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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(英語: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]

歷史编辑

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。

方式编辑

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]

缺點编辑

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。

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參見编辑

資料來源编辑

  1. ^ Aircraft catapults. 《HOW IT WORKS 知識大圖解》 中文版. 2017年10月號, (37): 24. ISSN 2313-6812. 
  2. ^ 蔣林波 2008,第35页

參考書目编辑