的脸。

接下来看看航母阻拦装置。舰载机起降技术是指舰载机在运动的、有限长的航母飞行甲板上起飞以及回收的过程。在舰载机的起降中,着舰比起飞难度要大得多。自从第一架飞机从航母上起飞后,舰载机的着舰任务就成了飞机设计师和舰队工作人员的重大挑战。即便在良好的气候和海况条件下,舰体的运动、机动等不利因素以及大气紊流,都会给着舰作业带来诸多难点。舰载机的着舰比陆基飞机的着陆更具危险性和复杂性,事故率也更高。

舰载机在航母的甲板上着舰,飞行甲板一般长度不超过 150 ~ 200 m,因此必须采取有效的着舰方法。航母甲板上装有一套阻拦装置,用于强制舰载机在短距离内迅速减速制动。航母上使用的舰载机拦阻装置一般有两种:阻拦索和拦阻网,而现代航母通常使用的都是阻拦索系统。如果着舰时飞机拦阻钩没有钩住阻拦索,那么设置的拦阻网可以使飞机停止前进。

相比于传统机械式的阻拦装置,电磁式先进阻拦装置(简称电磁阻拦装置)具有明显优势。它的阻拦范围更广,且在阻拦过程中可采用闭环控制策略,能够显著降低阻拦过程中的峰均力比。其特点是完全采用电机作为阻拦过程的调节及吸能元件,以便充分利用电机完全精确可控的优点,实现在飞机阻拦过程中对其阻拦轨迹进行实时闭环调节的目的。


航母电磁弹射装置是目前最先进的飞机起飞装置,它不但适应了现代航母电气化、信息化的发展需要,而且具有系统效率高、弹射范围广、准备时间短、适装性好、控制精确、维护成本低等突出优势,是现代航母的核心技术和标志性技术之一,美国将其视作实现 “空海一体战” 的利器和领跑世界航母技术的关键。

然而,福特舰的电磁系统却存在着诸多问题。首先,它无法弹射 F35C 这种重型舰载机,除了弹射力度不够之外,还不可以中途随意更改舰载机的弹射吨位。也就是说,一旦开始弹射,如果第一架舰载机是 25 吨,那么后面的所有需要弹射的十几架甚至几十架舰载机都必须是标准的 25 吨;一旦更改弹射重量,哪怕是减少到 24 吨级,福特级的电磁弹射系统就会当场死机,必须立即重新启动。要让电磁弹射系统的储能飞轮从急速旋转状态到最后停转,这一过程存在诸多问题。

而福特号上面的电磁拦阻装置,平均拦阻 45 次,就必然会出现一次大故障。五角大楼的武器测试人员认为,福特号的电磁弹射系统是最大的挑战,未能达到最初的可靠性目标。在最新的测试报告中,大约每 614 个弹射周期中就有一个失败,这一数据远高于每 4166 个周期一次失败的目标。

这一切问题的根源在于福特舰的电力系统。首先,中压交流电路线多了逆变器等庞大的设备,整个设计变得更加复杂。复杂的设计意味着出问题的几率会变高。


电磁弹射系统主要包括直线电机、储能系统、控制系统和电力电子系统等。其中,储能系统是在一定时间内从航母配电系统中获取并储存足够能量,然后再在极短时间内释放。电力电子系统是用来控制脉冲放电从而控制直线电机。控制系统对各种信息进行综合处理,保证各个装置正常运行。这些装置系统一起配合运行,以达到最佳的弹射 / 阻拦效果。

美国福特舰采用的是飞轮储能方式,电能驱动飞轮加速旋转储存能量,将电能转化为了内部旋转部分的动能。之后,由于飞轮悬浮在真空的容器中,所以它的转速几乎不下降。在放能时,快速旋转的飞轮带动发电机发电,再经过转换器输出适合电路的电流、电压,便完成了由动能转化电能的过程,在该过程中飞轮的转速下降。整个这部分的流程完成了电能高效储存和快速释放,属于机械能储能。电磁阻拦系统在工作时,通过飞轮能量的快速释放,加上交流发电设备,共同完成拦阻索的拉力负载。

美国的设计是先用船上电网给交流发电机加速,当需要弹射或者阻拦的时候,停止供电,让交流发电机开始发电,用这几台交流发电机发的电,通过逆变器等设备去带动直线电机运转,然后再通过飞轮储能释放。整套机械能储能的交流发电机非常复杂,也非常不可靠,而且整个过程还存在巨大能量损失问题。

美国给每套弹射器配了 3 个储能交流电机。理论上来说,一个坏了,其他两个都可以继续工作,但现实情况是一个坏了其他都无法工作,这就是整个设计过于复杂冗余的原因,也使得整套设备的故障率变得更高。这也是为什么福特舰电磁系统存在这么多问题的原因。

与之相比,中国福建舰更为先进。福建舰采用的是中压直流电力系统,采用的是电容储能方式。它是利用电极 / 电解液界面电荷分离所形成的双电层,或借助电极表面快速的电化学反应所产生的法拉第 “准电容” 来实现能量储存的储能装置,其能量密度和比功率都高于一般储能装置,工作温度范围长、使用寿命长且无污染。这样电容放电放出来的是直流电,再加上中压直流方案,一步到位,没有中间商赚差价,简单高效,可靠性和稳定性都很高。

这就是为什么美国的福特舰电磁技术不如中国的原因。同时,中国在国际战略资源领域也展现出了强大的实力和坚定的立场。以稀土资源为例,美国一直对稀土有着强烈的需求,试图通过各种手段获取稳定的稀土供应。美国与蒙古签署了稀土相关协议,妄图绕开中国实现稀土的运输和获取。然而,中国的一系列举措让美国的稀土计划屡屡受挫。美国试图通过飞机将蒙古的稀土运往美国,却遭到中国领空新规的拦截,美运输机被困在乌兰巴托,中国领空新规发挥了关键作用。在铁路运输方面,蒙古的铁路轨距问题成为运输瓶颈,且想要通过铁路运输稀土必须经过中国,中国的态度和相关规定使得美国的稀土运输计划在中国门口受阻。印度曾试图插手中蒙稀土贸易,精心谋划的三条运输路线最终全部失败。美日韩争抢蒙古稀土,但中国牢牢掌控着运输命脉,无论是港口运输还是陆地运输,都让美国的稀土计划难以顺利推进。美国要求中国开放天津港用于稀土运输,遭到了中国的坚决拒绝。

在其他战略资源方面,中国也不断取得突破。双鸭山褐煤的煤变油技术取得重大进展,使战机摆脱了对马六甲海峡的依赖,这一成果震动了五角大楼;通辽铀矿的发现,让美国核潜艇的燃料缺口难以弥补;百年焦作铝矿的逆袭,使得波音公司不得不采用中国生产的飞机蒙皮;四川钛矿的发展让空客的 A350 在使用中国钛材时成本大幅增加。此外,四子王旗的萤石影响到了美国芯片产业的发展,平顶山煤矿的煤炭资源吸引了美国电厂纷纷求购。中国在资源领域的不断突破和强大掌控力,让美国等西方国家不得不重新审视中国的实力。

中国在航母电磁技术领域的领先,以及在战略资源领域的强势表现,充分彰显了中国强大的综合国力、卓越的科技创新能力以及维护国家主权、安全与发展利益的坚定决心。未来,中国将继续在军事科技和资源领域稳步前行,不断提升自身实力,在国际舞台上发挥更加重要的作用,为推动全球科技进步与资源合理利用、维护世界和平稳定做出更大的贡献。同时,中国也将以更加自信的姿态,积极应对各种挑战,坚定不移地走自主创新和可持续发展之路。

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