'航母蒸汽彈射有多難？兩條氣缸難倒全世界，特種鋼沒幾個國家能造'

艦載機在航母上的升空方式一般有兩種，一種是滑躍起飛，另一種是利用輔助裝置彈射起飛。彈射裝置出現的年代非常久遠，早在1911年，美國海軍上尉西奧多·埃利森就設計了一款原始的彈射器，僅由繩索和砝碼組成，沒有太大作用，此後，埃利森又對原始的彈射器進行了改進，研製成功了壓縮空氣式彈射器，並在1912年11月12日進行了首次彈射飛行。

二戰結束後，航母上的彈射裝置大都是液壓的，而當時的艦載機越來越重，液壓彈射逐漸無法滿足要求。直到1951年，英國海軍航空兵後備隊司令柯林·米切爾率先提出了蒸汽彈射的概念。美國人緊隨其後，在1960年研製了內燃彈射器，但這種彈射器效果並不理想，因此除了世界第一艘核動力航母企業號外，美國在隨後建造的尼米茲級航母中，均使用了蒸汽彈射技術。

實際上，蒸汽彈射的原理非常簡單，我們可以將其簡化為一臺衝程很長的往復式蒸汽機，利用高壓蒸汽的能量轉化為動能做功。既然它的原理如此簡單，那麼世界上為何只有屈指可數的國家能製造出重型艦載機的彈射器呢？

首先，我們從彈射器的核心部件——氣缸說起。整條彈射器的軌道長度約80米，由兩排平行的氣缸並排組成，每排氣缸又由20多個氣缸連接而成，每個氣缸長4米，頂部有橫貫缸體的狹長開口，截面呈“C”型。鍋爐產生的高壓蒸汽儲存在儲氣罐內，彈射前，拖索將艦載機鉤在往復車上，蒸汽推動活塞運動後，活塞帶動往復車，往復車再帶動艦載機，完成彈射過程。這麼長的氣缸，有能力加工出來是一回事，能精確安裝在航母上，又是另外一回事，除了要考驗冶金能力，還對制安裝工藝有著苛刻的要求。此外，在每一彈射任務中，氣缸都要經受加壓和減壓的過程，開口處難免發生形變，保證形變範圍可控，難度非常高。

前面說到，這個近百米的巨型氣缸，頂部有一條狹長的開口。因此，氣缸的密封問題就是另一大難點。在彈射器運轉時，缸內壓力非常高，一個手指間大小的壓力就有20至80千克（彈射不同飛機時功率不同，壓力也不一樣），因此彈射器在工作時如何保持密封，這個問題可以說難倒了全世界，不是一般國家能玩轉的。

從原理來說，氣缸的密封方式有兩種，一種是“拉鍊式”密封，氣缸開口兩側設有橡膠帶，但是這種密封方式缺點也很顯而易見，會對橡膠造成磨損，在經過數次使用過後就要更換，增加了使用成本。因此，“拉鍊式”密封只有早期的航母彈射器上才會出現。後來的蒸汽彈射器，則使用了“填條”式密封方法，活塞在氣缸內前進，同時帶動一根柔性金屬條填充進縫隙中完成密封。

蒸汽彈射的另一個重要部件，就是它的儲氣罐。雖說儲氣罐的結構非常簡單，但千萬不可小覷，它的製造難度絲毫不亞於氣缸，僅僅是製造儲氣罐的特種鋼材料，就沒有幾個國家有能力生產。這種材料要滿足良好的蠕變性能和抗拉強度，同時還要有重量限制和耐高溫性能，罐體還要能承受幾十萬次的加壓、洩壓的疲勞循環，製造難度可想而知。

除了彈射器本身的設備外，整套蒸汽彈射系統還包含海水淡化設備、儲水池、高壓水泵、加熱裝置等一系列附屬設施，使用和保養都非常複雜。大喵看來，中國的航母發展必將要攻克彈射器的難關，但並不一定要從蒸汽彈射搞起，因為與蒸汽彈射相比，電磁彈射體積只有蒸汽彈射的一半，結構又簡單，能彈射多種類型的艦載機。更重要的是，電磁彈射與蒸汽彈射之間的技術關聯並不大，雖然蒸汽彈射用了70多年，但電磁彈射才是未來航母發展的趨勢，大喵預言，中國航母發展繞過蒸汽彈射，直接上電磁彈射的概率比較大。軍迷們對此怎麼看呢？歡迎大家留言討論。