蒸汽弹射器(英语:Steam catapult)是第二次世界大战后现代航空母舰中唯一使用的飞机弹射器 ,主要是由于喷气式飞机的出现,舰载机重量大幅提升,自力起飞和原先的弹射器设备已不足以应付其需求,于是1951年,英国柯林·米切尔中校(Colin C. Mitchell)提出将航母蒸气轮机的蒸气连动到弹射器上,进而发明了航母用的蒸气弹射器。
日本横须贺军港内,驻日美国海军舰员正在“华盛顿”号航母上拆卸和保养蒸汽弹射器
弹射器主要有三种:液压弹射器、蒸汽弹射器和内燃弹射器。世界上最早的弹射器是由美国西奥多·埃利森海军上尉于1911年研制成功的。这种原始的弹射器由三条绳索和一块法码组成,但这种弹射器太原始,几乎没起到什么作用。后来,埃利森又对这种原始的弹射器进行改进,研制成功压缩空气式弹射器,于1912年11月12日进行了人类史上第一次弹射起飞。
驻日美军“华盛顿”号航母拆卸保养蒸汽弹射器。
不过,埃利森的发明并没有引起人们的注意。因为当时的舰载飞机重量轻、速度低,不需要弹射也可从航空母舰的飞行甲板上起飞。直至喷气式飞机诞生后,弹射器才变得日渐重要起来。而第二次世界大战结束时,航空母舰上所装备的弹射器都是液压的,弹射能量极小,根本无法满足喷气式飞机的需要。
巨大的活塞部件
1951年,英国海军航空兵后备队司令米切尔率先提出研制蒸汽弹射器的设想。他当年就将其研制成功,并装备在海军“莫仙座”号航空母舰上。后来,美国人又于1960年研制成功了内燃弹射器,并将这种弹射器安装在“企业”号核动力航空母舰上。不过,这种内燃式弹射器至今仍不能令人满意,所以“企业”号上除了装备内燃弹射器之外,还装备有蒸汽弹射器。
海军舰员正在“华盛顿”号航母上拆卸和保养蒸汽弹射器。
重型飞机要想从航空母舰上起飞,必须有蒸汽弹射器。在飞机起飞前,由位持器钢圈把尾部扣在一个坚固点上,飞机前轮附近的牵引杆垂落到一个“滑梭”内,滑梭以挂钩钩住飞机。滑梭是蒸汽弹射器唯一露在飞行甲板上的零件。飞机前面的甲板下,有两个平行圆筒,每个至少长45米,筒中的活塞与所有滑梭相连。蒸汽由母舰上的锅炉输出,增压后输入滑梭。
正在滑轨上进行维护保养的工作人员
飞机起飞时开足马力,但被位持器扣住。蒸汽弹射器一启动,飞机引擎的动力加上蒸汽压力,使钢圈断开,飞机前冲,在45米距离内达到时速250公里/小时。飞机弹射起飞脱离滑梭后,活塞前端的注管就落入水池,在几米的距离内停顿,滑梭移回原位,推动另一架飞机起飞。母舰上每个蒸汽弹射器每分钟可推动两架飞机起飞。
拆卸保养蒸汽弹射器部件
通常航空母舰最多装设4个蒸汽弹射器。据已公开资料显示,在役蒸汽弹射器总重量接近500吨,每次弹射最大输出能量可达到95兆焦耳,最短工作周期为45秒,平均每次耗用近700公斤蒸汽。
正在滑轨上进行保养工作
蒸汽弹射器是一项复杂的系统工程,除了弹射器本身的设备,还有海水淡化设备、贮水池、 高压水泵、锅炉、加热装置等诸多附属设施。
驻日美军“华盛顿”号航母拆卸保养蒸汽弹射器
蒸汽弹射器这种技术已经在航母上使用了50年,也是唯一经过实战证明的技术。然而,美海军在舰艇设备全面电气化的大趋势下,航母将采用电作为推进的主动力。所有动力设备也将电气化。
日本横须贺军港内,驻日美国海军舰员正在“华盛顿”号航母上拆卸和保养蒸汽弹射器
所以在80年代末,就开始了对电磁弹射器技术的开发,并在费城东部的试验基地装备了电磁弹射器进行试验。
“华盛顿”号航母拆卸保养蒸汽弹射器
不过,蒸汽弹射器在功能上还是能满足作战的需要,而且在运作技术上相当成熟。2003年美海军在公开的财政预算书里还提到了一项改良蒸汽弹射器设施的项目,报告里向国会提出要求拨款提升蒸汽弹射器的试验设施的方案,并且提到提升设备的目的以应付蒸汽弹射器服役到2050年的需要。