蒸汽彈射器 目录 歷史 方式 缺點 图片 參見 資料來源 參考書目 导航菜单ISSN 2313-6812

海军航空母舰軍事技術


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蒸汽彈射器的內部




企业号航空母舰上正在测试的蒸汽弹射器




法国戴高乐号航母上装配的蒸汽弹射器


蒸汽彈射器（英语：Steam catapult）是第二次世界大戰後現代航空母艦中唯一使用的飛機彈射器，主要是由於噴射飛機的出現，艦載機重量大幅提昇，自力起飛和原先的彈射器設備已不足以應付其需求，於是1951年，英國柯林·米切爾中校（Colin C. Mitchell）提出將航母蒸氣輪機的蒸氣連動到彈射器上，進而發明了航母用的蒸氣彈射器。
目前只有美國與英國擁有製造技術，並於航艦上使用着，前者為C-13型，後者為BS5型，C-13型除了供給美國海軍使用外，法國海軍也使用此型。


在每具彈射器組成內含一對並聯式活塞汽缸，透過航母艦上的反應器所產生高壓蒸氣來推動飛機。起飛前活塞頂端會將飛機與滑梭相連；飛機用具有堅固桿子的箝制器（Holdback）加以固定住。預備起飛時候，汽缸閥門會打開，使得高壓蒸氣大量湧入裝置之中，此時活塞仍固定住讓飛機留在原地，等候活塞累積足夠壓力，產生巨量推力後，箝制器隨即鬆開讓彈射器啟動，產生大量的推進速度供起飛。飛機一但脫離航母之後，活塞就會衝入水力煞（Water Brake）就停止，以準備下一次任務使用 [1]




目录





  • 1 歷史


  • 2 方式


  • 3 缺點


  • 4 图片


  • 5 參見


  • 6 資料來源


  • 7 參考書目




歷史


在20世紀50年代初，英國海軍上尉首先使用蒸汽的想法。試驗表明，它有可能獲得更強大的彈射器，而隨著大型噴氣飛機開始出現，蒸汽彈射系統搭載上航空母艦。


在2010年代，配備電磁彈射器的航母預計投產，福特級核動力航空母艦將使用的電磁飛機彈射系統。不過美國海軍也提出一個蒸汽彈射器改進計劃，提升蒸汽彈射器的能力，因為蒸汽彈射器技術成熟，而電磁彈射系統仍然在實驗中，經提升的蒸汽彈射系統預計可使用到2050年。



方式


蒸汽彈射器是將蒸汽壓力轉化為對飛機的推力，利用彈射器軌道上的滑塊把飛機高速彈射出去，而根據艦載機彈射方法，可分為兩種彈射方式，一種是「前輪彈射」，另一種是「拖索式彈射」。


彈射器的管線鋪設於飛行甲板下，並在甲板的溝槽上連結一滑塊，在「前輪牽引式」的情況下，飛機會將彈射桿勾住於滑塊，當彈射器充氣完成後，甲板會立起阻擋熱蒸氣、保護甲板作業人員的「噴流擋板」（分成耐熱磚和流水冷卻式兩種，目前新建航母採用前者，在不需進行彈射作業的情況下可蓋起來成為甲板的一部份），飛機再藉由蒸氣的強大推力驅動滑塊前進而起飛，多餘的蒸氣再於管線末端排出，若天候惡劣、甲板勤務人員不好進行作業時，可以自甲板的「彈射器綜合控制系統」操作，其為甲板上的一個半圓形透明操作室，可於該處操作彈射系統，不使用時可關閉而成為甲板的一部份。


蒸汽彈射有兩種彈射方式，一種是前輪彈射，另一種是拖索式彈射。後者則只有巴西採用。


拖索式彈射：初期使用的方法，需要多名人員在甲板待命，是以鋼索將艦載機掛載於滑塊上，再以其快速向前移動，將飛機沿着甲板上的軌道拖曳加速，進而起飛，現役航空母艦已多不使用這種方式（目前只有巴西的「聖保羅號」航母為此種彈射方式）。


前輪牽引彈射：後期使用的方法，比拖索式省下大量的人力，彈射時間比拖索式短，安全性較高，操作較為簡便，是將飛機前輪上的彈射桿掛載於甲板上彈射器的滑塊中，經由彈射的拖曳達到加速之效，現役航空母艦多數採用這種彈射方法[2]。



缺點


蒸氣彈射器造價昂貴、設計、製造和安裝技術均複雜、保養維護非常費工夫和成本大，又需佔用航母大量空間和消耗大量淡水，美國曾為此考慮過蒸汽冷凝回收裝置，終因體積大及效率低而取消。
以美国小鷹級航空母艦的C-13弹射器为例，它一次弹射就要消耗625公斤的蒸汽和1吨左右的缓冲淡水。蒸汽在弹射后散失到外界，如果航母以每分钟1架的速度进行紧急弹射起飞，连续弹射8架飞机之后航母锅炉蒸汽压力就会损失20%，整个动力就会损失32%，航速就要下降8节。
因此美國海軍研發新式的「電磁彈射器」，其原理類似磁浮列車，能有效降低維護和發射成本，並能提昇航母自動化程度。電磁彈射器已在福特級核動力航空母艦陸續配置。



图片





  • 引导固定翼飞机到弹射点







  • 引导F/A-18C大黄蜂战斗攻击机到弹射点







  • 正在弹射的S-3B维京式反潜机







  • 卡尔文森号航空母舰上的蒸汽弹射器控制室







  • 斯坦尼斯号航空母舰上的蒸汽弹射器液压系统







  • 蒸汽弹射器的密封槽





參見


  • 航空母艦

  • 飛機彈射器

  • 尼米茲級航空母艦


資料來源




  1. ^ Aircraft catapults. 《HOW IT WORKS 知識大圖解》 中文版. 2017年10月號, (37): 24. ISSN 2313-6812.  请检查|date=中的日期值 (帮助)


  2. ^ 蔣林波 2008，第35页



參考書目



  • （中文）蔣林波, 《國外艦載機技術發展》, 航空工業出版社, 2008, ISBN 978-7-80243-093-8 

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