我国电磁弹射是“超级电容+飞轮”储能，不是只用超级电容，很科学地混合，完胜美国只靠飞轮的废物体系。学习下超级电容和飞轮的优缺点

　　我本来认为福建号是主打超级电容的电弹，美国电弹用飞轮不可死球了，超级电容完胜飞轮，扯了这么一个技能逻辑。实践上，超级电容和飞轮，各有优缺点，两者混合才是完美的体系。更合理的逻辑是，我国“超级电容+飞轮”完胜美国“飞轮”，仍是得学习前进才理解，单用超级电容也不可。

　　我本来还认为超级电容是器材上电子和空穴别离集合，这样的方法储能，放电的时分就电子和空穴结合。实践貌同实异，超级电容是靠极化液体中离子的物理搬迁，在导电电极与电解质界面构成厚度仅纳米级的电荷层（双电层），本质上是一种静电+电化学的界面储能。图一，单个电容便是“电极(多孔碳) ── 电解质(含正负离子) ── 电极(多孔碳)”的纳米资料结构。充电时，外电压把正负离子别离拉到两电极外表，不到1nm的界面内构成“双电层”，电荷别离距离等于溶剂分子直径；储能时，这个纳米级电荷层便是“电容”的介电层，容量正比于电极比外表积；放电时，离子快速脱离外表，电流瞬间放出；没有化学反应，几乎不损坏结构，能够百万次循环。

　　这儿的中心秘要，是那个“双电层”，正电荷与负电荷就挨着，它怎样不抵消呢？双电层”之所以能安稳存在，重点是电荷分处不同相：电子在固态电极里，离子在液态电解质里。两者被一层“电化学界面”离隔，厚度仅 0.3–1 nm！这个界面还绝缘到足以接受几伏电压，中距离的是取向摆放的溶剂分子（水、乙腈）或离子液体层，导电性极低。图中有两个双电层，放电时抵消，是走外接电路（便是弹射战机的能量来历），液体里的正负离子又混合游走。

　　约1.2万个超级电容组成矩阵，100串、每串120只，先串后并。串联是因为单个电容受不了多大电压，也就2.7V，而作业电压是300V，有必要串联分化压力。并联便是增强功率。这个矩阵有35MJ能量，100MW的脉冲功率。2秒开释，战机上天，经过直线电机带动滑块（连到战机腿上）。充电就要2分钟，把每个电容里的双电层弄出来。

　　可是，假如只用超级电容储能释能，这个计划仍是有问题，四个大缺点。第一个是，2秒开释35MJ能量，然后快充，接着弹射，接连运刁难整个航母的电力体系是很大的冲击。上万个电容硬抽电网充电，母线%，弄不好电网就“闪崩”了。

　　第二大缺点，航母电网总能量不行。总共就250MJ电能可用，超级电容一次用掉35MJ，发射几回就不可了，之后要“边补边打”。尽管燃油发电机组能够补能，可是有个能量爬坡进程，无法快速补能，跟不上超级电容的快速释能节奏。只用超级电容，就会发现用得快充得慢，发射节奏上不去。

　　第三大缺点，动力糟蹋、费事。弹射完毕后，战机解锁跑了，大滑块在高速运动，有很高的能量，需求电机制动。纯电容计划，制动的电能就加热电阻栅，烧掉了，每次弹射糟蹋半吨航空火油。还要用200–300kW冷却功率给电阻栅，费事。

　　第四大缺点，只用超级电容，就会频频深度充放电，接连大电流抽电，削减薄膜电容寿数。

　　这些缺点，全部都能够用飞轮来补！飞轮来“能量收回”，超级电容2秒让战机起飞，滑块制动时让飞轮储能；接下来20多秒，飞轮能量又给回超级电容，就能做到继续快速弹射了，45秒一个飞机。超级电容作业深度从90%降低到60%，比纯电容计划寿数大增2-3倍。飞轮收回大部分能量，燃油电机补能从从容容不费力。有飞轮补能，超级电容从电网抽能需求大降，电网压力大降。飞轮还有个效果，在超级电容快速释能的2秒内，一同给直线电机供能，减轻电容压力。

　　上面说纯电容计划要的缺点，那只用飞轮，又是什么缺点？问题更大，美军等于失利了，五大缺点。

　　纯飞轮计划，需求把多台飞轮并联，让它们转速7000一起掉到3000，一起开释能量。电容串并联操作简单，电很靠谱。可是飞轮并联是机械的不易准确操控，转速差个5%，功率不均就会导致直流母线陷落。要多台飞轮并联，是因为单个飞轮开释能量是运动改变，不可能太快，电容体系就能十分快释能。

　　第二个缺点，电容体系开释能量好操作，能够直接进行实时微调，维护飞行员不要接受过大推力、维护机械结构。这种微调是有必要的，如滑轨的摩擦力不可能很均匀，要应对小改变。而飞轮结构的实时微调就很费事，结构件会接受很大的调整压力。十分快速地旋转的飞轮，要操作并不简单。

　　第三大缺点，飞轮体系总重、占地很大，体系杂乱。弹射要100MW 脉冲功率，要6–8台5 MJ 级飞轮（单台4吨，直径1.6m）。体系总重量25–30吨，占地100平米，比超级电容体系大2–3 倍。并且每台飞轮很杂乱，要真空舱、磁悬浮轴承、氦气密封、防爆壳，运动部件，有200个精密部件。这些部件在海上高盐雾环境可靠性下降，电容就不会受这些影响。为了安全，飞轮舱还有必要安置在舰体深层防爆井内，以防陀螺失控时出事，舱段需200mm 厚钢甲与凯夫拉内衬，抢占舰体空间。

　　第四大缺点，储能放电节奏慢。超级电容充电能够很快，做到45秒再弹。给飞轮储能时刻要慢一倍今后，操作节奏快不起来。第五大缺点，纯飞轮计划无法搞能量收回。有超级电容，飞轮能够做能量收回。但只要飞轮，用另一组飞轮搞能量收回会更费事了。

　　实战中，前三大缺点就把美军的纯飞轮电弹体系弄得生不如死了，第四和第五大缺点反倒没啥了。

　　全校近两千名高中生缺乏170人选前史，有前史教师半年没上课，怎样看这一现象？