航母弹射器 [英] the catapult for aircraft carrier
航母弹射器是用在航母上弹射起飞飞机的。 早期的螺旋桨式飞机由于起飞速度不大,可以轻易从甲板上自行滑跑起飞,但喷气式舰载机的重量和起飞速度急剧增大,只能通过弹射器起飞了。弹射器不仅使飞机在航母上起飞成为可能,而且可以综短起飞时间、减少油耗。因此虽然每起飞一次需要消耗1吨多淡水及强大功率的代价,但总的来说还是划算的。从航母的发展至今,弹射器也在不断改进,于之前相比,功能更先进,效率也更高。其中弹射器这一独门科技术研究外界虽知之甚少,但其中投入的物力及财力却非常的庞大,与其它部门高科技相比丝毫不显逊色。
弹射器的工作
1.拖索式弹射和前轮弹射
舰载机起飞时都是利用弹射器轨道上的滑块把飞机高速弹射出去,而依据舰载机与滑块的联结方法,弹射方式可以分为拖索式和前轮牵引式弹射。
拖索式弹射时,甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上,再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。弹射时,猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓,牵着飞机沿轨道迅速加速,在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板,拖索从飞机上脱落,滑块返回弹射器起点准备下一次工作。
前轮弹射方式是美国海军1964年试验成功的。舰载机的前轮支架装上拖曳杆,前轮就直接挂在了滑块上,弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。这样就不用8-10甲板人员挂拖索和捡拖索了。弹射时间缩短,飞机的方向安全性好,但这种舰载机的前轮要专门设计。美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。
2.航母导流板
在弹射前,舰载机的喷气发动机已经全速运转,此时它向后喷射出高温高速燃气流,对它后面的飞机和人员危害甚大。这时弹射器后方张起的挡板可使燃气流向上偏转,不会喷向后面的甲板了,这些挡板就叫做“偏流板”或“燃气导流板”。
一般来讲,每个弹射器后面有一组共3块燃气导流板。当单发飞机起降时张开正中一块;当双发飞机起降时三块都张开。为了降低燃气流的灼热温度,燃气导流板后面都装有供冷却水循环流动的格状水管。
弹射器的类型及功能
弹射器发展中曾五花八门,经历各种尝试,虽有好多并未能用于实战,但并不代表其不成功,只是在具体可操作性上及部分性能对材料要求上存在一定的矛盾。故而并未进行实用,弹射器在类型上、功能上非常多,现介绍几个典型例子。
1.弹簧复力弹射器
玩过弹弓的人都知道把石子弹出去的道理,而飞机在起飞的过程中也确实是加速度做功的过程,由于做功时间短,负荷冲击性相当大,这对一般机械来说是个无法克服的问题。而弹簧复力弹射器则是利用直线电机或储能机构把弹簧拉伸到储能位置,利用制动机构保持能量不释放,而工作时则利用控制系统断开制动机构,弹簧在复力下拉动动飞机加速,飞机在自身发动机及弹射器的合力下加速,初始工作冲程一般只有60米。不过遗憾的是这种弹射器不能直接把飞机弹射起飞,飞机必须在发动机的推力下滑行一段才能起飞。而且这种弹射器在实际研究中是把弹簧放置在开口的滑道里(内口带润滑油),目的是不让弹射器工作时不对周围产生影响,而且这种大功率弹簧对材料要求严格,试想一下这么大功率的弹簧在航母服役期间不更换,对材质要求是多么刻苛,即使是滑道,其精度也要求非常高。这种弹射器弹射飞机次数不高,因为它是靠储能机构完成储能的。更要命的是这种弹射器初始时拉力非常大,飞行员会发生短时的晕厥现象。对飞机的机构强度也要求相当高。而工作末端拉力又非常小,关键时候不能助推起飞。但这种弹射器效率高,停止无需采取缓冲手段。
不过,据个人分析,这种弹射器用在老瓦上用于起飞预警机应该还是可行的,虽不能达到起飞,但经过滑跃板时起飞绝不成问题。