電磁彈射器

電磁彈射器（Electromagnetic catapult）是一種基於直線電動機技術的飛機彈射器，運作原理與磁懸浮列車和磁軌炮類似。與使用過熱蒸汽推動活塞提供加速度的傳統蒸汽彈射器不同，電磁彈射器使用電磁場內的拉普拉斯力作為動力來源，其優勢在於重量輕、占據空間小、造價適中、維護成本較低、更安全可靠、能效更高、節省淡水等，且加速過程更均勻可調，對機體結構的應力傷害更小，而且可彈射更重的大型飛機。

目前只有美國與中華人民共和國成功研製出了電磁彈射器並實現軍事應用，分別搭載在福特級核動力航空母艦、福建號航空母艦、076型兩棲攻擊艦以及正在建造的004型航空母艦上。

## 設計與發展

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。

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### 直線感應電動機

電磁彈射器的主要部件是一套直線感應電動機，利用強大電流通過線圈產生的磁場推動滑塊高速前進。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；滑塊在強大磁場下高速前進；在滑塊滑行的時候，只有滑塊周圍的線圈通電產生強大的磁場，以保證系統的損耗降到最低；整個系統長約91米（300英尺），能將45噸（100,000磅）的飛機加速到130節（時速240公里）。

### 能量存儲系統

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。其能量來源是由核反應堆驅動的四個獨立發電機組。發電機組帶動一個由磁浮軸承懸吊的飛輪儲能裝備，轉子轉速6400rpm。每個發電機組透過飛輪的磁力減速效應，能在極短時間內產生超過121兆焦耳 (121 MJ)的能量。這套系統每45秒能夠完成一次充電，並可在2到3秒內釋放。即最短彈射間隔為45秒，比傳統的蒸汽彈射器速度快。

### 功率轉化系統

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螺線管。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。

### 控制裝置

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。

### 項目進展事記

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- 2010年6月1-2日 - 在萊克赫斯特美利堅合眾國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 - 在萊克赫斯特美利堅合眾國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 - 在萊克赫斯特美利堅合眾國海軍航空兵工程站成功彈射F/A-18E超級大黃蜂戰鬥機。
- 2011年9月27日 - 在萊克赫斯特美利堅合眾國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-35C閃電II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。
- 2024年12月27日 - 第一型非航母平台且搭載電磁彈射器（亦為彈射輔助起飛攔阻回收系統的首次）的艦船，076型兩棲攻擊艦（四川號兩棲攻擊艦）下水。
- 2025年9月22日前 - 人類歷史上第一次從航空母艦（福建號航空母艦）上實現電磁彈射起飛艦載型第五代戰鬥機（殲-35）。

## 性能特點

相較於傳統的彈射器，電磁彈射器的重量更輕，只有20噸左右，而且占用的空間也更小，運作需要的人力更少，可靠性也更高。一台傳統蒸汽彈射器每彈射一次要消耗614L的淡水來產生蒸汽，並且要在航母甲板下安裝龐大的機械、氣動和液壓系統。相對電磁彈射器不消耗蒸汽而使用來自航母產生的電能，在航母上的安裝也更為簡易。而將大量的水燒開產生蒸氣儲備需要十幾小時，電磁的充能只需要數分鐘，這種緊急應戰能力是最大優勢。

電磁彈射器可以通過調節電流和電壓來精確地控制輸出功率和加速度，針對重型的戰鬥機和小型的無人機可調節不同能量輸出，以適應其不同起飛速度要求。美國的電磁彈射器彈射速度的範圍為每秒28至103米，中間為無檔段，但傳統蒸汽結構只有幾個較粗檔段，飛機設計重量只能落在特定幾種重量，過輕或過重都不行。

另外電磁彈射器的最大彈射輸出功能夠達到122兆焦，而傳統的蒸汽彈射器只有95兆焦。相較之下，電磁彈射器的能量輸出多出了29%。其次，電磁彈射器能量利用率高達90%。

## 艦載

### 已經應用

美國：美國的「電磁飛機發射系統」（Electromagnetic Aircraft Launch System，簡稱EMALS）由通用原子公司研發，是全世界第一款於航空母艦上成功使用的電磁彈射器系統，是美國海軍福特級核動力航空母艦設計上最受矚目的亮點。然而由於技術問題，福特級唯一完工入役的首艦福特號的電磁彈射器頻繁出現故障，且始終無法彈射F-35C艦載機。2025年10月29日，美國總統川普聲稱將簽署命令，要求美國海軍此後新造航母不再使用電磁彈射器，而是重新採用「已完美運行50年」的蒸汽彈射器。

中國

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中國已由中船重工和海軍工程大學馬偉明團隊成功自主研製了電磁彈射器，並已安裝在中國人民解放軍海軍已入役的福建號航空母艦 和正在舾裝的四川號兩棲攻擊艦上，以及計劃安裝在建造中的004型航空母艦。與美國的EMALS不同，中國採用直流電動機—超級電容原理的彈射系統，而美國採用的則是交流電動機—飛輪儲能原理的彈射系統。福建號的電磁彈射系統由中壓直流（MVDC）綜合電力系統驅動——這是全球首例，被認為比「福特」級使用的交流電EMLAS系統更為可靠。2025年11月7日福建艦入列時，新華社在通稿中提到是習近平「親自決策」福建艦採用電磁彈射技術而非最初設計的蒸汽彈射器。

### 計劃應用

法國：2021年12月21日，美國批准出售2條電磁飛機發射系統和先進阻攔系統給法國，價值13.21億美元，應用在計劃給法國海軍建造的新世代航空母艦上。

俄羅斯：在軍隊-2020防務論壇上，俄羅斯首次展出了國產的電磁彈射器模型，模型上還有一架蘇-57隱身戰鬥機。

印度：印度海軍正在考慮讓美國通用原子公司協助科欽造船廠開發自產的電磁彈射系統，應用在其第二艘國產航母維沙爾號上。

## 車載

隨著無人機技術的發展，部分國家開始探索將電磁彈射技術應用於陸基發射平台。2025年12月，中文網際網路流傳一組照片，顯示滬東中華造船廠碼頭一艘名為「中達79」號的貨船附近停放著多輛特種車輛。照片中多輛重型八輪卡車首尾排列，車頂為平直軌道，其中一輛車頂停放著一架明顯具備隱身外形設計的固定翼無人機。特寫鏡頭中可以看到，這些卡車側面設計有四對粗壯的懸掛系統和大量橘白相間布線，其複雜的構造顯示這些車輛不是單純的運輸用途，當時外界猜測這是一型新型的車載電磁彈射設備。同時吸引媒體注意的，還有中達79號上大量貨櫃貨櫃外形的飛彈垂直發射架。

2026年6月，北京理工大學機械工程學院發布一段影片，展示了三輛卡車組成的模塊化彈射系統從連接組裝、整體轉向、到彈射無人機的全過程。這些卡車首尾連接時，12對大型負重輪能進行大角度轉向，使整體具備原地全輪轉向能力，意味著這套系統可以在有限的空間裡向任何方向投送無人機。根據影片發布時的補充，中國船舶集團、中國兵器工業集團、中國航天科技集團、中國電子科技集團以及中國航空工業集團等共同參與這款車載彈射系統設計於製造。該系統能在高原和丘陵等複雜地形快速部署，有助於解放軍在偏遠和高海拔地區，如南中國海島礁和藏南地區等執行無人機偵察與打擊任務。

## 各國艦艇應用列表

艦名 ｜ 舷號 ｜ 所屬海軍 ｜ 造船廠 ｜ 排水量 ｜ 服役時間/項目狀態 ｜ 所屬艦隊 ｜ 圖片

服役中

福特號航空母艦｜CVN-78｜美國海軍｜紐波特紐斯造船廠｜100,000噸｜2017年7月22日｜艦隊司令部（原大西洋艦隊）｜

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福建號航空母艦｜18｜中國人民解放軍海軍｜江南造船廠｜80,000+噸｜2025年11月5日｜南部戰區海軍｜

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計劃服役

甘迺迪號航空母艦｜CVN-79｜美國海軍｜紐波特紐斯造船廠｜100,000噸｜海試中｜太平洋艦隊（預計）｜

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四川號兩棲攻擊艦｜51｜中國人民解放軍海軍｜滬東中華造船廠｜45,000噸｜海試中｜南部戰區海軍（預計）｜

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004型航空母艦｜19｜中國人民解放軍海軍｜大連造船廠｜110,000噸（預計）｜建造中（艦體總裝）｜未公布

企業號航空母艦｜CVN-80｜美國海軍｜亨廷頓·英格爾斯工業｜100,000噸｜建造中（艦體總裝）｜未公布｜

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自由法國號航空母艦｜R92（預計）｜法國海軍｜大西洋造船廠｜80,000噸（預計）｜建造中（分段建造）｜未公布｜

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風暴級航母｜俄羅斯海軍｜100,000噸（預計）｜計劃中｜

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維沙爾號航空母艦｜印度海軍｜65,000噸（預計）｜計劃中

## 外部連結

- "Electromagnetic Aircraft Launch System - EMALS" , GlobalSecurity.org
- "Electropult"
- 鳳凰衛視- 中國電磁彈射