大型航母之关键技术-- 蒸汽弹射器

兵器知识库-战后以来航空母舰经历过哪些重大技术发展1946年，第一架“鬼怪”型喷气式战斗机在美国海军“罗斯福”号航空母舰上弹射起飞，这种在重量和航速方面都比螺旋桨飞机大好几倍的喷气式飞机使航空母舰面临一次严峻的考验。

老式的弹射阻拦装置和直通型飞机甲板已很难满足它的战术需求，于是，航空母舰开始了三次大的技术革命。

1950年，英国研制成功能弹射30吨以上超音速喷气式飞机的蒸汽弹射器，并正式装备“英仙座”号航空母舰使用。

40年来，世界上几乎所有大、中型航空母舰都是装备这种弹射器。

1951年8月，英国“凯旋”号航空母舰的舰载机第一次从10度斜角的飞行甲板上试飞成功。

1年后，美国海军“中途岛”号航空母舰经过400多次试验，也正式采用了这种飞行甲板。

这种飞行甲板分起飞区、降落区和待机区三大部分，直段部分用于舰载机弹射起飞，斜角部分用于降落，上层建筑前方的三角区则用于停机。

这种起飞、降落和机种调整互不干扰又可同时进行的斜直两段式飞行甲板倍受青睐，目前大、中型航空母舰还都在采用这种甲板形式。

1961年，世界上第一艘核动力航空母舰美国海军9万吨级的“企业”号正式服役，把航空母舰的发展推向了一个最高点。

核动力装置的采用，赋予航空母舰极大的续航力。

1964年，“企业”号航母进行了总航程达3万公里的无补给环球航行。

30年来，“企业”号航母仅更换过3次燃料，累计航程却已达50万海里，相当于绕地球航行了23圈。

目前，这种超级核动力航空母舰世界上已有6艘服役，都集中在美国。

到本世纪末，此类航空母舰将发展到15艘，其中美国9艘，前苏联4艘，法国2艘。

蒸汽弹射器、斜直两段式飞行甲板和核动力推进这三大关键技术的推广应用，大大提高了航空母舰的突击威力和远洋机动能力。

原创干货：用数据和计算带你深入了解航母蒸汽弹射器美国的航母蒸汽弹射器技术是世界无国家能敌的，完整的掌握设计、生产、使用技术的国家。

美国的航母弹射器也经历了几代的发展进步，在现代航母中使用的就有C-7、C-11、C-11-1、C-13、C-13-1、C-13-2多种蒸汽弹射器。

具体使用情况：CV43珊瑚海（安装3套C-11-1弹射器）CV60萨拉托加（安装2套C-11 2套C-7弹射器）CV61漫游者（安装4套C-7弹射器）CV62独立（安装4套C-13弹射器）CV63小鹰（安装4套C-13弹射器）CV64星座（安装4套C-13弹射器）CVN65企业（安装4套C-13-1弹射器）CV66美国（安装3套C-13 1套C-13-1弹射器）CV67肯尼迪（安装3套C-13 1套C-13-1弹射器）CVN68尼米兹（安装4套C-13-1弹射器）CVN69艾森豪威尔（安装4套C-13-1弹射器）CVN70卡尔文森（安装4套C-13-1弹射器）CVN71罗斯福（安装4套C-13-1弹射器）CVN72林肯（安装4套C-13-2弹射器）CVN73华盛顿（安装4套C-13-2弹射器）CVN74斯坦尼斯（安装4套C-13-2弹射器）CVN75杜鲁门（安装4套C-13-2弹射器）CVN76里根（安装4套C-13-2弹射器）CVNX－77布什（能够安装4套C-13-2，但此航母作为承上启下的航母并未全部安装舒张弹射器，还安装有电磁弹射器（数量不详），为未来美国航母（福特）积累经验的实验平台，即为CVNX级航母的“过渡型”航母。

）希望帮助大家了解美国蒸汽弹射器的基本现状，认识我们的差距。

在经济、技术、人才、防务需求已经具备了条件情况下，歼15的弹射型不容质疑，中国的蒸汽弹射器也呼之欲出。

虽然有可能跨越发展，一步到电磁弹射。

本人在这方面十分有兴趣，除了收集、加工、分析、整理系统信息、碎片信息和“垃圾”信息外，下了一些功夫，设计了汽弹射器技术验证平台（机）CAD原理图和初步计算稿。

蒸汽弹射的原理
蒸汽弹射是一种将飞机从航空母舰上弹射起飞的技术，它利用蒸汽的动力将飞
机快速推出航母甲板，使其能够在短距离内获得足够的速度和升力，从而实现起飞。

这种技术在航母舰载机的起降过程中起着至关重要的作用，而其原理也是相当复杂的。

蒸汽弹射的原理主要包括蒸汽产生、蓄压和释放三个过程。

首先，蒸汽弹射系
统通过航母上的蒸汽锅炉产生高温高压的蒸汽。

这些蒸汽被储存在蓄压器中，以备随时释放。

当飞机准备起飞时，蓄压器中的蒸汽会被释放到弹射活门中，形成巨大的推力，将飞机弹射出航母甲板。

蒸汽弹射系统的关键在于高压蒸汽的产生和储存。

航母上的蒸汽锅炉需要能够
迅速产生大量高温高压的蒸汽，以满足弹射起飞的需求。

同时，蓄压器也需要能够稳定地储存蒸汽，并在飞机起飞时迅速释放，以提供足够的推力。

这就要求蒸汽弹射系统具有高效、稳定的蒸汽产生和储存能力。

除了蒸汽产生和储存，蒸汽弹射系统还需要具备精准的控制能力。

在飞机准备
起飞时，蒸汽弹射系统必须能够准确地释放蓄压器中的蒸汽，以确保飞机获得适当的推力和速度。

这就需要蒸汽弹射系统具有高度精密的控制和调节能力，以应对不同飞机和不同起飞条件的需求。

总的来说，蒸汽弹射的原理是基于高温高压蒸汽的产生、储存和释放。

它利用
蒸汽的强大推力将飞机快速弹射起飞，从而实现了航母舰载机在短距离内的起飞需求。

蒸汽弹射系统具有复杂的工程结构和精密的控制技术，是航母舰载机起降过程中不可或缺的重要组成部分。

舰载机起飞与降落技术1.起飞一、蒸汽弹射使用一个平的甲板作为飞机跑道。

起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。

目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。

在工作原理上，蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块，把与之相连的舰载机弹射出去的。

它体积庞大，工作时要消耗大量蒸汽，功率浪费严重，只有约6%的蒸汽被利用。

为制造和输送蒸汽，航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线，工作维护量惊人。

它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机，现役的无人机因为重量轻，在弹射时机体会被加速度扯碎。

蒸汽弹射有两种弹射方式：（1）一种是前轮牵引式弹射，美国海军1964年试验成功。

舰载机的前轮支架装上拖曳杆，前轮就直接挂在了滑块上，弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。

这样就不用8－10甲板人员挂拖索和捡拖索了。

弹射时间缩短，飞机的方向安全性好，但这种舰载机的前轮要专门设计。

美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。

（2）另一种是拖索式弹射，顾名思义，就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞，这种弹射方式比较老，各方面都不如前者好，目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。

拖索式弹射时，甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上，再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。

弹射时，猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓，牵着飞机沿轨道迅速加速，在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板，拖索从飞机上脱落，滑块返回弹射器起点准备下一次工作。

二、斜板滑跳有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞，即把甲板尽头做成斜坡上翘，舰载机起飞后沿着上翘的斜坡冲出甲板，形成斜抛运动。

这种起飞方式不需要复杂的弹射装置，但是飞机起飞时的重量以及起飞的效率远不如蒸汽弹射技术。

英国、意大利、印度和俄罗斯等国由于技术限制，无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器，所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。

航空母舰都必须以20节（36公里/小时）以上的速度逆风航行，来帮助飞机起飞。

航空母舰的主要装置<br/>起飞装置<br/>蒸汽弹射起飞使用一个平的甲板作为飞机跑道。

起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。

目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。

在工作原理上，蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块，把与之相连的舰载机弹射出去的。

它体积庞大，工作时要消耗大量蒸汽，功率浪费严重，只有约6%的蒸汽被利用。

为制造和输送蒸汽，航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线，工作维护量惊人。

它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机，现役的无人机因为重量轻，在弹射时机体会被加速度扯碎。

&nbsp;<br/>??&nbsp;<b r/>蒸汽弹射起飞<br/>蒸汽弹射有两种弹射方式：&nbsp;<br/>一种是前轮牵引式弹射，美国海军1964年试验成功。

舰载机的前轮支架装上拖曳杆，前轮就直接挂在了滑块上，弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。

这样就不用8－10甲板人员挂拖索和捡拖索了。

弹射时间缩短，飞机的方向安全性好，但这种舰载机的前轮要专门设计。

美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。

&nb sp;<br/>另一种是拖索式弹射，顾名思义，就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞，这种弹射方式比较老，各方面都不如前者好，目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。

拖索式弹射时，甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上，再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。

弹射时，猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓，牵着飞机沿轨道迅速加速，在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板，拖索从飞机上脱落，滑块返回弹射器起点准备下一次工作。

& nbsp;<br/>斜板滑跳起飞&nbsp;<br/>??&nbsp;<br/>斜板滑跳起飞<br/>有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞，即把甲板的前头部分做成斜坡上翘，舰载机以一定的尚未达到其飞速度的速度滑跑后沿着上翘的斜坡冲出甲板，形成斜抛运动，在刚脱离母舰的一段（几十米）距离内继续在空中加速以达到起飞速度。

航空母舰蒸汽弹射器的结构与工作原理最早的助飞弹射器在飞机被发明的时候就已经出现，和莱特兄弟同期的兰利，首先利用弹簧和滑道进行助飞，而莱特兄弟也在同样概念下，造出了落重弹射器。

借助这种弹射器。

莱特飞行器成功进行了动力飞行。

在飞机发明后的不久就出现了水上飞机，各国海军在使用水上飞机时候，为了让舰只在不用停下来的情况下，舰艇能让飞机在短时间内升空。

各国开始开发助飞装置，这种装置最早是装备在大型水面舰只上的水上飞机弹射器.结构上有落重式，飞轮式，火箭助推式，液压式和气压式多种。

30年代，大部分飞机还能凭本身的动力全负荷在航母甲板上起飞，装备弹射器的本来是为了让航母在更短时间内让更多飞机升空。

英国当时的“凯旋”和“勇气”号航母就装备了压缩空气气压弹射器。

这个时期的气压液压弹射器多采用活塞顶杆结构，有滑轮钢缆系统,最大功率达到5兆焦耳。

经过二次大战的实战考验，航母的运作技术发展的更加成熟。

二战到了末期，喷气机开始出现，喷气机起飞距离的增大和飞机重量的增加，导致对弹射器的功率要求更大，可是，液压弹射器已经达到技术极限，当时已经证明这种技术的最大输出功率只能达到20兆焦耳。

推进活塞速度达到90英里/小时之后的工作效率急剧下降。

而且，弹射器的液压油在高速流动推进时有沸燃现象，在安全性和工作可靠性上存在极大问题，而且顶杆钢缆系统重量很大。

当时弹射器的问题成为延误航母使用喷气机的主要原因，此时，英美意识到高能弹射器技术的重要性，就着手开发新技术在技术方面，为提高弹射器的效率，30年代已有人提出了“直接驱动”（DirectDrive）的结构概念，着重于降低驱动装置的动态总重。

从而改善弹射器的加速效率。

开缝式汽缸设计就是在这种概念下产生的。

作为动态结构的活塞和牵引器用最短的距离直接连接，以减低推进活塞和牵引器这两个动态结构的重量。

机械上，这种结构的难度是既要让驱动活塞/前引器结构在汽缸缝里自由移动，又要保持必要的工作压力。

燃气蒸汽式弹射内弹道研究燃气蒸汽式弹射内弹道是一种在航空母舰上发射飞机的技术，这种技术的要点在于使用压缩气体和蒸汽来为飞机提供动力，从而将其快速地从航空母舰甲板起飞。

这种技术的内弹道也是研究中的一项重要领域，因为它对于飞机起飞后的稳定性和性能有着直接影响。

在燃气蒸汽式弹射内弹道的研究中，主要的工作是对于压缩气体和蒸汽在起飞过程中的作用机制进行探究。

燃气蒸汽式弹射内弹道的过程大致分为三个阶段：压缩气体加速阶段、蒸汽加速阶段和推进阶段。

在压缩气体阶段，用压缩气体形成一个强大的加速作用，这是实现弹射的关键步骤。

此时气体压缩机会把压缩气体引导到起飞准备专用的管道中，并且在最终弹射之前，这个管道中的气体将被压缩至非常高的压力。

在蒸汽加速阶段，压缩气体被注入到弹射起飞装置的蒸汽室中，在这里被加热并转化为高温高压的蒸汽，之后这个高温高压的蒸汽将被注入到推进器中，从而把飞机弹射起飞。

在推进阶段，推进器发挥出它的强大推进作用，为航母上的飞机提供足够的动力，确保它们能够在不久的将来起飞并越过航母。

在燃气蒸汽式弹射内弹道的研究中，有几个关键因素需要被特别关注和掌握。

首先，研究人员需要对气体压缩机和蒸汽室的设计进行优化，以确保弹射起飞时各种参数的稳定性。

其次，推进器的设计也非常重要，因为如果推进器的设计不恰当，将会出现各种问题，从而导致飞机起飞后出现稳定性问题。

总之，燃气蒸汽式弹射内弹道作为一种先进的起飞技术，其关键技术和内弹道的研究至关重要。

必须加强对于相关技术和数学模型的研究，为弹射式起飞技术的发展提供更多支持和保障。

燃气蒸汽式弹射内弹道的研究需要对许多参数进行测量和分析。

以下是一些可能需要测量和分析的参数：1. 压缩气体压力：在压缩气体加速阶段，压缩气体要被压缩至非常高的压力才能提供足够的动力给起飞飞机。

因此，测量压缩气体的压力是非常重要的，以确保它能够提供足够的动力和稳定性。

在研究中，可以采用压力传感器来测量气体的压力。

航母弹射器原理
航母弹射器是一种弹射飞机起飞的装置，它可以将飞机从航母上快速地发射到空中。

其原理主要基于蒸汽推力。

首先，航母弹射器系统由一个大型蓄压装置组成。

在蓄压器中积蓄了大量高压蒸汽。

当需要发射飞机时，弹射器系统会通过控制阀门释放蓄压器中的蒸汽。

蒸汽的释放会产生强大的推力。

在弹射器上，有一条特殊的轨道，通常被称为弹射道。

飞机将被固定在此轨道上。

当蒸汽释放时，推力会将飞机迅速推出弹射道。

这种弹射器的设计非常精确，以确保飞机在起飞过程中获得适当的速度和升力。

推力的大小和方向经过精确的计算和调整，以便在飞机离开航母时提供必要的推力，使得飞机能够顺利起飞。

航母弹射器是现代航空母舰上至关重要的设备之一。

它可以在短距离内将飞机发射到空中，使得航母能够在有限的甲板空间上容纳更多的飞机。

同时，它也大大提高了飞机起飞的安全性和效率。

值得注意的是，航母弹射器的设计需要考虑到不同飞机的重量和速度要求。

因此，航母上通常会配置多个不同类型的弹射器，以适应不同飞机的需求。

这些弹射器系统经过精确的调校和测试，确保它们能够在各种条件下可靠地工作。

总的来说，航母弹射器的运作原理基于高压蒸汽的释放产生推力，使飞机能够快速起飞。

它是现代航母起飞系统中不可或缺的一部分，确保航母能够有效地进行飞机起降任务。