電磁彈射器

電磁彈射器是美國、英國及中國等多個國家的海軍正在研發的最新一代航空母艦專用飛機彈射器。目前只有美國海軍公開宣布研製成功，並且安裝在建造中的福特級核動力航空母艦上。與磁懸浮列車的原理相同，電磁彈射器使用一台直線電動機作為動力來源，這是其與傳統的蒸汽彈射器最大的不同。電磁彈射器的優勢在於其更安全可靠，因為相較於蒸汽彈射器，其加速的過程更均勻，對航母的結構傷害也更小。

電磁彈射器的其他優點在於裝備重量輕，造價適中以及維護成本較低。相反地，相較於傳統的彈射器，電磁彈射器反而可以彈射更重型的飛機。另外，系統的淡水消耗量也較少，同時也更節能。

包括：電源、強迫儲能裝置、導軌和脈衝發生器等，但彈射器還多了強迫降溫及精確控制。

分別介紹如下：

電源裝置

電磁彈射器用的是直流電源，而且在電磁彈射器工作時是負荷衝擊性非常大。雖然有了儲能裝置，但由於要求彈射器在很短時間內起飛更多架次的飛機，所以對電磁彈射器的電源容量要求也比較大，一般容量在5~8KVA左右（但輸出電壓卻不高）。這麼大的功率的交流發電機當然不是問題，但如果是直流發電機則必須是無刷穩流直流發電機，否則滑環的強大電流會灼傷換向器。

直線電機的原理並不複雜．設想把一台旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開，並且展平，這就成了一台直線感應電動機。在直線電機中，相當於旋轉電機定子的，叫初級；相當於旋轉電機轉子的，叫次級。初級中通以交流，次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動．這時初級要做得很長，延伸到運動所需要達到的位置，而次級則不需要那麼長。實際上，直線電機既可以把初級做得很長，也可以把次級做得很長；既可以初級固定、次級移動，也可以次級固定、初級移動。然而，電磁彈射器也決不是僅靠直線電機工作的，它總共有強迫儲能裝置、大功率電力控制設備、中央微機工控控制及直線感應電機

力量儲能裝置

力量儲能裝置是電磁彈射器的核心部件，它不僅緩解了發電機的壓力，同時在彈射器不工作時吸收發電機的能量，使發電機幾乎不受衝擊性負荷的影響。力量儲能裝置原理不複雜，但實施起來很麻煩。早期美國使用的力量儲能裝置是這樣的：用一個交流發電機給一個交流電動機供電，這其實很容易辦到，但這個電動機的轉子同時拖動直流發電機和一個慣性特別大的自由轉子（約上百噸）一起旋轉。我們知道，這麼重的自由轉子起動起來有一定的難度，然而這麼重的自由轉子運行到高速時具有非常大的動能。而在彈射器工作時，在發電機看來是接近短路的電流會產生強大的制動力阻止發電機繼續運行，電動機將無能力拖動，但此時由自由轉子強大的儲能強制拖動直流發電機運行，從而完成衝擊性負荷過程。自由轉子會因此速度降低，但起動結束后電動機會在發電機沒有負荷下把自由轉子拖動到一定的速度，從而完成儲能。但需要說明的一點是，這裡的電動機既不是鼠籠式電機，也不是繞線式電機，還是轉子有一家電感及線圈的電機。

電磁彈射系統的強迫儲能系統要求在45秒內充滿所需要的能量。最大的艦載機起飛一般需要消耗的能量不會超過120兆焦，而這強迫儲能系統最大能儲存140兆焦的能量,此時充電功率為3.1兆瓦，算上損失,4兆瓦左右（實際上達不到的），四部電磁彈射系統同時充電，充電總功率可達16兆瓦（1兆瓦=1000KW），可見沒有強大的電源是無法滿足電磁彈射需求的。當然，航母上耗電的又豈止是四部電磁彈射器，另外還有電磁軌道炮、升降機、激光（激光的功率都不算大）等其它用電加起來的話必須要航母總功率達60兆瓦以上，否則電磁彈射器充電時也會影響其它系統用電的。

磁懸浮列車就是用直線電機來驅動的。關於直線感應電機實際上原理簡單，在實際生活中也可遇到不少。美國的電梯轎廂門就是採用直線電機驅動，而中國在還大部分停在車床上等不太多的場合。用於電磁彈射器的直線電機與它們相比可謂超功率的，而且其工藝方面也比普通的高。電磁彈射器的直線電機動子是採用鋁筒（大部分材料為鋁），為U型狀，其中3面與直線電機的定子相對，其中往複道與航母存在摩擦外，其餘均不會產生摩擦，而且鋁筒質量輕，遠遠小於蒸汽彈射器的活塞，因此返回非常容易，減速道也可短的多。實際上，其中動子部分一部分專家認為還可以進一步減輕，那麼電磁彈射器效率是明顯的.

導軌

電磁彈射器的導軌與電磁軌道炮的差異很大，也比其複雜的多。

電磁彈射器的導軌共有4個，分別為上部2個，下部2個。但每跟導軌都非常長（200米以上），安裝在起飛甲板的下面。並且每跟導軌內部均有超導體與其熔接，中間是高壓冷卻油，其冷卻油在進入導軌前的溫度低於-40℃，而從導軌出口的溫度低於-30℃。不僅如此，導軌與飛機牽引桿的接觸面至導軌中心還有很多特細的小孔，所以其冷卻油不僅僅是為超導體降溫，還有潤滑的作用，而且會使飛機牽引桿在運行時降溫。

飛機牽引桿是在飛機前輪下與飛機前輪連為一體的裝置，可收縮並放置在飛機的腹腔內。其中間也為超導體，但無油冷卻通道，而且與導軌連接處面積較大，均為軟接觸。在起飛前，飛機牽引桿伸出至上下導軌之間，飛機發動機起動並開如運行，但約一秒鐘時彈射器通電，強大的電流從導軌經飛機牽引桿后再流回另一對導軌並形成迴路，牽引桿在強大的電磁力下被推動運行到高速（未到起飛速度，但只差一點）后電流被強制截止，牽引桿將不再受力，但在飛機發動機的推力下達到起飛速度。為什麼未達到起飛速度就斷電呢？是因為由於飛機牽引桿與飛機連為一體，如果這時繼續通電的話，飛機起飛時將把飛機牽引桿拉出，斷電時會產生強大的電弧灼傷飛機牽引桿。

脈衝發生器

以上過程實際上是脈衝發生器完成的。蒸汽彈射器為使發動機與彈射器同步運行（縮短起飛距離），用一根鋼棍先擋住飛機運行，由於飛機發動機推力無法推斷鋼棍，但與彈射器合力卻可推斷鋼棍，從而使飛機在彈射器與發動機合力下起飛。但電磁彈射器卻無需鋼棍擋住，在飛機起飛時電磁彈射器同步通電，但電流是逐漸增加起來，而且在起飛末段將電流截止。

美國海軍的電磁彈射器由通用原子公司負責研發，2010年底第一次測試成功。2013年5月8日，第一套電磁彈射器被安裝在建造中的福特級核動力航空母艦上。

美軍研發的電磁彈射器由三大主要部件構成，分別是線性同步電動機、盤式交流發電機和大功率數字循環變頻器，線性同步電動機是電磁彈射器的主體，它是20世紀80年代末期研究的電磁線圈炮的放大版。

電磁線圈炮也叫電磁線圈拋射器，1831年英國物理學家法拉弟發現電磁現象以後就有人開始設想電磁線圈炮。1845年，有科學家在理論試驗中將一個金屬柱拋出20米；1895年，美國有項專利設計了理論上能夠將炮彈拋射230千米的線圈炮；1900年，挪威物理學教授克里斯坦·勃蘭登獲得三項關於電磁炮的專利；1901年，勃蘭登在實驗室製造了一座長10米、口徑65毫米的模型，可以把10千克的金屬塊加速到100米/秒，這引起了挪威政府、德國政府的注意。德國著名的火炮生產廠商克虜伯公司為勃蘭登教授提供了5萬馬克的研究經費，勃蘭登設計了一門長27米、口徑380毫米的巨炮，預計可以將2噸重的炮彈發射到50千米遠，彈丸速度可以達到900米/秒。為了實現這個目的，勃蘭登設計了3800多個線圈，重量達到30噸。使用這門大炮需要3千伏、600千安的直流電源。當時的技術條件根本不可能提供這種直流電源，因此該炮最後被廢棄，炮上所用的大量銅絲在後來的戰爭中被作為重要戰略物資回收。

1970年，德國科隆大學的哈布和齊爾曼用單機磁線圈將一個1.3克的金屬圓環加速到490米/秒，這一成果迅速引起世界範圍內的高度重視。1976年，蘇聯科學家本達列托夫和伊凡諾夫宣布已將1.5克的圓環加速到4900米/秒。20世紀80年代，美國太空總署（NASA）桑地亞中心一直在進行電磁線圈炮的概念性研發工作，他們曾嘗試修建一個長700米、仰角30度、口徑500毫米、採用12級、每級3000個電磁線圈的巨炮，可以將2噸重的火箭加速到4000~5000米/秒，推送到200千米以上的高度。NASA預計使用這個系統發射小型衛星或者為未來興建大型近地空間站提供廉價的物資運送方式，其發射成本只有火箭的1/2000。

在早期概念性研究階段，NASA發展了一系列解決瞬間能源的技術方案，這些都成為電磁彈射的技術基礎。美國EMALS中的線性同步電動機採用了單機驅動的方式，只是用一台直線電機直接驅動，和以前的雙氣缸蒸汽彈射並聯輸出不同。線性電動機長95.36米，末段有7.6米的減速緩衝區，整個彈射器長103米。彈射器中心的動子滑動組，由190塊環形的第三代超級稀土釹鐵硼永磁體構成，每一塊永磁體間有細密的鈦合金製造的承力骨架和散熱器管路，中心布置有強力散熱器。雖然滑組在工作中其本身只有電感渦流和磁渦流效益產生不多的熱量，但是其位置處於中心地帶，散熱條件不好，且永磁體對溫度敏感，高過一定溫度就會失效。滑組和定子線圈間保持均勻的6.35毫米間隙，相互間不發生摩擦，依靠滑車和滑車軌道之間的滑輪保持這個間隙不變。滑動組上因為沒有需要使用電的裝置，所以結構比較簡單，且無摩擦設備，需要檢修和維修的工作量極少。彈射中，每一塊定子磁體將只承受2.7千克/平方厘米的應力。由於滑動組採用了固定的高磁永磁體，所以定子被設計成電磁，形狀為馬鞍形，左右將滑動組包圍，上部有和標準蒸汽彈射器相同大小的35.6毫米的開縫。定子採用模塊化設計，共有298個模塊，分為左右兩組，每個模塊由寬640毫米、高686毫米、厚76毫米的片狀子模塊構成。一個模塊上有24個槽，每個槽用3相6線圈重疊繞制而成，這樣每一個模塊就有8個極，磁極距為80毫米。槽間採用高絕緣的G10材料製成，每個槽都用環氧樹脂澆鑄，將其粘接成一個無槽的整體模塊。通過數字化定位的霍爾元件，定子模塊感應滑車上的磁強度信號，當滑車接近時，模塊被充電，離開后斷開，這樣不需要對整個路徑上的線圈充電，可以大大節省能源。每一個模塊的阻抗很小，只有0.67毫歐，它的設計效率為70%，一次彈射中消耗在定子中的能量有13.3兆瓦，銅線圈的溫度會被迅速加熱到118.2℃，加之受環境溫度影響，這一溫度可能會高達155℃。這將超過滑車永磁體的極限退磁溫度，因此需要強製冷卻，冷卻方案是定子模塊間採用鋁製冷卻板，板上有細小的不鏽鋼冷卻管，可以在彈射器循環彈射的45秒重複時間內將線圈溫度從155℃降低到75℃。線性電動機的末段是反相段，通過電流反相就能讓滑組減速並停下來，同時自動恢復到起始位置。

從電磁線圈炮的發展歷史來看，阻礙電磁彈射器的現實化並不是線性電機本身，而是強大而穩定的瞬發能源。美國航母上採用20世紀90年NASA為電磁炮、激光武器發展的慣性儲能裝置研製而來的盤式交流發電機。新設計的盤式交流發電機重約8.7噸，如果不算附加的安全殼體設備，其重量只有6.9噸。盤式交流發電機的轉子繞水平軸旋轉，重約5177千克，使用鎳鉻鐵的鑄件經熱處理而成，上面用鎳鎘鈦合金箍固定2對扇形軸心磁場的釹鐵硼永磁體。鎳鎘鈦合金箍具有很大的彈性預應力，可確保固定高速旋轉中的磁體。轉子旋轉速度為6400轉/分，一個轉子可存儲121兆焦的能量，儲能密度比蒸汽彈射器的儲氣罐高一倍多。一部彈射器由4台盤式交流發電機供電，安裝時一般採用成對布置，轉子反向旋轉，可減少因高速旋轉飛輪帶來的陀螺效應和單項扭矩。彈射一次僅使用每台發電機所儲備能量的22.5%，飛輪轉盤的轉動速度從6400轉/分下降到5200轉/分，能量消耗可以在彈射循環的45秒間歇中從主動力輸出中獲得補充。四蓄能發電機結構允許彈射器在其中一台發電機沒有工作的情況下正常使用。由於航母裝備4部彈射器，每兩部彈射器的動力組會安裝到一起，集中管理並允許其動力交聯，因而出現6台以上發動機故障而影響彈射的事故每300年才會重複一次。盤式交流發電機採用雙定子設計，分別處於盤的兩側，每一個定子由280個線圈繞組的放射性槽構成，槽間是支撐結構和液體冷卻板。採用雙定子結構，每台發電機的輸出電源是6相的，最大輸出電壓1700伏，峰值電流高達6400安，輸出的匹配載荷為8.16萬千瓦，輸出為2133～1735赫茲的變頻交流電。盤式儲能交流發電機的設計效率為89.3%，這已經通過縮比模型進行了驗證，也就是說每一次彈射將會有127千瓦的能量以熱量形式消耗掉。發電機定子線圈的電阻僅有8.6毫歐，這麼大的功率會迅速將定子線圈加溫數百度，所以設計了定子強製冷卻。冷卻板布置在定子的外側，鑄鋁板上安裝不鏽鋼管，內充WEG混和液，採用流量為151升/分的泵強制散熱。根據1/2模型測試可知，上述設計可以保證45秒循環內銅芯溫度穩定在84℃，冷卻板表面溫度61℃。

真正最為關鍵、技術難度最大的部件是高功率循環變頻器。這個技術是電磁彈射器的真正技術瓶頸。EMALS正處於關鍵性部件工程驗證階段，循環變頻器僅僅是完成了計算機模擬，還沒有開始發展工程樣機。從設計上看，循環變頻器是通過串聯或者並聯多路橋式電路來獲得疊加和控制功率輸出的，它不使用開關和串聯電容器，省略了電流分享電抗器，實現了完全數字化管理的無電弧電能源變頻管理輸出。其每一相的輸出能力為0～1520伏，峰值電流6400安，可變化頻率為0～4.644赫茲。循環變頻器設計非常複雜，它不僅需要將4台交流發電機的24相輸入電能準確地將正確的相位輸入到正確的模塊埠，還必須準確的管理298個直線電機的電磁模塊，在滑塊組運行到來前0.35秒內讓電磁體充電，而在滑組經過後0.2秒之內停止送電並將電能輸送到下一個模塊。循環變頻器工作時間雖然不長，每次彈射僅需工作10～15秒，但熱耗散非常大，一組循環變頻器需要528千瓦的冷卻功率，冷卻劑是去離子水，流量高達1363升/分，注入溫度35℃的情況下可確保系統溫度低於84℃。美國對這一核心部件的保密工作非常重視，除了基本原理外，幾乎沒有任何的模型結構、工程圖片披露。2003年，美國海軍和通用電氣公司簽訂合同，要求花費7年時間完成這一部件的實體工作。

到目前為止，美國在海軍航母電磁彈射器上花費了28年的時間和32億美金的經費，預計將在2014年服役的CVN－78航母上正式使用這一設備。從設計和工程實現的關鍵性部件的性能來看，成功地按時間表投入使用的可能性非常大。主要技術問題出在線形同步電機上，18米所必模型所顯示的效率僅為58%，而50米1/2模型顯示的效率僅有63.2%，這證明能量利用率還不足，功率也成倍增加，設計是不能完成散熱需求的。另外一個問題在於軍用系統的防火要求，永磁體對溫度比較敏感，存在退磁臨界溫度，一般在100～200℃之間，航母的火工品較多，火災事故並不罕見，如何保證磁體的磁強度不受大的影響還是一個很棘手的問題。電磁彈射器功率巨大，其磁場強度也非常可怕，現代戰鬥機上複雜的電磁設備都非常敏感，容易受到干擾，因此需要特別加強電磁彈射系統的磁屏蔽工作。由於彈射器的磁體是開槽形的，和蒸汽彈射器的蒸汽泄露一樣會有很強的磁泄露，所以設計了複雜的磁封閉條，在離飛行甲板15厘米的高度就能將磁場強度降低到正常環境的水準。相關的電磁干擾和兼容性問題將在2012年進行專門的適應性試驗。

美國預期電磁彈射器達到如下指標：起飛速度：28～103米/秒；最大牽引力和平均牽引力之比：1.07；最大彈射能量：122兆焦；最短起飛循環時間：45秒；重量：225噸；體積：425立方米；補充能源需求：6350千瓦。

電磁彈射器的主要部件是一套直線電動機，利用強大電流通過線圈產生的磁場推動磁力模塊高速前進。電磁彈射器主要以下幾個特點：電流通過的線圈包裹著銜鐵嵌在彈射軌道的內側，產生強大的磁場；磁力模塊在強大磁場下高速前進；在模塊運作的時候，只有模塊周圍的線圈通電產生強大的磁場，以保證系統的能耗降到最低；整個系統長約91米（300英尺），能夠產生45,000千克（100,000磅）的推力，最高能將飛機加速到130節（時速240千米）。

彈射器自帶的能量存儲系統能在幾秒內釋放出驚人的電能。其能量來源是有反應堆驅動的四個獨立發電機組。每個發電機組能產生超過100兆焦耳的能量。這套系統每45秒能夠完成一次充電，即最短彈射間隔為45秒，比傳統的蒸汽彈射器來得快什麼是電磁彈射器。

當系統彈射飛機時，發電機產生的電能通過交交變頻電路釋放到羅線圈。[2]由於交交變頻電路的頻率可變，船員能夠設定不同的能量輸出來達到不同的彈射加速度。

電磁彈射器有一套獨立的控制系統。利用霍爾效應，檢測系統的運作，精確地控制彈射速度。由於這套系統能讓加速度更穩定，使得彈射系統對航母甲板造成的損傷也更小，使用的可靠性更高。

美軍為何要採用電磁彈射器？這是因為這種彈射器有很多優點，首先是加速均勻且力量可控。C－13－1型蒸汽彈射器發射是最大過載可以達到6g，，而整個行程的平均加速度僅有2g多一點，F/A－18戰鬥攻擊機飛行員常常調侃C－13－1彈射器在後段往往沒有飛機自身的發動機加速得快。隨著速度和氣缸容積的增加，過熱蒸汽的膨脹絕大多數能量用於蒸汽本身的加速和推動上了，而體積增加后氣體膨脹所需蒸汽的比例成立方關係增加。蒸汽彈射器長度和氣缸容積幾乎達到極限，到彈射衝程的末端，蒸汽基本上只能加速活塞，對飛機的幫助不大。電磁彈射器的推力啟動段沒有蒸汽那種突發爆炸性的衝擊，峰值過載從6g可以降低到3g，這不僅對飛機結構和壽命有著巨大的好處，對飛行員的身體承受能力也是一個不錯的改善。此外，由於電磁彈射的加速和彈射器的長度沒有關係，除了受到氣動阻力和摩擦阻力的影響外，彈射初段到末段的基本加速度不會出現太大的波動，這就比蒸汽彈射的逐步下降來得更有效率。根據計算，平均加速度一樣時，電磁彈射器可以比蒸汽彈射擊讓飛機多載重8%~15%。

另一個比較重要的好處在於電磁彈射器具有很大的能量輸出調節範圍。蒸汽彈射器的功率輸出依靠一個叫速率閥的東西，利用控制蒸汽流量的方式控制彈射器的功率輸出，機械的可調節性能輸出達到1：6差不多就是極限了；而電磁彈射的功率輸出是由電路系統控制的，從大功率民用變電的經驗可知1：100以內的變化是相當容易的。美國海軍未來將會大量使用輕重不一的無人機，蒸汽彈射器很難適應這個要求。對航母的設計是和海軍操作人員來說，電磁彈射器是一個大福音，它不僅將機庫甲板的佔用面積縮減到原來的1/3，而且重量還輕了一半。大幅減輕高過重心位置的重量對航母的穩性設計是個很有益的舉措，同時既不用再為複雜的蒸汽管道迷宮所困擾，也不用再為灼熱的蒸汽泄漏和四處污濺、難以清潔的潤滑油所發愁。

還有一個好處是電磁彈射器能與滑躍式甲板巧妙融合，而蒸汽彈射器卻沒有電磁彈射器的靈活，它不能彎曲，就無法與滑躍起飛結合，而電磁彈射器與滑躍式起飛結合后能增加飛機的載重量。如果將來中國研製出了電磁彈射器，並實用於遼寧號，便可使遼寧號搭載更多機種，像空警200或空警2000，還可以向美國一樣搭載無人機，這樣就大大提升了遼寧號的作戰能力。

一旦航母的電力系統或核反應堆出現故障，整套系統將不能運作。

另外，由於彈射器需要消耗大量的電力，作為其能量來源的四套發電機組將佔用相當大的空間。

中國在電磁彈射技術領域裡一直處於理論研究和同步試驗研究驗證的小規模發展階段。線圈炮方面，1996年中國曾發布了一個口徑90毫米的4磁體級的樣炮原型機，可以達到電能轉換50%以上，瞬間能源有成熟的20兆焦和100兆焦輸出級別的器件。我國是稀土永磁體生產大國，高磁強度稀土永磁體研究水平較好，但工程實際開發工作較少。在電磁彈射器方面，我國採用跟蹤研究體制，中國已經在2012年9月25日交付第一艘航母。中國作為製造業大國，電磁彈射器當然不是問題。中國電磁彈射器發明人--馬偉明。

馬偉明，1996年清華大學電機系畢業，中國工程院院士、海軍少將。他領導研製成功的項目使我國常規潛艇、核潛艇成功做到全電推進，現主持航母艦載機電磁彈射器項目，日前中央軍委為他特別記一等功。

為表彰海軍工程大學教授馬偉明在科技創新領域的突出貢獻，日前中央軍委主席胡錦濤簽署通令，為他記一等功。

馬偉明是中國工程院院士、艦船動力與電氣工程專家，海軍專業技術少將軍銜。他在世界上最早提出電力集成理論，先後攻克制約國家、軍隊裝備發展的重大技術難關近千個，有20多項成果為世界首創、國際領先。他主持完成的一種具有完全自主知識產權，能夠同時為新型潛艇提供高品質交流和直流電源的交直流集成式雙繞組發電機系統，榮獲2010年度國家科技進步一等獎。

在科研前沿高地上，只要是馬偉明看準了的課題，即使無人投一分錢，他也會自掏腰包硬著頭皮往前闖。他瞄準一項國際科技領域的尖端技術，申請到100萬元論證經費。但論證報告完成後，再也沒人給他投錢了。原因很簡單：國家數億元的專項科研經費已經撥付給了對口的研究機構。馬偉明犟勁十足：砸鍋賣鐵也得干！他從自己的科研積累中拿出2000萬元，率領實驗室一幫青年專家埋頭苦幹兩年，研製成功了小型樣機。

2008年歲末，包括7位院士在內的80多位知名專家學者齊集海軍工程大學，參加馬偉明院士的科技成果鑒定會。面對馬偉明院士和他的創舉，所有的人都稱驚道奇，所有的人都為之震撼。是的，震撼！劉德志激情難抑，兩行熱淚奪眶而出：這是我在鑒定會現場聽到最多的兩個字。可以說是一石激起千重浪啊！劉德志重新坐下來，情緒歸復平靜：一方是專門研究機構，歷時數年耗資數億元半途下馬，一方是自投資金兩年就拿出了成果。高層決策者為難了：後續投資是向馬偉明的國際領先技術傾斜，還是仍然亦步亦趨沿襲洋人幾十年前走過的老路？

科技創新與制度創新一個也不能少。體制，30年改革仍未徹底打破的計劃經濟時代形成的高度固化與條塊分割的落後的科研體制，依然扼殺科技的進步，阻遏創新的成長。

馬偉明的偉大創造離祝捷的凱旋門還很遙遠，下一步的工作是1：1樣機單元部件的研製。僅此一項至少還需要5000萬元以上的經費投入。錢從哪兒來？如果國家仍然不投資，馬偉明犟著勁撂下狠話：哪怕借貸舉債，我一年內也要把它干出來！

投了幾億元給蒸汽彈射，結果不如預想的那麼好，反倒是自籌資金搞的電磁彈射技術，已經看到了曙光。如果馬說一年內能搞出全尺寸樣機，那2010應該年就搞出來了。2011年得獎也是水到渠成的。而且看來電彈壓倒蒸汽成為下一代首選了。

電磁彈射器的心臟就是100多米長的直線感應電動機，它推動與飛機相連接的電樞。而電樞基本上是一個U形鋁塊，

裝在定子的3個側面。

強迫儲能裝置是電磁彈射器的一個瓶頸，在國防方面一直是高度機密的。作用就是能平時儲能，然後把大功率能量在短時間內釋放出來。電磁彈射器工作時間不長，但是在做功時段是個加速度做功的過程，因此不能把它當成恆功率設備來考慮。

電磁彈射器難就難在電能不象蒸汽，根本不適合大容量儲存，象儲存彈射艦載機這樣的能量更是難上加難。通用原子公司在實驗電磁彈射器時對強迫儲能裝置隻字不提，可見其技術的高度機密性非同一般，想突破也非易事。

某型艦船特種電力技術，只有個別發達國家掌握。馬偉明率課題組集智攻關，提出了具有當今世界先進水平的設計方案。然而，沒有人相信他們能搞出來，原因是我國在這方面技術積累不夠。對此，馬偉明橫下一條心：“哪怕少活十年，也要攻下特種電力技術難關!”

經過5年的不懈衝刺，馬偉明帶領項目組完成了樣機研製和試驗的全過程，43項關鍵技術全部被攻克，申報國防專利32項。中國科學院、中國工程院7位院士在對這一重大成果評審時激動不已，認為這項重大關鍵技術的突破，其意義不亞於“兩彈一星”和載人航天世界上開展研製電磁彈射器的國家僅有中國、美國、英國和俄羅斯，建造1：1全尺寸大型電磁彈射器地面試驗設施的國家僅有中美兩國。從衛星照片推測，這個試驗裝置大約長120至150米，電磁軌道估計長80米左右，能夠建造如此大規模的實驗設施足以證明中國已經全面驗證和掌握了大型直線感應電機、先進強迫儲能裝置以及高性能脈衝發生器等電磁彈射器關鍵技術。另外，由於電磁彈射器涉及到電磁工程技術、先進電機技術和先進的發電機技術等諸多相關領域，該項技術的突破實際上標誌著中國在艦船電氣工程領域的全面進步。

美國某網站公布的衛星照片顯示中國在某地建造了某型電磁型導軌式高速牽引裝置工程樣機測試設施，該設施是繼美國之後世界第二條電磁彈射器地面實驗設施。

電磁彈射器是正在建造中的美國海軍福特級核動力航空母艦設計上最受矚目的亮點。

英國正在建造新一代伊麗莎白女王級航空母艦，也將採用電磁彈射器。上面將配備英國專為F-35戰鬥機設計的彈射系統。

印度海軍正在考慮研發電磁彈射系統，應用在在國產航母“維拉特”號上。目前，印度海軍正在對電磁彈射技術進行評估，尚未有明確的研製計劃。

•2010年6月1-2日-在萊克赫斯特海軍航空兵工程站成功彈射T-45蒼鷹教練機。

•2010年6月9-10日-在萊克赫斯特海軍航空兵工程站成功彈射C-2灰狗式運輸機。

•2010年12月18日-在萊克赫斯特海軍航空兵工程站成功彈射F/A-18大黃蜂戰鬥機。

•2011年9月27日-在萊克赫斯特海軍航空兵工程站成功彈射E-2空中預警機。

•2011年11月18日-成功彈射F-35CII型戰鬥機。

•2013年5月8日-第一套電磁彈射器被安裝在建造中的福特級核動力航空母艦上。