catapulta electromagnética

Una catapulta electromagnética es un tipo de catapulta para aeronaves que utiliza un sistema de motor de inducción lineal en lugar del sistema de cilindro neumático de simple efecto ( pistón ) de las catapultas de vapor convencionales . Este sistema se utiliza normalmente en portaaviones para lanzar aeronaves de ala fija con base en portaaviones , empleando los principios del electromagnetismo y la fuerza de Lorentz (similar a la propulsión utilizada en los trenes de levitación magnética ) para acelerar y facilitar su despegue horizontal desde las pistas más cortas de la cubierta de vuelo .

Actualmente, solo Estados Unidos y China han desarrollado con éxito catapultas electromagnéticas, que están instaladas en los portaaviones de la clase Gerald R. Ford (actualmente solo el buque líder CVN-78 está operativo), el portaaviones Tipo 003 Fujian y el futuro buque de asalto anfibio Tipo 076 Sichuan (51).

Las catapultas electromagnéticas presentan varias ventajas sobre sus predecesoras, las que utilizaban vapor sobrecalentado .

• Las catapultas electromagnéticas son más compactas y también pesan menos que las catapultas de vapor, ya que estas últimas requieren sistemas de tuberías , bombas , contenedores a presión , calderas y sistemas de desalinización (para hervir agua dulce ) extensos y sofisticados debajo de la cubierta de vuelo, lo que libera espacio para el hangar y otras instalaciones de equipos.
• El funcionamiento electromagnético se recarga mediante energía eléctrica y, por lo tanto, es mucho más rápido que el proceso de presurización de los sistemas de vapor, donde el vapor tarda en hervir y acumularse.
• Las catapultas electromagnéticas son configurables y pueden asignar diferentes potencias a distintas secciones del riel de la catapulta, lo que permite adaptar la aceleración óptima a cada aeronave según el peso de la carga útil y el comportamiento durante el despegue.
• La catapulta electromagnética no sufre pérdida de potencia con la distancia (donde la expansión de volumen dentro del cilindro de la catapulta de vapor disminuye proporcionalmente la presión ), cambios de temperatura (que afectan directamente a la presión según la ley de los gases ideales ) ni fugas de fluidos (lo cual es muy importante en los recipientes a presión , pero no aplicable en los sistemas electromagnéticos ).
• La aceleración electromagnética es más uniforme, a diferencia de la aceleración por vapor, cuya fuerza de aceleración siempre es máxima en la fase inicial, lo que genera una sacudida notable al comienzo. Esto reduce considerablemente la tensión impulsiva sobre la estructura del avión , lo que se traduce en mayor seguridad y autonomía, así como en menores costos de mantenimiento.
• Los sistemas electromagnéticos tienen una estructura más minimalista, con menos componentes de enlace, por lo que se espera que su construcción sea más económica y requieran menos mantenimiento.

Desarrolladas en la década de 1950, las catapultas de vapor tienen un historial comprobado de confiabilidad debido a que se trata de una tecnología madura . Los portaaviones equipados con cuatro catapultas de vapor han podido usar al menos una de ellas el 99,5% del tiempo. ^{[ 1 ]} Sin embargo, tienen varios inconvenientes. Un grupo de ingenieros de la Armada escribió: "La principal deficiencia es que la catapulta opera sin control de retroalimentación . Sin retroalimentación, a menudo se producen grandes transitorios en las fuerzas de remolque que pueden dañar o reducir la vida útil de la estructura del avión". ^{[ 2 ]} El sistema de vapor es masivo, ineficiente (4-6%), ^{[ 3 ]} y difícil de controlar. Estos problemas de control permiten que las catapultas de vapor de los portaaviones de la clase Nimitz lancen aeronaves pesadas, pero no aeronaves tan ligeras como muchos vehículos aéreos no tripulados .

En Estados Unidos, General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) desarrolló la primera catapulta electromagnética moderna operativa del mundo, ^{[ 4 ]} denominada Sistema Electromagnético de Lanzamiento de Aeronaves (EMALS), para la Armada de los Estados Unidos . El sistema se instaló en el USS Gerald R. Ford y actualmente se está equipando en el USS John F. Kennedy , el buque líder y segundo buque de los nuevos superportaaviones de la clase Gerald R. Ford , reemplazando las catapultas de vapor tradicionales de la clase Nimitz , que está siendo retirada . Las innovaciones del EMALS eliminan los requisitos del sistema tradicional para desalinizar , hervir , transportar y almacenar vapor , liberando una considerable área bajo cubierta. Con el EMALS, el Gerald R. Ford puede realizar un 25 % más de lanzamientos de aeronaves por día que la clase Nimitz y requiere un 25 % menos de miembros de la tripulación. ^{[ 5 ]} El EMALS utiliza un motor de inducción lineal (LIM), que utiliza corriente alterna (CA) para generar campos magnéticos que impulsan un carro a lo largo de una vía para lanzar la aeronave. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Un sistema algo similar al EMALS, el electropult de Westinghouse , fue desarrollado en 1946 pero no se desplegó. ^{[ 8 ]}

En China, la Corporación de la Industria de Construcción Naval de China y la Academia China de Ingeniería desarrollaron conjuntamente un sistema de catapulta electromagnética en la década de 2000 para el programa de portaaviones de la Armada del Ejército Popular de Liberación , pero con un enfoque técnico diferente. Los chinos adoptaron un sistema de propulsión de motor de corriente continua de voltaje medio y supercondensador , ^{[ 9 ]} en lugar del sistema de catapulta de motor de corriente alterna y volante que Estados Unidos desarrolló para la clase Gerard R. Ford . ^{[ 6 ] [ 10 ]} El sistema se instaló por primera vez en el portaaviones Fujian , y las grabaciones de vídeo de las pruebas de lanzamiento por catapulta de los aviones J-15T , J-35 y KJ-600 durante su séptima prueba en el mar se publicaron oficialmente el 22 de septiembre de 2025, convirtiendo al buque en el primer portaaviones del mundo en confirmar el lanzamiento exitoso de cazas de quinta generación mediante un sistema de catapulta electromagnética. ^{[ 11 ]}

El concepto de transporte terrestre está destinado al uso civil y lleva la idea de un sistema de lanzamiento electromagnético de aeronaves un paso más allá, con todo el tren de aterrizaje permaneciendo en la pista tanto para el despegue como para el aterrizaje . ^{[ 12 ]}

• Cañón de bobina
• Sistema electromagnético de lanzamiento de aeronaves
• conductor de masa
• Operaciones aéreas modernas de portaaviones de la Armada de los Estados Unidos
• aviación naval
• Cañón de riel

• "Sistema Electromagnético de Lanzamiento de Aeronaves – EMALS" , GlobalSecurity.org
• "Electropult" Archivado el 7 de septiembre de 2015 en Wayback Machine
• Sistema electromagnético de lanzamiento de aeronaves sobre raíles, Parte 1: Objetivos y principios EEWorldonline.com
• Sistema electromagnético de lanzamiento de aeronaves sobre raíles, Parte 2: Implementación y problemas EEWorldonline.com