航母的电磁弹射器是什么原理？有哪些优点？美国的技术最先进吗？

　　美国最新航母福特号的一大亮点就是采用了电磁弹射器（EMALS），它和之前的蒸汽弹射器有什么区别呢？它的工作原理是怎样的呢？其实早在1940年代，美国就研究了类似EMALS的弹射技术，但是并没有取得什么成果，后来就放弃了。到了上世纪九十年代，美国海军又开始了电磁弹射器的相关研究，并且在1998年了制造了一个小尺寸模型。电磁弹射主要是为了取代蒸汽弹射，不仅可以使舰载机能够更快捷平稳地起飞，能够弹射各种重量的舰载机，还能延长舰载机的寿命，降低对淡水的需求，成本更低，维护起来也更简单方便。
　　电磁弹射器主要由储能系统、直线感应电机、控制系统、冷却系统、功率转换系统、减速缓冲和刹车装置等组成。美国海军的电磁弹射器，储能系统能够在45秒的时间里汲取能量并存储，并且在23秒的时间内释放高达484兆焦耳的能量。直线感应电机利用电流产生磁场，推动运载工具沿着轨道弹射舰载机，美军的电磁弹射器直线感应电机可以把一架重达45吨的飞机加速到240公里小时的速度。功率转换系统通过循环换流器，向直线感应电机提供受控的上升频率和电压，调节电机的动子速度，使舰载机达到一定的起飞速度。控制系统主要是通过内液增阻效应轨道上的传感器监控其运行，确保该系统能够为舰载机提供所需的加速度。
　　电磁弹射器的主要原理是，采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速，因为电磁驱动力与电流平方成正比，所以只要保证足够的电流输入，就能使发射装置内产生足够大的推力，进而使被弹射物体达到更高的速度。电磁弹射器的直线感应电机由几十个节段组成的两束固定梁构成，需要电线为它们提供能量，并将它们转化成电磁力来推动物体运动，每一节都会产生一个有吸引力的磁力在物体的前缘和一个排斥磁力在它的后方，弹射器的托架和飞机之间通过接口连接飞机的前轮起落架，使用与当前蒸汽弹射系统相同的硬件。启动时电机沿轨道加速托架，在飞机滑行过程中，只有围绕托架的线圈部分通电，有效减少了功率损耗。在连接到弹射器的托架之后，飞机被电磁推动直到升空。之后，减速缓冲和刹车装置通过逆转两束电磁力来抵消前进动力，托架将在20英尺内停止，然后用同样的能量使托架归位。
　　与蒸汽弹射器相比，电磁弹射器可以更精确地控制发射过程。在使用蒸汽弹射器时，航母发射一架舰载机所需的蒸汽量取决于飞机的重量，一旦发射开始，就无法进行调整。如果使用了太多的蒸汽，连接到弹射器上的前轮起落架就会被扯下来。如果使用的蒸汽太少，飞机就不会达到起飞速度，并会坠入海中。而电磁弹射器的发射控制系统，可以监测飞机在发射过程中的速度，并可以在发射过程中进行调整，以确保飞机以最合适的速度起飞。电磁弹射器还可以发射更多种类的飞机，包括重型战斗机和轻型无人机。电磁弹射器还拥有更充沛的能量和效率。电磁弹射系统拥有4个磁盘交流发电机，每一个都可以提供121兆焦耳的能量，而蒸汽弹射器只有大约95兆焦耳。电磁弹射器的理论功率转换效率高达90，而蒸汽弹射器的效率仅为5。不过，电磁弹射器的造价更高，技术难度更大，可靠性也有待提升。
　　由于电磁弹射器拥有比蒸汽弹射器更大的优势，因此代表了未来航母弹射技术的发展方向。美国是世界上第一个发明实用型电磁弹射器的国家，福特号是世界上第一个使用电磁弹射器的航母。尽管福特号航母的电磁弹射器发生过严重故障，仍有很多地方需要完善，可靠性也需要更进一步的验证，但不能因此而否认电磁弹射器的先进性。