航空母舰蒸汽弹射舰载机的工作原理是什么？-今日必看

航空母舰蒸汽弹射舰载机的工作原理是什么？

来源：八卦侃爷发布时间：2022-07-01 09:50

　　导读：舰载机甲板起降是一项世界性难题。舰载机的出动效率直接决定了战斗的胜负，谁能在最短时间里起飞最多的战机，就能在空战中取得优势。在喷气战斗机诞生前，螺旋桨战机重量轻、起降距离短，数百米上的飞行甲板外加液压弹射足以支撑舰载机起降。喷气式飞机诞生后，航母起降难度越来越大，飞行甲板明显不够长，液压弹射提供动力有限，如何解决这个问题呢?

　　美国的核动力级航母，甲板下面是一个巨大的机械城市。其中的核心是核反应炉和蒸汽轮机，核反应炉无限提供动力，不断地烧锅炉，产生的蒸汽驱动中汽轮机带动螺旋桨，提供向前的动力。除此之外，这些蒸汽还有另外一个作用，美国的航母将大量的高温高压蒸汽集中在蒸汽室中，这些蒸汽，不是为了别的，就是为了帮助舰载飞机起飞。

　　飞机要起飞时，开到预定位置，和弹射器的轨道对齐，前轮固定到一个滑块上。这个滑块是蒸汽弹射器的一部分。如果你能透视航母，你就能看到在飞行甲板的下方，一般会有一个弹射器的管线，滑动的是一个活塞气缸，活塞的顶端露出甲板，就是前面说到的滑块，它可以固定到飞机前轮上。当飞机前轮固定到弹射器上时，飞机就可以准备好起飞了。

　　蒸汽弹射听起来不错，但是有很大的缺点。第一，需要消耗蒸汽。蒸汽是高温高压的气体，你如果连续使用几次蒸汽弹射器，你的压力就不足了。以美国小鹰级航空母舰的C-13弹射器为例，每一次弹射消耗625公斤的蒸汽和1吨左右的缓冲淡水。连续紧急弹射8架飞机之后航母锅炉蒸汽压力就会损失20%，整个动力就会损失32%，航速下降8节。并且航母储备蒸汽时间非常久，将大量的水烧开产生蒸汽几个小时，但是电池储能只需要15分钟是在紧急作战下具有很大的优势。

　　第二，要消耗大量的淡水。每一次弹射至少要消耗625公斤的蒸汽。你看美国的视频，飞机起飞的时候，整个跑道上都在冒烟，那都是淡水蒸汽。为什么要消耗淡水呢?因为海水里面有大量的杂质，而氯化钠、镁、钠等金属形成蒸汽之后，对整个飞机上的精密仪器腐蚀性相当大，所以必须使用淡水或者蒸馏水。

　　但是我们知道在海上是没有淡水的，你携带的淡水量是有限的。对于核动力航母来说，问题并不大，因为核动力航母的能源是无限的，可以采用低压蒸馏法，直接引进海水加热蒸馏，然后凝结就可以得到蒸馏水，可是常规动力航母动力有限。这就是为什么常规动力航母，如果用蒸汽弹射的话，会很吃力。你没有那么多的能源去保证你的蒸汽和淡水。

　　第三，重量太重。蒸汽弹射器需要配备蒸汽储罐、管线和辅助设备，体积和重量过于庞大。美国最新的蒸汽弹射器全套体积达1,100立方米，全重接近500吨。可是反观美国的电磁弹射设备，只需要500多立方米，全重325吨，减小了接近一半。

　　第四，蒸汽弹射无法精准地控制能量输出。如果飞机过重，蒸汽弹射力量不足，无法弹射;如果是小型的无人机，蒸汽弹射也无法弹射，因为所需的力量太低，导致蒸汽压力不足。第五，传统的蒸汽弹射能量有限，最大只能达到95兆焦，而美国设计的电磁弹射器最大输出达到122兆焦，能量输出多了29%，而能量利用率高达90%。说白了蒸汽弹射就是传统的内燃机汽车，而电磁弹射，就是现在流行的电车。

　　在美国的航母上，时常可以见到穿着黄马甲的飞行指挥员。这些人负责协调和安排舰载机的起飞，可以被看作是航母上的交通警察。还有一个突出来的玻璃盖子，里面的人负责操控弹射器。当飞机预备起飞时，链接这蒸汽弹射器的气缸阀门会打开，大量的高压蒸汽瞬间涌入到弹射器之中，产生巨大的压力。

　　但这个时候还不能起飞，因为高压蒸汽一开始涌入的时候压力不足，也不稳定，还需要再等一会，蓄积力量此时活塞固定让飞机留在原地。只有当活塞积累到足够压力之后，弹射器启动，飞机被巨大的动力推动着瞬间被弹开。美国航母上的蒸汽弹射器能在以750千牛的推力，在2秒内将1架20吨的战斗机，加速到每小时265公里。这个加速度换算过来，大概是4到5个G，这个G就是重力加速度。