福建舰3型舰载机弹射成功 为什么中国电磁弹射技术已领先美国？
中国官宣了歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机在福建舰成功电磁弹射起飞和著舰的消息之后，大家都表示非常振奋。
但，《产经中国》作为长期研究产量链与供应链的专业公众号，还是要秉持著打破砂锅问到底的精神，问一句：
中国与美国的电磁弹射技术的这一轮比拼，究竟我们做对了什么。
福建舰航母和福特号航母都采用电磁弹射技术，为什么我们能一舰三连，甚至连重达33吨的重型预警机空警600都一下子弹出去了，而美国的海军福特号航母，服役不到半年，电磁弹射系统就暴露出各种各样的花式故障，最糟糕的就是，弹射的能量使用率仅仅只有中国电磁弹射技术的三分之二。
应该来说，电磁弹射技术作为航母舰载机起飞的关键技术，其先进性直接关系到航母的作战能力。然而，美国福特级航母所采用的电磁弹射系统却因技术路线选择问题，面临一系列挑战，很多人因此担心福建舰航母会不会也存在同样的风险？
福特号航母的电磁弹射系统故障率比较高，已经是人所共知的事实。
是否意味著电磁弹射系统并没有蒸汽弹射系统可靠呢？
答案是否定的，美国想将电磁弹射换回蒸汽弹射系统，可惜供应商破产了，进退两难。
那为什么美国的电磁弹射系统问题不断呢？
如果只需要最浅显的答案，非常简单。
福特号航母的问题是因为美国人采用了传统的交流电技术，这一选择在电力技术领域已逐渐显露出落后之势。
电磁弹射涉及的是一个庞大的系统，但决定性能和稳定性，同时也是技术含量最高的，就是储能装置。
中美电池弹射系统的最大区别，就是这套储能装置。
先说结论，中国使用的超级电容储能装置，所以能实现前一舰三连的壮举。
但是，目前美国海军的福特号使用的是飞轮储能装置，如下图。
简单说两句什么是飞轮储能技术，这是一种让飞轮加速旋转，将电能转化为转子旋转能量的储能技术。
“福特”号的电磁弹射器用的就是飞轮储能，虽然飞轮有储存和释放能量的速度快，能量密度高，寿命长等优点，但是更有成本高，体形庞大，特别是安全性差的缺点。
毕竟在巨大飞轮高速旋转的情况下，一些看上去很小的缺陷都可能导致非常严重的后果。
比如，“福特”号飞轮装置在运作时，转速可达6400转/分，这是一个非常恐怖的数据，对于各方面材料要求极高。
因为，当飞轮转速超过支撑装置强度极限时，大概率会导致系统受损，甚至造成“飞轮爆炸”的严重后果，也就是飞轮储存的能量在航母内部瞬间释放，其破坏力不见得比航母被命中一枚东风快递来得小。
如果仅仅只是安全性差，限定飞轮的转速基本就可以解决这个问题，无非是释放的能量和弹射的重量小一些，这对最大弹射重量可达45吨的电磁弹射器来说，还是可以接受的。
但偏偏飞轮储能装置还特别复杂，可靠性极差，这也是为什么福特号始终没办法正常使用的原因。
飞轮储能装置的工作流程是：先要给交流电机供电，再由其带动飞轮旋转，弹射舰载机时由飞轮反过来带动交流发电机转动，再用交流发电机发出的电去带动弹射器的直线电动机。
也就是说，飞轮能量的释放和吸收都要以交流电机为媒介，整套系统的能量损失还在其次，最棘手的是很容易出故障。
“福特”号平均每弹射70次就出现一次故障，其故障率之所以长期居高不下，与其飞轮储能系统过于复杂，可靠性差有很大关系。
而超级电容储能就强多了。超级电容是用电容器吸收电荷的方式来储存能量的，与飞轮储能相比，超级电容几乎不存在机械磨损和应力问题，故障率自然就下来了。
不仅如此，超级电容的安全性还很高，由于没有像锂电池或铅酸电池那样的电解液，超级电容即使在碰撞、挤压，乃至极端的穿击测试时，都不会爆炸和起火。
虽然从理论上说超级电容有一定的自爆可能性，但是只要在充电过程中保证不过充，安全性基本还是没有问题的。
这里就带来一个问题，为什么美国不使用超级电容作为电磁弹射的储能装置呢？
因为超级电容是只认直流电的储能装置。
如果用交流电，需要在储能之前，先把交流电转成直流电存进电容，用的时候再把直流电转回交流电，这不是脱裤子放屁么？
那为什么美国不直接使用直流电技术呢？
可能所有人都想不到，美国没有直流电充能超级电容这方面的技术储备。
全球直流电技术的研究、论文以及相关设备多由中国掌控。
说到这，想来大家就能明白为什么，我们这么强！
感谢祖国培养的大批科学家，工程师长年累月的研究对此做出的杰出贡献。
这里就不得不说说中国的超级电容技术的发展历程了。
中国超级电容技术的发展始于20世纪80年代，最初与全球研究节奏基本同步，主要集中在高校和科研机构的基础材料探索与性能测试。
这一时期，研究重点是理解双电层电容效应的基本原理，电极材料多采用常规碳材料，能量密度仅能达到法拉级别，远未达到商业化应用标准。
受限于材料工艺和制造技术，产品性能不稳定，循环寿命较短，仅在实验室层面完成初步探索，与当时已开始军事应用的欧美国家存在明显差距。
进入21世纪，纳米技术的兴起为超级电容技术突破提供了关键支撑。
2000年后，国内科研团队将碳纳米管、石墨烯等新型纳米材料引入电极研发，使得能量密度从早期的几瓦时每千克提升至10瓦时每千克左右，功率密度也稳定在10²至10⁴瓦每千克的区间。
这一阶段，国家新能源政策开始向储能领域倾斜，研发补贴和税收优惠政策陆续出台，一批具备自主知识产权的产品开始涌现，深圳江森、上海奥威等早期企业率先实现小批量生产，产品初步应用于消费电子的电源备份场景。
2006年日本提出锂离子电容器概念后，国内企业迅速跟进研发，通过引入锂离子吸藏负极材料，将能量密度进一步提升至25至35瓦时每千克，接近铅酸电池水平，为后续交通领域应用奠定了基础。
近年来，中国超级电容产业进入规模化发展阶段，2025年全球市场规模突破250亿美元，中国占比接近40%，已成为全球重要的生产基地。
技术层面，能量密度实现跨越式提升，部分企业研发的混合超级电容产品能量密度已达到50至220瓦时每千克，3000次循环容量保持率高达89.54%，远超动力锂离子电池1000次循环的国家标准。
制造工艺上，卷绕和叠片工艺的改进显著提升了生产效率，3D打印、自动化涂覆等新技术的应用使得产品一致性大幅提高，单位生产成本较2015年下降了60%以上。
完整的产业链体系已逐步形成，上游原材料环节中，电极材料和电解液是核心。
电极材料方面，元力股份已突破超级电容活性炭技术，现有产能1000吨，以50至60万元每吨的价格替代售价100万元每吨的日本可乐丽产品，加速了关键材料的国产化进程。
电解液领域，国内企业在常规产品上已实现自主供应，但高端电解液材料仍有依赖，美国市场对中国高端电解液的进口依赖度达45%。
中游制造环节竞争格局清晰，形成了三级梯队，宁波中车新能源与美国Maxwell处于第一梯队，江海股份、风华高科等本土企业构成第二梯队，力容新能源等专注细分市场的厂商位列第三梯队。
2024至2025年，行业出现6起电极材料企业与电容厂商的并购案例，纵向整合成为明显趋势。
下游应用领域持续拓展，交通领域需求占比达35%，2025年中国超级电容公交车市场规模有望达到数十万辆，比亚迪以30%的市场份额位居首位；储能领域增长迅猛，风电配套市场规模达12亿美元，占全球份额的55%，智能电网调峰、工业自动化等新场景不断涌现。
中国超级电容技术目前正朝著更高性能、更低成本、更宽应用的方向发展。
技术研发将聚焦于高性能材料创新，碳纳米管与石墨烯的复合技术有望使能量密度突破300瓦时每千克，新型聚合物电解质的应用将进一步提升产品在极端环境下的稳定性。
制造端，智能化生产线的普及将使生产效率再提升20%，规模效应带来的成本下降将推动产品在消费电子、智能家居等领域的广泛渗透。
产业链整合将持续深化，上游材料企业向下游延伸的比例会进一步增加，形成更多垂直一体化企业，提升整体竞争力。
其实，通过我们的超级电容技术的发展历程就可以看出来，中国航母电磁弹射技术是完全产业链和供应链自主可控的一项技术。
所以，在这个层面上，中国航母已经站在了世界前列，有多前？
目前，据群主观察，前面已经没有国家了。
还有就是，电磁弹射器之所以对美国而言是个技术难题，很大程度上是因为美国的技术路线完全选错了，“福特”级航母一开始采用了不靠谱的飞轮储能。
但是，从根本上来说，还要归结到电磁弹射的核心装置，储能技术上，美国目前使用的中压交流综合电力系统，与最先进的超级电容没法有效对接。
美国的中压交流系统要对接超级电容，就得先把交流电转成直流电存进电容，用的时候再把直流电转回交流电，两次转换下来会浪费不少电，还得装一大堆逆变器、稳压器之类的设备，又占地方又花钱。
更关键的是，超级电容的优势是瞬间爆发大功率，可交流系统要求电的频率、相位得严丝合缝对上，这会让电容的爆发力慢半拍，还可能搅乱电网电压，不敢让它全力工作。
加上美国这套系统当初是按飞轮储能设计的，没给超级电容留接口，硬接不仅成本高，设备还容易出故障，就像给旧机器装新零件，始终不兼容。
由此可见，美国电磁弹射器存在的问题是系统性的，解决难度非常之大。
有没有办法，在短期之内解决这个问题呢？
目前就群主来看，无法解决，美国制造业的衰退，已经让这个问题成为了一个技术黑洞。
什么是技术黑洞，就是投再多钱，也只能被无情吞噬，但不产生任何效果的现象。
电磁弹射技术的竞争早已超越军事装备的范畴，演变为衡量国家科技创新能力的标尺。
美国海军在福特级改造中暴露出的系统性困境，折射出传统技术路线遭遇的天花板效应。
而中国在福建舰上展现的技术自信，预示著东方智慧正在改写海洋强国的评判标准。
这场没有硝烟的技术竞赛告诉我们：真正的强者不是在既有赛道上加速奔跑，而是敢于开辟无人区，用颠覆性创新定义未来战争的形态。
本文获公众号“产经忠国”授权转载