电磁弹射，被加速的舰载机总重，30吨，即3万公斤；加速长度100米，加速时间2.2秒，舰载机末端速度，85米每秒；总耗电能38度；瞬间功率6万千瓦。
福特航母在上实际90年代立项。 上世纪90年代，哪家公司能拿出功率达到 6万千瓦的变频器和储能40度电的超级电容呢？
这就是有时候，先驱变成先烈的问题。
因为当年没有大功率的逆变器技术， 因为超大功率的逆变器是随着特高压直流输电才研发出来的。 所以福特就只能上不需要逆变器的异步电机。由发电机直接供电。
发电机直接供电，瞬间大负载下，发电机的转速（也就是发电频率）就会掉。而没有任何原动机能实现这么快速的调频。 防止掉频率的方法就是加大质量的飞轮。作用就和拖拉机上的那个大飞轮一样。
依靠飞轮的巨大惯性，防止发电机转子转速下降。
而且动能回收也非常简单，异步电机只要转速超过同步转速就自动进入发电状态。 因此只要给回收缆绳上接一个电机，飞机降落的时候以极高的速度拉扯缆绳。缆绳带动电机发电，这个电直接并入航母电网。由于缆绳带动的是异步电机， 因此不需要同步就可以并网。电能输入航母电网。然后整个航母电网电压提升，带着飞轮的发电机由于电网不再从发电机汲取能源，导致发电机变为电动机，从电网提取能量。 从而实现储能。
所以，这个交流技术其实是很成熟很稳定的。
由于整个系统的交流频率和飞轮转速挂钩。因此是运行在在某个区间内“变动”的频率上的。和陆地上固定频率的电网不同。 但是频率的范围也不能太大。猜测系统频率在 350hz ~ 450hz 之间。 这样有效的频率范围就只有 100hz 。 也就是说， 0-350hz 这个区间对应的飞轮转速是 “无用转速”。
因此飞轮质量必须非常大，转速必须非常高。这样才能在狭窄的可用转速区间内，输出足够的储能。
由于4条弹射器不可能同时运作。其1是放飞跑道有交叠，其二是为了飞机起飞后的涡流干扰考虑。
因此，基于控制成本的考虑，福特使用的是 4台发电机+4个飞轮+4个弹射器 这样的组合。但是每台发电机只有1万千瓦功率。这样可以大幅降低总成本和总质量。 这样，运作的时候，实际上就是4台发电机并联发电，但是每次只给一台弹射器供电。
为了避免4台发电机之间复杂的相位同步并网问题，福特使用的每条弹射器，是4条直线电机并联输出动力的。 这意味着，4台发电机少一台，弹射器就无法工作。
下面是我画的示意图：
从结构图里可以很清晰的推断出来，福特航母弹射器坏一条就4条不能用。
但是，只要每个零件的可靠性做的很高，那么整个系统的可靠性也不是说不能用。
因此，福特的技术路线，并不是错误的，不可取的。 而是着眼于当年的技术水平限制做的设计。
而一旦掌握了特高压直流输电，就一定会掌握一个重要技术：超大功率直流/交流逆变器。
这个逆变器是弹射器能使用“直流供电”的前置技术。
而一旦有了这个逆变器，则整个设计可以“直流化”。
整个系统架构如下图:
注意这个储能电池和电网之间，实际上并不需要任何“控制器”。而是直接并联。
比如这个电池使用 3700v 电池组。（一千节锂电池串联）。
那么只要是输出 4200v 电压的发电机，都可以并到这个直流电网里。
只要用电侧使用功率低于发电功率，电池就会自动“吸纳”多余电流。 而只要用电侧使用功率高于发电功率，电池就会自动放电维持电网电压。
这个是电池的工作性质决定的。
实际上每台汽车，都有这么一个直流电网。这个电网就是靠12v蓄电池进行稳压储能的。 12v蓄电池满电电压是 14.4v，因此汽车发电机输出一个14.4v电压。并且和电池直接并联。
电池未充满的情况下，发电机输出电压被电池拉低。发电机输出最大功率。电池充电功率 = 发电机功率-用电功率。 发电机工作在恒流模式。电池充满达到14.4v 后。发电机在内部稳压系统的作用下，会减小励磁电流，进而减少发电功率。发电机工作在恒压模式。如果有个瞬时的大功率用电设备开启，则整个系统电压就会偏离 14.4v 。 电池自动进入放电模式来弥补发电机的功率缺口。
这就是直流电网的巨大“储能优势”。并不需要复杂的控制器，仅仅是将电池并联到电网上就可以全自动实现储能和放能。
对于只能以恒功率模式运行的发电机，还可以监控电池 soc ，在电池 soc 达到 80% 的时候，直接关闭发电机。因为接下来电池就得进入恒压变流模式充电了。如果发电机不支持这种变功率模式，关掉就可以了。
因此，电池的配置，以 50% soc 下电池的放电能完全支持一条弹射器工作来选择即可。
比如动力电池一般能支持 10C 放电。在 3700v 额定电压下，支持弹射器工作大概要输出 1.8万安电流。那么只要使用一个 3700v/1800Ah 的电池，即可完全承担弹射器的工作。 电池成本大概就特么是 100辆新能源汽车的电池。在航母上就是洒洒水，和没成本一样。
起码比飞轮要便宜的多的多。
而新能源产业的蓬勃发展，使得动力电池的可靠性非常高。而且航母有充足的地方，储备多个动力电池组。一个有问题就切断一个。
更进一步，连航母的推进器都可以从这个直流电网取电。进而实现“全电推进”。
这样，航母的动力形式反而变的无关紧要了。只要能经得起海上颠簸，足够小型化的发电方式，都可以上舰。
整套架构下来，在技术上唯一要攻克的地方，就是那个大功率逆变器。其他组件都是成熟的货架商品。而且也不存在坏一条整舰瘫痪的问题。
哪怕那个大功率逆变器，说大，也就比动车组使用的大，但是和直流输电的逆变器相比，那都是弟中弟了。
但是，要在90年代完成这个架构，那是不可能的。
90年代如果使用这套设计。首先电池无法使用锂电池。 而是使用当年成熟的货架电池——镍氢电池。想想使用镍氢电池的丰田混动那孱弱的动力。 然后，90年代没有这么大功率的 IGBT 器件。如果使用多逆变器并联方案，则故障率和成本都会飙升。不见得比交流设计更强。
因此福特设计上固然有些许缺陷，但是这个缺陷是基于当年的技术水平做的妥协。
如果实现的时候好好的提升各部件的质量，并非不能使用。
顺带一提，关于福特弹射器是4个直线电机并联出力可不是我瞎想的，这个是福特维修中的弹射器的一张照片:
可以清晰的看出4个定子和12条供电线。
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