揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

軍情 11-15

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

彈射器發展中曾五花八門，經歷各種嘗試，雖有好多並未能用於實戰，但並不代表其不成功，只是在具體可操作性上及部分性能對材料要求上存在一定的矛盾。故而並未進行實用，彈射器在類型上、功能上非常多，現介紹幾個典型例子。

1、彈簧復力彈射器

玩過彈弓的人都知道把石子彈出去的道理，而飛機在起飛的過程中也確實是加速度做功的過程，由於做功時間短，負荷衝擊性相當大，這對一般機械來說是個無法克服的問題。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

而彈簧復力彈射器則是利用直線電機或儲能機構把彈簧拉伸到儲能位置，利用制動機構保持能量不釋放，而工作時則利用控制系統斷開制動機構，彈簧在復力下拉動動飛機加速，飛機在自身發動機及彈射器的合力下加速，初始工作衝程一般只有60米。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

不過遺憾的是這種彈射器不能直接把飛機彈射起飛，飛機必須在發動機的推力下滑行一段才能起飛。而且這種彈射器在實際研究中是把彈簧放置在開口的滑道里（內口帶潤滑油），目的是不讓彈射器工作時不對周圍產生影響，而且這種大功率彈簧對材料要求嚴格，試想一下這麼大功率的彈簧在航母服役期間不更換，對材質要求是多麼刻苛，即使是滑道，其精度也要求非常高。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

這種彈射器彈射飛機次數不高，因為它是靠儲能機構完成儲能的。更要命的是這種彈射器初始時拉力非常大，飛行員會發生短時的暈厥現象。對飛機的機構強度也要求相當高。而工作末端拉力又非常小，關鍵時候不能助推起飛。但這種彈射器效率高，停止無需採取緩衝手段。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

不過，這種彈射器用在用於起飛預警機應該還是可行的，雖不能達到起飛，但經過滑躍板時起飛絕不成問題。

2、勢能彈射器

這種彈射器是利用坡度使飛機起飛，通過升降機等手段將飛機運至坡頂，工作時飛機將在重力及發動機推力的合力下加速，並實現起飛。這種彈射器實際上是勢能釋放做功過程。在飛機下滑的過程中，其路線是平滑的，曲線的，是根據運動時軌跡及受力而確定的。這種彈射器的優點是技術成份低，而且在飛機起飛過程中飛行員不會承受過份迫力，血液不會過於集中從而導致暫時暈厥現象。缺點是需要建一個很大的坡面，運行時航母風阻力增大，隱形效果不好，更重要的是起飛頻率低，影響其它設備使用，還需要配套大功率的升降機等。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

不過這種彈射器也可用在陸基上，大家認為陸基上用彈射器完全是浪費，但其實由於彈射器可以減少飛機油耗，縮短起飛時間，緊急情況下意義上非常大。而且可以實驗彈射器的性能。在陸基上，這種彈射器需要有山坡的地方才具備條件，不過有意思的是這種方式起飛也可用于飛機降落，當飛機降落時，關閉發動機，飛機在慣性下繼續滑行，經過一段距離進行爬坡，在爬上坡頂時飛機的速度自然降到相當小的速度，節省了能源，又同時利用坡度使飛機減速。在海上一般比較適用於無動力的海上浮動機場，當然做的比較大一些而已，同樣，也可利用坡底進行飛機著降。

3、燃氣彈射器

燃氣彈射器在結構上與蒸汽彈射器有些相似，只不過是蒸汽的兩端進氣口變成了燃燒室，其中還原劑及氧化劑是通過高壓注入的，不過是受控的，並且是持續注入的。當工作時，還原劑及氧化劑向燃燒室高壓注入，點火裝置使還原劑及氧化劑在燃燒室內反應併產生大量的熱，氣體推動活塞做功，由於還原劑及氧化劑持續注入，活塞將在氣體不斷推力下高速運行，從而使飛機起飛。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

當飛機起飛後還原劑及氧化劑停止注入，並打開燃燒室通氣口，同時返回端的燃燒室通氣口關閉，活塞會立即停止。返回與上述過程相同，只不過燃燒室及高壓注入設備比工作的小而已。這種彈射器是靠控制注入還原劑及氧化劑來控制的，優點是不需要淡水，工作及返回時間短。但缺點特別多，首先是燃燒室的耐高溫及防氧化等條件高，筒壁強度及耐高溫要求高。注入還原劑及氧化劑的控制要求精準、數據反應快，有一定的危險性，消耗價格昂貴的液體還原劑及氧化劑，故障率高，排除大量氣體污染及紅外輻射等許多不利因素。因此這種彈射器實際上只是理論上進行討論分析過，並未有大型實踐的記載。

4、蒸汽彈射器

這種彈射器是目前在役航母使用的彈射器。1950年8月，英國在「英仙座」航母甲板中線上安裝了一台動力衝程45.5米的bxs－1蒸汽彈射器，試驗獲得初步成功。美國海軍購買了專利並最終將其發展成熟。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

蒸汽彈射器是以高壓蒸汽推動活塞帶動彈射軌道上的滑塊把聯結其上的艦載機投射出去的。美國的c－13－1型蒸汽彈射器長76.3米，每分鐘可以彈射2架艦載機。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

如果把一輛重2噸的吉普車從艦首彈射，可以將其拋到2.4公里以外的海面，可見其功率之大。但蒸汽彈射器工作時要消耗大量蒸汽，如果以最小間隔進行彈射，就需要消耗航母鍋爐20%的蒸汽。現在，美國正在研製新型的電磁彈射方式，但近期內難以投入實用。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

5、電磁彈射器

這種彈射器是未來航母的彈射器，它分為兩種，分別是電磁線圈彈射器及電磁軌道彈射器。這兩種其實也就是交流直線電機和直流直線電機。這裡主要簡單說一下電磁線圈彈射器。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

電磁線圈彈射器工作原理實際上就是交流直線電機的工作過程，直線電機與旋轉電機不同，我們日常看到的許多電機都是旋轉電機，只有車床上才能偶爾看到圓筒式直線電機，而且功率都不是很大。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

電磁線圈彈射器的直線電機功率卻很大，其線圈為u型，中間為動子，在三相旋轉磁場拖動下做直線運動，改變相序會改變運動方向。電磁線圈彈射器與普通大型平板型直線電機不同，它不僅有複雜的強製冷卻系統，而且在每一段的功能都不相同。

6、火箭助推彈射器

其實為箭助推彈射器嚴格的說應該是助推器，而不是彈射器，不過都是使飛機起飛所以仍稱之為彈射器，其實叫什麼並不重要，重要的是其實用性。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能

火箭助推可以使飛機起飛，在飛機起飛後助推彈射器自動分離，而且每分鐘起飛架次可以相當多，結構簡單，根本不需要象蒸汽彈射器那樣的許多配套設施。但相比之下卻存在許多不足，首先是尾流噴射擋板需改進，因為為箭助推器的尾流比飛機發動機的尾流還要強，所以對甲板後面及周圍的人或設備會產生更大的威脅。在助推中會產生大量的污染物，而且成本高，用一次性的助推彈射器會讓經濟不強的國家畏而卻步，多次重複使用的必須配快速打撈艇、驗傷設備、其本身也要有定位系統等，加起來成本也不低。最重要的是其安全性一直受到質疑。

7、斜角彈射器

它與通平直的甲板不同，它的起飛甲板是斜的，其餘部分的甲板仍是平直的，也就是說其沿起飛方向有一個仰角，但是平直的。彈射起點在甲板下方的機庫里。這種彈射器做功更大，而且其起飛甲板由於是斜角的，所以在平時不能存放其它東西，而且風阻力大，不過這種彈射器距離可以更短一些，因為其向上有一定的仰角，可以增大飛機升力。

揭秘航空母艦彈射器的種類和功能