节流阀原理图
近期003航母福建舰的动态不断，3月30日的照片中，甲板已经清理干净，而在4月1日的照片中，甚至已经可以看到两条拦阻索都已经安装完毕，进度非常快，对于围观群众来说，接下来的问题是啥时候可以拆棚子海试呢？
电磁拦阻：可不是那么容易实现的！
3月30日，在微博账户“还是捣蛋”的博文中出现的这张照片中，甲板已经非常干净，而且在照片中出现了疑似第四条拦阻索（如果有四条的话）已经安装完毕：
而到了4月1日微博ID为“捣蛋就捣蛋”的推文中出现的照片则似乎已经有2道拦阻索已经安装完毕，能在照片比较清楚的看到两条白线：
在辽宁舰上四道拦阻索，美军的福特航母上有3道，目前还无法推测003航母福建舰上是几道拦阻索，按安装位置看，似乎有4道。
- 电磁拦阻：可没有想象那么简单
对于003的电磁弹射器已经有很多科普文了，其基本原理是一台超大功率的直线电机，为了应对在数秒内弹射30~40吨的重型舰载机，需要一套强迫储能系统，以及高频电源系统与弹射控制系统等。
电磁拦阻系统又是怎么回事呢？对于航母与舰载机来说，拦阻器其实和弹射器一样重要，要让一架战斗机以可以随时起飞的速度在数秒内稳稳的停在甲板上，一个适当阻尼的拦阻器是必选项。
机械拦阻与电磁拦阻：两者到底有什么区别？
共同点其实不难理解，一架超过在25~30吨左右的战斗机以时速250千米的速度从甲板上高速滑行通过时，其尾部的着舰钩只要勾住4根或者3根拦阻索中的一根，那么它将在2~3秒内速度减至零，这个过程伴随着动能转换为机械能的过程，而则所谓的机械能，在机械拦阻时大部分会转化为热能，一个超大功率的“热能耗散器”，这里需要解决两个疑问：
- 1、为什么着舰速度如此之高？
- 2、散热功率到底有多大？
第一个问题比较好回答，因为舰载机着舰时尾部的着舰钩可能没有勾住拦阻索，也有可能勾住了但拦阻索承受不住巨大的力量发生断裂，此时舰载机就必须复飞，而着陆跑道总长度也只有200多米，从中部算则只有100米不到，完全不足以再次起飞！
怎么办？解决方法很简单，发动机80%功率，超过起飞的速度降落，一旦失败，立即节流阀推到底，发动机开启加力，在短短100米不到的距离内再次起飞，所以舰载机那个根本就不是降落，而是“拍”在甲板上被拦阻索硬生生拉住。
假设2秒内将一架20吨重的战斗机从250千米的时速降低为零，那么其能量有多大呢？大约是48163600焦耳，那么功率有多大呢？答案是约为2.3万千瓦。这个功率可以在2秒内烧开大约150千克水，是不是很疯狂？
机械拦阻是如何工作的？
所谓的机械拦阻就是液压缓冲式阻拦装置，这是目前大部分航母中使用的拦阻装置，包括我国的辽宁号和山东号航母以及美军的尼米兹级都是用这种拦阻方式，一般由阻拦机系统、钢索系统、阻拦索、滑轮缓冲系统、钢索末端缓冲系统、定长冲跑控制系统、复位系统、油液冷却系统、阻拦索支撑系统等组成。
MK7拦阻器的结构原理图
甲板上能看到的只有几个滑轮与拦阻索，悬空在甲板高度大约50~140毫米左右，舰载机着舰时会释放一个尾钩，“拖着”从甲板上划过，只要勾住4条拦阻索中的一道，阻拦机构就立马开始工作：
阻拦索的两端通过销轴与滑轮组索联结，滑轮组索经甲板升降滑轮、两侧的滑轮缓冲系统、定滑轮组、十字头（动滑轮组），最后与钢索末端的液压缓冲系统联结，舰载机尾钩挂住拦阻索后的阻拦动能主要由主液压缸及与之相连的蓄能器、膨胀空气瓶等组成的阻拦机系统来吸收。
为防止舰载机在阻拦过程中产生过高过载影响飞机寿命与飞行员安全，一方面通过定长冲跑控制阀的凸轮型线控制阻拦过程中油阻尼流量，另一方面通过滑轮缓冲油缸和钢索末端缓冲油缸减少阻拦过程中钢索的张力峰值。
阻拦过程中主油缸中的油液经控制阀被挤压到与膨胀气瓶相连的蓄能器内，达到阻拦终点并将阻拦索从舰载机尾钩上脱卸后打开复位阀，进入蓄能器中的高压油液经油液冷却器流回到主液压缸中，从而实现阻拦索复位，准备下一架舰载机的着舰阻拦。
这里必须要提醒一下，拦阻时舰载机的动能除了被膨胀气瓶的压缩空气与转换成高压油液吸收外，还被转换成了气体与油液的热能，这些高温油液通过管式冷却器被海水吸收散热，避免油液温度超标。
不得不说液压拦阻的设计相当巧妙，把战机降落时强大的动能转换为了压缩空气以及油液的热能，但相信各位也发现了，这种拦阻机构的动能吸收方式不是气缸就是液压缸，体积还不是一般的大，而是相当大，而另一个则是拦阻调节性能比较差，比如吨位相差比较大时无法灵活调节阻尼适应，这和蒸汽弹射器在弹射无人机时遭遇的问题如出一辙。
电磁拦阻：结构又是怎样的？
电磁拦阻也是将飞机在2~3秒内停下，但在结构上却与机械拦阻存在非常大的区别，液压缸与气缸早已消失不见，取而代之的是锥形轮+机械刹车以及电动机和水力阻尼等，结构大致如下图：
这套装置中比较关键的几个结构，一个是电动机，这是调节阻尼的最关键设备，另一个则是水力阻尼装置与锥形轮，这几个设备配合工作的原理基本如下：
- 1、阻尼装置主要是水力涡轮提供的，这个锥形鼓轮带动水力涡轮，搅动水流，是阻尼的主要来源；
- 2、舰载机尾钩勾住拦阻索初期时速度很高，锥形鼓轮小直径端释放拦阻索速度比较快，但随着拦阻索被拉伸，释放进入锥形轮的大直径端，阻尼自然增加；
- 3、电机是这套电磁阻拦中最关键的设备，它可以根据舰载机着陆重量与速度，调节电机的力矩，让拦阻过程“丝般顺滑”
舰载机降落后，当拦阻索被飞机勾住拉动减速时，整套系统将会自动计算分析拦阻索的受力情况，反馈给电机、液压涡轮系统，然后给予最合适的拉力。这样一来，将使得原本非常粗暴、着舰时不可调节拉力的机械拦阻制动过程变得非常平滑、稳定，极大降低了对飞行员乃至舰载机本身的冲击。
如果液压拦阻或者电磁拦阻失效，或者舰载机着舰钩损坏或者舰载机不适合拦阻索着陆，那么还有拦阻网可供选择，这是一种高强度编织材料而成的弹性材料，可以在拦阻系统失效的情况下快速在着陆区域展开，舰载机着陆后将一头“撞上”拦阻网后快速停下。
美军电磁拦阻：问题比电磁弹射还严重
2023年3月11日，美海军学会网站上发布了一篇标题为《海军最新的航母杰拉尔德·R·福特号面临最严峻的考验》的文章，介绍了福特号正在进行正式部署前的“国家任务认证”，目前福特号存在比较严重的问题：
1、电磁弹射出动频率达不到设计要求
福特号航母的电磁弹射频率是160次/12小时，这个参数比尼米兹级的蒸汽弹射120次/12小时要高出30%以上，但目前不仅达不到尼米兹级的蒸汽弹射速度，而且故障率也比较高，平均614个弹射周期就会有一次失败，高于设计指标4166个周期一次故障。
而且福特号的电弹还曾在2020年6月2日时发生4条弹射器同时罢工的严重故障，一直到6月7日才解决，要是在战时，福特号这几天就只有挨打的份了。
2、电磁拦阻问题更严重
这套拦阻系统看着很先进，但与蒸汽弹射时代的液压阻拦比起来，其可靠工作的概率简直就惨不忍睹，据目前公开资料，AAG先进拦阻系统的无故障拦阻次数距离设计要求比电磁弹射问题还严重。
003航母的电弹性能怎样呢？
2017年11月5日，新浪军事报道中国海军少将尹卓在接受央视采访时表示，歼-15舰载机在电磁弹射方面到现在已经弹射上千次了。而据2018年的一份报道，这个数据已经快上万次，除了舰载机，无人机也被测试了XXX架次，各种准备上舰的无人机都测试了一回，稳定性极佳，完全不存在美军遭遇的问题。
当然这只是在陆地试验，还有大量试验需要下水后才能实地测试，不过就目前公开的测试数据来看，003的电磁弹射与拦阻系统要比福特号可靠性要高得多。
003福建舰：什么时候能拆棚子海试？
003航母福建舰从去年6月份下水舾装后就开始期待了，不过大家也知道，舾装是要一些时间的，但近期福建舰“动作频频”，按照过去的经验，确实可以定出下水“时间表”了。
3月8日，网上出现了一张003航母航拍照，与此前有些不一样的是在航母舾装的码头后方出现了一艘89号保障舰，就是这艘保障舰的出现，让大家判断003航母的海试时间可能会在7~8月，原因是这样的：
89保障舰的出现是为执行动力系统、指挥系统、雷达系统、舰载机调运系统、补给以及通讯系统安装调试任务的大量工人与技术人的后勤服务的，除了系统调试安装外，还有航母工作人员的训练也会一并展开，89保障舰就是这些人员的“培训学习”与起居使用。
按山东舰在保障舰停泊四个月后开始首次海试进行推算，福建舰的海试时间很有可能是在今年7~8月份。有朋友还做了一份与山东舰的的各项目时间对比图，可以直观的看出各个阶段需要的时间：
这个推测靠不靠谱就不知道了，毕竟是山东舰的安装与海试计划与而003航母还是略有区别，比如电弹系统与电磁拦阻，这是与山东舰不一样的地方。
延伸阅读：003航母福建舰
003号福建舰航母是一艘平直通长飞行甲板的航母，长约316米，宽约76米，排水量达到了8万吨以上，为常规动力系统，配置为8台增压锅炉；4台蒸汽轮机，总功率163MW（22万轴马力），最高航速30节，装备了3台电磁弹射器、光学助降系统以及电磁拦阻系统。
雷达为346A型C/S波段主动式相控阵雷达X波段相控阵雷达，也就是各位熟悉的四面阵，武器装备为4套红旗-10舰对空导弹系统、4座1130型近防炮。舰载机总量为60~70架，型号可能是J-15与J-35搭配，另外还有空警-600舰载预警机。
福建舰也是除了美军航母以外排水量最大的航母，是除了福特号航母以外唯一一艘使用电磁弹射和电磁拦阻的航母。
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