蒸汽彈射器原理簡單，但為何只有美國能造？

（文章來源：兵工科技）

艦載機在航母上升空有兩種方式：一種是依靠自身動力裝置提供的加速度在甲板上起飛；另一種是利用輔助的外設裝備起飛。利用蒸汽彈射就屬於第二種起飛方式。實際上蒸汽彈射器的原理很簡單，我們可以把它看成是一台往複式蒸汽機，也是把高壓蒸汽能量轉化為動能然後做功，只不過這台往複式蒸汽機的動力衝程長了點，高達八、九十米。

看到這兒很多讀者可能會問，既然原理這麼簡單，為什麼目前只有美國能造出可彈射重型艦載機的第三代蒸汽彈射器？這是因為蒸汽彈射器存在三個製造難點，阻礙了大多數國家對其的探索和發展。

難點一：開口汽缸

開口氣缸是彈射器的核心，就是由它和活塞共同產生的約束力把高壓高溫蒸汽中的熱能轉化成拉動飛機的巨大動能。開口氣缸之所以難造就是因為它是開口的，由於氣缸每一次彈射都要經歷加壓、減壓的過程，所以開口氣缸的變形是免不了的，但要保證開口汽缸在頻繁加壓減壓過程中的變形量保持一致，以避免影響活塞的順暢運動就比較困難了。

而且整條彈射軌道是由二十多個開口氣缸連接而成的，每個4米長，體積大、重量大，而且是鋼結構件，先不說氣缸內的高壓蒸汽會導致缸體變形，光是外界的溫度變化就會讓其產生不小的變形，所以如何保證這幾十個氣缸的加工精度、變形量和安裝精度保持規律一致，對加工工藝水平要求很高。

圖註：圖為航母上安裝彈射器開口汽缸的場景，兩條近百米長的開口汽缸要保證安裝精度，可不是件容易的事情，這從圖中需要上百人的協作安裝就能看出

難點二：密封性能

這裡指的是開口氣缸的密封，因為活塞在開口氣缸內是靠蒸汽推動往複運動，這就必然涉及到氣缸的密封問題，因為密封不好就無法保持足夠的壓力，推動飛機前進也就無從談起。

彈射器開口汽缸有兩種密封方法，老式彈射器採用的是設置在汽缸開口兩側的橡膠帶形成「拉鏈」式密封，這種方法的缺點是橡膠容易磨損和老化，需要經常更換。現在的彈射器密封採用的是「填條」式方法，是用活塞帶動一根柔性金屬條，活塞在前進的同時將密封條推入汽缸蓋和氣缸縫的縫隙中完成密封。

但是要知道彈射其工作時，氣缸內的蒸汽壓力高達20-80千克/平方厘米，如何保證這麼長的開口汽缸在高壓下保持足夠的密封度也不是容易的事。

圖註：蒸汽彈射器每次彈射結束後都會將管內的剩餘蒸汽排出，所以當航母連續彈射飛機時，甲板上會蒸汽瀰漫，不過這些排出的蒸汽會帶走大量能量，導致蒸汽彈射器的效率很低，一般只有4%～6%

難點三：彈射儲氣罐

彈射器的儲汽罐是一種大尺寸的高壓容器，雖然儲氣罐沒有活動部件，結構也相當簡單，但由於要承受高壓，尺寸又大，而且對於航母彈射器來說，又有使用次數、重量限制和耐高溫方面的要求，所以必須要有很好的蠕變性能和抗拉強度，而且還要承受幾十萬次的彈射加壓/卸壓疲勞循環，因此對制罐材料、製造設備和焊接工藝等方面提出了特殊的高要求。

這種儲氣罐製造工藝也是相當的繁瑣，先是用鋼杵穿過鋼錠，反覆鍛壓製成環節狀，經車削加工後，再將幾個環節焊成筒體，兩邊封頭用萬噸以上的水壓機整體壓出或分塊壓出，然後經過切削加工再焊接，而且焊接的要求更高，稍有不慎，就會使部件報廢。實際上，就連製造彈射儲氣罐所用的耐高溫特種合金鋼，目前也只有幾個國家才能製造，可見其製造難度。

圖註：蒸汽彈射器雖然十分可靠，但是保養起來也麻煩，彈射槽平時不彈射時都要用橡膠封條蓋住，以免其受環境影響而產生變形。圖為航母甲板工作人員移開彈射槽的保護橡膠封條，準備彈射飛機

結語

除了這些技術上的製造難點外，蒸汽彈射也存在體積大、需要消耗的淡水多、保養繁瑣等缺點，而效率更高、結構更簡單的電磁彈射技術則更適合作為艦載機起飛的輔助裝置。

值得高興的是目前在電磁彈射方面我國處於領先地位，據海軍電力工程專家馬偉明院士透露：我國國產003型航母將裝備電磁彈射器，屆時，我國海軍遠洋作戰能力將實現質的飛躍！

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