傳肯尼迪航母電彈已改中壓直流?通用原子的智慧:一個決定就解決了

“約翰·肯尼迪”號航母海試已經有幾天了，原本并不打算就這個問題展開反復討論，但在國內以及國外社交媒體上有不少網友留言稱肯尼迪號航母已經成功的將中壓交流的電彈改成了中壓直流，先進電磁攔阻AAG的問題也已經解決，這次歷史性的海試就是測試這些裝備的穩定性，看起來還真有點那么回事，事情真的是這樣嗎？

從各路媒體的報道來看，確實有媒體評論稱改中壓直流彈射是是解決問題的一個選項，但是并沒有確認真的是否有改造！而從肯尼迪號航母動態進展來看，似乎并沒有如此龐大的改進動態，作為其中最為關鍵的一環，福特級電磁彈射的研發母公司通用原子或者已經作了一個決定就已經將電彈問題解決，接下來就要看美國海軍的態度了！

傳肯尼迪航母電彈已改中壓直流？美媒報道到底改進了多少

1月28日對于美國海軍來說確實是一件大事，福特級航母的二號艦CVN-79“約翰肯尼迪”號從2019年就下水的航母在港口泡了整整6年又一個半月后終于進入了海試環節。一號艦CVN-78“福特”號從下水舾裝到海試僅僅過了3年，按理說輕車熟路的二號艦“肯尼迪”號時間應該更短才是，怎么在港口一泡就是6年？

其實作為老軍迷都知道是怎么回事，當年福特級一號艦CVN-78就是帶病服役的，雙波段雷達、電磁升降機、AAG先進電磁攔阻和EMALS電磁彈射都有比較嚴重的問題，每個問題都讓美國海軍非常頭大，但是其中問題最大的卻是電磁彈射與電磁攔阻！

電磁彈射的主要問題就是故障率實在太高，而真正原因估計大家都知道一點，因為中壓交流的的中頻電源實在太復雜，通用原子給四條電彈只設計了一套電源，2020年6月2日那天，不知道是手賤還是操作維護，操作人員把這套電源給重啟了，結果因為某個故障代碼起不來了！

通用原子隨艦工程師無法解決，不得不緊急調用通用原子的高級工程師上艦，竟然也束手無策，最后通用的工程師想了個辦法，繞開了那個故障代碼終于重啟成功！但時間已經過去了6天，要是在戰時6天都無法彈射戰斗機的話，福特號墳頭草都三丈高了。

AAG先進電磁攔阻的問題又不一樣，這種電磁攔阻是水力阻尼+電磁阻尼，可以根據落地戰機的級別在毫秒級內作出反應調整阻尼力度，不同著艦質量的艦載機著艦時可以得到不同的攔阻曲線，增加飛行員舒適度，降低戰斗機著艦過載，延長艦載機使用壽命！

但是AAG實在太復雜，通用原子在電磁攔阻上遭遇了難以想象的困難，當然不是AAG攔不住，而是能量吸收過猛導致機體沖擊過載超標，要么能量吸收不足，攔截距離延長，最極端的情況就是軟件判斷錯誤系統故障。

AAG有4條攔阻索，每條都有獨立能量吸收設計！如果有一條故障，可以在降落時將這套攔阻索隔離，使用其他三條攔阻，根據美國海軍航母對降落攔阻的要求，必須有三條正常時才能執行著艦任務，所以AAG得高故障率真讓著艦飛行員提心吊膽，四條完全正常的時候很少，大部分時候都只有三條攔阻索，和尼米茲航母時代完全不可同日而語！

福特級一號艦CNV-78“福特號”有那么多問題為什么就能在短短幾年內服役呢？二號艦CNV-79“肯尼迪”號為什么就卡殼了呢？答案很簡單，福特號能服役是因為兩個原因，一個是美國海軍等著用；另一個是通用原子誓言要在短短幾年內解決問題，等到肯尼迪號下水時這些問題都已經迎刃而解，直接使用成熟方案即可。

當然咱也不知道到底是史密斯專員起了作用還是通用原子的“誓言”起了作用，反正福特號就這樣顫顫巍巍的服役了，但是讓美國海軍沒想到的是從2017年服役的福特號一直未能解決問題，所以等著“成熟方案”的CVN-79“肯尼迪”號在2019年下水后后再碼頭邊接連泡了6年之久！

這次肯尼迪號海試真解決了這些問題？

社交媒體X以及多個國外社交媒體上都有說法稱肯尼迪號已經解決了這些問題，并且還有留言稱已經成功的在肯尼迪號上用上了中壓直流的EMALS，這個可是相當大的新聞啊。那么問題來了，肯尼迪號真解決了嗎？據TWZ在1月28日的報道，美國海軍關于肯尼迪號的海試確實提到了這些問題以及解決的結果：

• 肯尼迪號航母換裝了新的、更先進、更可靠的AN/SPY-6(V)3 固定面雷達，代替了福特號問題比較多的，另外在其它系統的建設和集成上也有不少改善；
• AWE（先進電磁升降機），根據公開報道，福特號上已經在2022年解決，相信肯尼迪號上的問題即使有也應該不至于影響海試；
• EMALS（電磁彈射器）在肯尼迪號上已進行了no-load（無載）測試和dead-load（重載模擬）測試，但這不表示問題已經解決，因為福特號也進行過同樣的試驗，關于解決的說法上，美國海軍公開報道是有進展，但沒有公開具體結果；
• AAG（先進電磁攔阻），TWZ和美國海軍公開報道中都沒有說 AAG完全成熟或完全解決問題，僅僅表示仍然在認證和測試過程中，并且還是正式交付前需要完成的任務之一，這表示AAG的問題可能比EMALS更嚴重一些。

至于通用原子有沒有將中壓交流換成中壓直流，TWZ和美國海軍官方報道中都沒有提及，沒有公開資料確認肯尼迪號采用中壓直流（MVDC）電源重構EMALS，現有系統基于福特級的中壓交流設計并做改進。

通用原子的智慧：一個決定就解決了

通用原子為福特級航母設計的EMALS從理論上看并不是沒有解決問題的可能，主要問題還是集中在四條彈射器集中使用一套電源的問題，如果為每條彈射器設計一套獨立電源那問題不就解決了嗎？顯然這是一般人的想法，但問題是當初通用原子就是因為太復雜，設備太龐大而四合一，四套電源連冗余都設計在了一起，現在又要分開，很明顯這不是給通用原子上眼藥嘛！

福特號的電磁彈射問題都是因為中壓交流路線導致的，為什么中國選擇的中壓直流就沒那么多屁事呢？那是因為中壓交流對于那種需要再2-3秒內達到幾十兆瓦級超大功率的供電的電磁彈射來說是天然不適合：

中壓交流（MVAC）電網有一個問題：相位同步、頻率穩定、多發電機并網協調，學過交流電的朋友都知道，相位和評率對交流電非常重要，所以發電機發電并網時會有頻率和相位兩個要求，老式發電站并網的暗燈法估計很多年紀比較大的朋友都有印象。

電磁彈射的毫秒級、非周期性、脈沖式超大功率輸出會導致電網的頻率、相位擾動，這個對全艦電網就是第一個考驗！對于航母的中壓交流電網來說就有個抉擇了，雷達、推進以及航電系統都對用電有很高要求，一個EMALS進來就搶功率，這就是手心手背如何選擇的問題了。

第二個考驗是交流電對于電磁彈射器要求的變頻電源來說，大概會經過多級AC→DC→AC的變換，多一級變換就多一次故障概率，從核反應堆發電→中壓交流→整艦配電→EMALS變流→儲能→發射，直流可以直接并聯的同時還能做到獨立管理，并且與艦載中壓直流電網解耦，這么多環節中，出故障的概率個要比中壓直流多好幾倍。

中壓直流不存在這些問題，首先直流沒有相位同步，也不需要頻率同步，不會影響全艦供電！盡管交流可以儲能，但在交流儲能也就是發電環節也存在一個頻率和相位問題，那個同樣要命。直流儲能比交流儲能簡單的多，飛輪儲能交直流都可以用，但超級電容和電池儲能就只能直流電了，要不然變壓整流又是一大麻煩事。

問題來了：中壓交流改成直流不就結了？

確實是個好主意，通用原子絕對是知道這事情的，當初選擇中壓交流是一步步選擇導致的結果，最早尼米茲級航母用的就是交流系統，交流配電系統最容易實現，這個各位應該有印象吧，一臺變壓器就可以滿足不同電壓需求，一套整流穩壓系統就可以實現直流電源要求，還有比交流更好用的嗎？

所以在美軍艦用的都是中壓交流體系，以至于后來的福特號上大量設備都是兼容尼米茲級航母的，福特號只能選擇中壓交流體系，很自然的電彈也就采用中壓交流體系了。至于后來會發生什么，那是另一個工程落地的問題了，體制上用中壓交流卻成本最小。

既然問題那么大，現在還能改嗎？答案是當然能改，代價大小而已嘛！方案有兩個，第一是全艦從中壓交流改到中壓直流，事實上從前文的描述就知道這個幾乎不可能，因為不只是全艦配電系統徹底換血，并且全艦設備必須要大面積改造或者被徹底換掉，這個成本大概需要上百億美元，僅僅比重新造一艘便宜一點。

第二是局部改造，只將電磁彈射系統改為中壓直流系統，這個成本是最低的！因為這樣也可以從艦載中壓交流電網中整流后取電，但需要改造儲能系統、電磁彈射的子系統儲能、彈射、控制與結構也需要推倒重來。相當于電磁彈射按直流模式重新設計一次！

對整體影響比較小，但局部影響依然非常大，根據公開報道的消息，如此改造的耗資大概在20~30億美元左右，時間大概在2-3年，其實這個方案相對于目前極不穩定的EMALS來說還是可以接受的，當然前提是一切順利。

但是公開報道基本已經否定了這個可能，不過海軍公開報道已經承認有進展，這表示中壓交流的電彈已經到了堪用或者即將堪用的地步，海軍已經看到了一些希望。不過根據上文的分析，只要還是中壓交流體制，那么這個問題就無法杜絕，只是降到了海軍可以接受的程度。

當然還有一個可能，通用電子只要拿出軍工復合體的智慧決定擺爛即可，就是死咬改進絕對不會重新設計不放，美國海軍其實一點辦法都沒有，因為能造電彈的也就是通用原子一家別無分店，就算有點缺陷也得捏著鼻子用，現在的軍工復合體都是一切以搞錢為主，要是有人影響了搞錢，那就把這人搞走！

特朗普的建議：改回蒸汽彈射到底有多難？

各位是不是有點理解特朗普在去年10月底在日本橫須賀美軍航母CVN-73“喬治·華盛頓號”上的演講了，當時特朗普氣急敗壞的表示美軍航母彈射器應該換回蒸汽彈射器，他表示蒸汽彈射器的話航母維護人員用榔頭就能修好，電磁彈射器出故障必須要請通用原子的高級工程師（指的就是2020年6月的那次災難級事故）。

那么問題來了，假如美軍航母真的要從電磁彈射器換回蒸汽彈射，這個操作存在可能性嗎？答案是100%可操作，但前提是已經造好或者大部分艙體結構已經造好的航母已經沒法換了。因為蒸汽彈射和電磁彈射兩種存在極為嚴重的差距，存在“低版本向高版本單向升級”，卻無法從“升級退回低版本”。

比如中國的常規航母福建艦，當年設計就是蒸汽彈射，但在建造時電磁彈射已經成功了，并且性能幾乎就是絕殺蒸汽彈射器，所以最終軍方高層拍板換成了電彈。因此是不是據此就認為電彈蒸彈存在互換性呢？答案是NO！

因為蒸彈的體積遠大于電彈，能放得下蒸彈基本也就放得下電彈，當然改裝是必須的，不過工程量相對比較小。而要是為電彈設計的區域要改蒸彈就完球了，因為電彈體積比較小，根本就塞不下蒸彈的結構，并且蒸彈還要有長達上百米的蒸汽管道從艙底鍋爐一路直達彈射器位置，這個已經完工了的航母就不可能嘛。

所以從理論上來看，像CVN-79（肯尼迪號，已經完工正在海試）、CVN-80（企業號，完工度75%）基本已經不可能了！CVN-81（多里斯?米勒號，完工度20%），這艘還有機會改，但要馬上決定了，因為艙室結構影響蒸汽管道布置；CVN-82（威廉?J?克林頓號，還沒開建）、CVN-83（喬治?W?布什號，沒開建）這兩艘改建完全沒問題。

從美海軍的表態來看，基本就打算在中壓交流的電彈上一路走到黑了，故障率稍高能接受就行，反正蒸汽彈射器故障也挺多，并且維護超級麻煩，不如電彈，雖然故障多，但好在維護省事多了。不過除了美國海軍這個用戶外，法國PANG航母也打算采用通用原子的電磁彈射器，不知道法國海軍打算如何解決這些問題。