军武论道|航母弹射器的过去、现在与未来
航母是当前最具威慑力的战略装备之一 ， 其重要性不言而喻 。 自诞生以来 ， 航母最为倚重的武器就是它所搭载的舰载机 。 舰载机的性能和起降效率直接决定了航母的战斗力 ， 因此如何提高舰载机的飞行频次 ， 是航母最需要解决的问题之一 。 从过去发展到现在 ， 航母舰载机的起飞方式主要有三种：一个是滑跃起飞 ， 一个是弹射起飞 ， 一个是短距/垂直起飞 。 其中弹射起飞方式主要依赖各种各样的弹射器 ， 目前主要有蒸汽弹射器和电磁弹射器 。 今天就为大家介绍一下 。
一、压缩空气弹射器
在航母刚诞生的时候 ， 搭载的都是轻型的活塞螺旋桨战斗机 ， 它们基本都是在飞行甲板上滑行起飞 。 这种方式虽然很原始 ， 但是如果不考虑舰载机的降落的话 ， 起飞效率还是很高的 。 然而随着新型舰载战斗机的出现 ， 起飞重量和载弹量均有所增加 ， 因此需要借助一定的外部推力 ， 促使舰载机以更快的速度起飞 ， 同时不需要大幅增加飞行甲板的长度 。 弹射器就是在这一需求下诞生的 。 
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在1910年代初期 ， 英美海军的技术专家开始设想研制一种可以给舰载机加速的弹射器 。 其中埃瑞森根据投掷器的原理 ， 提出可以制造一种类似的机械装置 ， 通过重力和自由落体的加速度 ， 带动转轮上的绳索 ， 为舰载机的起飞提供动力 。 虽然这个设想并没有付诸实施 ， 但已经开始了弹射器的雏形发展阶段 。 后来他又根据矿山上使用的压缩空气机 ， 设想由类似的压缩空气推动气缸提供动力源 ， 利用气体膨胀直接带动转盘和绳索 ， 通过气缸产生的压力来调节弹射力 。 这次他的想法获得了支持 。 
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1912年的7月 ， 埃瑞森负责研制的压缩空气弹射器进行了第一次弹射试验 ， 他本人也成为第一位被弹射器弹射出去的飞行员 。 然而首次测试并未成功 ， 弹射器产生的加速度并不能有效控制大小 ， 导致飞机弹射出去时机头上扬 ， 最终失衡坠落 。 幸运的是埃瑞森本人并无大碍 ， 又对该弹射器进行了持续改进 ， 加装了一个阀门来控制弹射器产生的推力 。 同年12月 ， 压缩空气弹射器再次进行测试 ， 成功弹射了一架飞机 。 然而后来由于各种原因的影响 ， 压缩空气弹射器的研制被迫中断 。 
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1919年的7月 ， 美国又重启了压缩空气弹射器的制造 ， 但载体并不是航母而是战列舰 。 到了1922年 ， “马里兰”号战列舰上的弹射器进行了第一次实操 ， 弹射了首架飞机 。 这种弹射器被称为A系列弹射助推器 ， 弹射距离只有20米 ， 推力也仅有1.59吨 。 经过多次测试后 ， 证明该弹射器完全可行 。 于是美国海军将种弹射器安装到了多艘战列舰上 ， 并进行了后续研究和改进 。 压缩空气弹射器的终极型号是AMK4型 ， 推力已增加至2.8吨多 ， 然而仍无法满足航母需要 ， 美国海军将注意力集中到了火药弹射器 。
二、火药弹射器
压缩空气弹射器的主要缺点是动能太低 ， 而火药则具有较高的能量密度 ， 因此用火药弹射器取代压缩空气弹射器成为航母技术人员的新课题 。 采用火药作为动力源的一大难题是如何控制弹射力 ， 为此专家提出了几个办法 ， 包括增加转盘的质量、设计合理的装药量等 。 经过一系列的测试 ， 美国研制出了P系列的火药弹射器 ， 分为炮座同转式和固定式两种 。 
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火药弹射器的发展也经历了几个阶段 ， MK1型是试验型 ， 主要用于验证火药弹射器的可行性 。 MK3型是改进型 ， 采用炮座同转式结构 ， 推力为2.9吨 。 1924年12月 ， MK3型的火药弹射器在“密西西比”号战列舰上进行了测试 ， 成功弹射了一架飞机 。 次年还安装到了其他战列舰上 。 MK4型是MK3型的衍生版本 ， 采用的是固定式结构 。 MK5型是去掉压缩空气装置改进来的 ， 也是该系列弹射器中推力最大的 ， 达到了3吨 。 火药弹射器发展到了MK8型 ， 是专门为航母设计的 ， 但是并没有实际应用 。
火药弹射器也有很多缺点 ， 最主要的是持续时间很短 ， 能够弹射起飞的重量有限 ， 最大推力只有3吨 。 此外 ， 火药弹射器不能在封闭式空间内使用 ， 只能安装在甲板上 ， 因此最终仍没有被航母所采用 。 与此同时 ， 航母技术大国英国也进行了相关的弹射器研制工作 ， 先后推出了压缩空气弹射器和火药弹射器 ， 但是总体进度比同时期的美国要慢一些 。
三、飞轮弹射器
在研制和改进火药弹射器的同时 ， 有人提出了另一种弹射器的设想 ， 这就是诺尔顿设计的飞轮弹射器 。 这种弹射器的工作原理是利用惯性飞轮储能 ， 通过摩擦传递动力 ， 从而产生较大的牵引力和弹射速度 ， 助力飞机的起飞 。 飞轮弹射器采用一个6吨重的飞轮 ， 可以进行水平顺时针旋转 ， 由轴承固定 ， 安装在甲板下层 。 弹射器启动后 ， 飞轮会进行高速旋转 ， 产生很强的弹射力 ， 通过轮轴上的缆绳传递给飞机 。
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