航空母艦蒸汽彈射艦載機的工作原理是什麼？-今日必看

航空母艦蒸汽彈射艦載機的工作原理是什麼？

來源：八卦侃爺釋出時間：2022-07-01 09:50

　　導讀：艦載機甲板起降是一項世界性難題。艦載機的出動效率直接決定了戰鬥的勝負，誰能在最短時間裡起飛最多的戰機，就能在空戰中取得優勢。在噴氣戰鬥機誕生前，螺旋槳戰機重量輕、起降距離短，數百米上的飛行甲板外加液壓彈射足以支撐艦載機起降。噴氣式飛機誕生後，航母起降難度越來越大，飛行甲板明顯不夠長，液壓彈射提供動力有限，如何解決這個問題呢?

　　美國的核動力級航母，甲板下面是一個巨大的機械城市。其中的核心是核反應爐和蒸汽輪機，核反應爐無限提供動力，不斷地燒鍋爐，產生的蒸汽驅動中汽輪機帶動螺旋槳，提供向前的動力。除此之外，這些蒸汽還有另外一個作用，美國的航母將大量的高溫高壓蒸汽集中在蒸汽室中，這些蒸汽，不是為了別的，就是為了幫助艦載飛機起飛。

　　飛機要起飛時，開到預定位置，和彈射器的軌道對齊，前輪固定到一個滑塊上。這個滑塊是蒸汽彈射器的一部分。如果你能透視航母，你就能看到在飛行甲板的下方，一般會有一個彈射器的管線，滑動的是一個活塞氣缸，活塞的頂端露出甲板，就是前面說到的滑塊，它可以固定到飛機前輪上。當飛機前輪固定到彈射器上時，飛機就可以準備好起飛了。

　　蒸汽彈射聽起來不錯，但是有很大的缺點。第一，需要消耗蒸汽。蒸汽是高溫高壓的氣體，你如果連續使用幾次蒸汽彈射器，你的壓力就不足了。以美國小鷹級航空母艦的C-13彈射器為例，每一次彈射消耗625公斤的蒸汽和1噸左右的緩衝淡水。連續緊急彈射8架飛機之後航母鍋爐蒸汽壓力就會損失20%，整個動力就會損失32%，航速下降8節。並且航母儲備蒸汽時間非常久，將大量的水燒開產生蒸汽幾個小時，但是電池儲能只需要15分鐘是在緊急作戰下具有很大的優勢。

　　第二，要消耗大量的淡水。每一次彈射至少要消耗625公斤的蒸汽。你看美國的影片，飛機起飛的時候，整個跑道上都在冒煙，那都是淡水蒸汽。為什麼要消耗淡水呢?因為海水裡面有大量的雜質，而氯化鈉、鎂、鈉等金屬形成蒸汽之後，對整個飛機上的精密儀器腐蝕性相當大，所以必須使用淡水或者蒸餾水。

　　但是我們知道在海上是沒有淡水的，你攜帶的淡水量是有限的。對於核動力航母來說，問題並不大，因為核動力航母的能源是無限的，可以採用低壓蒸餾法，直接引進海水加熱蒸餾，然後凝結就可以得到蒸餾水，可是常規動力航母動力有限。這就是為什麼常規動力航母，如果用蒸汽彈射的話，會很吃力。你沒有那麼多的能源去保證你的蒸汽和淡水。

　　第三，重量太重。蒸汽彈射器需要配備蒸汽儲罐、管線和輔助裝置，體積和重量過於龐大。美國最新的蒸汽彈射器全套體積達1,100立方米，全重接近500噸。可是反觀美國的電磁彈射裝置，只需要500多立方米，全重325噸，減小了接近一半。

　　第四，蒸汽彈射無法精準地控制能量輸出。如果飛機過重，蒸汽彈射力量不足，無法彈射;如果是小型的無人機，蒸汽彈射也無法彈射，因為所需的力量太低，導致蒸汽壓力不足。第五，傳統的蒸汽彈射能量有限，最大隻能達到95兆焦，而美國設計的電磁彈射器最大輸出達到122兆焦，能量輸出多了29%，而能量利用率高達90%。說白了蒸汽彈射就是傳統的內燃機汽車，而電磁彈射，就是現在流行的電車。

　　在美國的航母上，時常可以見到穿著黃馬甲的飛行指揮員。這些人負責協調和安排艦載機的起飛，可以被看作是航母上的交通警察。還有一個突出來的玻璃蓋子，裡面的人負責操控彈射器。當飛機預備起飛時，連結這蒸汽彈射器的氣缸閥門會開啟，大量的高壓蒸汽瞬間湧入到彈射器之中，產生巨大的壓力。

　　但這個時候還不能起飛，因為高壓蒸汽一開始湧入的時候壓力不足，也不穩定，還需要再等一會，蓄積力量此時活塞固定讓飛機留在原地。只有當活塞積累到足夠壓力之後，彈射器啟動，飛機被巨大的動力推動著瞬間被彈開。美國航母上的蒸汽彈射器能在以750千牛的推力，在2秒內將1架20噸的戰鬥機，加速到每小時265公里。這個加速度換算過來，大概是4到5個G，這個G就是重力加速度。