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航母飞机弹射器的发展

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提起弓,你会想到古人射箭的弓弩和打鸟儿的弹弓。飞机弹射器与其原理相近,就是航空母舰上弹射飞机的"弓"。

不过,弹射飞机可不像弹射弓箭和打乌用的石子,飞机不仅比它们大得多,而且,航空母舰弹射飞机是为了使飞机在极短的飞行甲板上达到起飞速度,这就要求飞机弹射器具有独特的性能。据资料表明,现在普遍采用的喷气式舰载机起飞时,需要加到每小时350公里以上的速度才能拔地而起,依现行飞机的重量和发动机功率计算,飞机需在跑道上滑跑几千米距离才能达到,而航空母舰的甲板最长也不过百余米,所以,弹射器加快起飞速度是必不可少的环节。

弹射器目前主要有三种:液压弹射器、蒸汽弹射器、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。

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。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。

综上所述,目前航空母舰上采用的弹射器以蒸汽弹射器为主。蒸汽弹射器就是一台往复式蒸汽机,只不过其动力冲程很长,目前已近百米。蒸汽弹射器由发射系统、蒸汽系统、拖索张紧系统、复位系统、润滑及控制系统等部分组成。工作时,由锅炉产生高压蒸汽,并把这种高压蒸汽储存在蒸汽室里,弹射前,用拖索将舰载机钩在往复车上,一旦将高压蒸汽充入汽缸筒,蒸汽的巨大压力推动活塞,活塞带动往复车,往复车带动舰载机飞速向前滑动,从而将飞机弹射出去。如美国的C-13型蒸汽弹射器,可将36.3吨重的舰载机以185节(即每小时339公里)的高速弹射出去。

蒸汽弹射又分为两种方式,最先采用的是拖索式,后来采用前轮拖曳式。拖索式弹射是首先由牵引车将舰载机拖到弹射器上,由甲板工作人员用钢质拖索将飞机挂在往复的滑块上。然后,用一根牵引释放杆把飞机尾部与弹射器后端固定,竖起喷气偏流挡板,飞行员将飞机发动机启动并放到推力最大位置。这一系列准备工作完成后,甲板指挥官一声令下,高压蒸汽使弹射滑块猛向前冲,拉断牵引释放杆上的定力拉断栓,滑块拉着飞机沿轨道加速,在轨道即将结束时把飞机加速到起飞速度。此时,拖索从飞机上脱落,飞机在自身发动机的牵引下飞向空中。而滑块则返回弹射轨道起点,准备弹射下一架飞机。

1964年开始,美国海军又研制成功另一种蒸汽弹射方式,即前轮拖曳式。这种弹射方式目前已在航空母舰上普遍采用。它放弃了弹射拖索,从而使专门用于回收弹射拖索的加收角没有存在的必要了。所谓前轮牵引式弹射起飞,就是给舰载飞机的前轮支架装上曳杆,把前轮直接挂在滑块上,弹射时由滑块直接拉着飞机的前轮加速起飞。取消了拖索,既可减少挂拖索和回收拖索的8~10名甲板人员,也可减少每架飞机弹射的时间间距。目前,美国海军的航空母舰中,除装备CB-1型弹射器的航母弹射一架飞机需45秒钟,其他每弹射一架飞机仅需30秒钟。

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