一提起彈射器,似乎就與航空母艦扯上關係。
很多朋友可能不知道的是,彈射器是伴隨飛機誕生的,一直發揮著相當重要的作用。下面來談一下彈射器的發展歷史,以及它與飛機、航空母艦之間的關係。
人類第一架飛機就是萊特兄弟發明的,1903年首次試飛成功,雖然他們的飛機只飛了59秒,距離只有260米,卻揭開人類航空史的新篇章。然而很多人並不知道,為了彌補發動機功率不足無法達到起飛速度的問題,萊特兄弟使用了彈射器和滑軌系統,利用一個500千克的重物從5米高度落下提供的能量,將飛機彈射升空。如果仔細看一下萊特兄弟的試飛紀錄片,就會注意到這個細節。
在很短的時間裡,飛機發動機的功率有了飛速的提升,因此它們不再需要彈射器的幫助就能夠自行升空。似乎彈射器已經沒有什麼用處了,但在軍艦上,彈射器還有其用武之地。當時軍艦需要飛機來校正射擊參數,最初是由一架專用的水上飛機母艦,使用吊車將水上飛機吊到水面上,然後讓它自行起飛。這種方式受到環境的很大限制,而且操作繁瑣。
於是,軍艦開始自行攜帶水上飛機,並在炮塔上鋪設供起飛使用的跑道。很快這種試驗的跑道變成了彈射器,並很快成為各國海軍主力艦的標準配備。這些彈射器使用壓縮空氣或火藥燃氣,甚至是液壓系統提供動力,將水上飛機彈射升空。任務完成後,這些飛機會在水面上降落,然後通過吊車回收。
彈射器可以迴轉,這樣便於根據風向調節起飛方向。上世紀20年代,彈射器就可以將一架重達3.4噸的飛機,在17米長的彈射器上加速到100千米/小時的起飛速度。
美國「列剋星敦」號和「薩拉託加」號航母就安裝了電動機驅動的彈射器,可以將4.5噸重的飛機加速到90千米/小時的起飛速度。由於航母有較長的跑道,只要航母逆風航行,當時的螺旋槳飛機都能夠順利起飛,無須使用彈射器。最驚險的一次就是,杜立特指揮的16架B-25「米切爾」中型轟炸機從「大黃蜂」號航母上起飛,轟炸東京的行動。所有B-25為了能夠在航母上起飛,不得不拆掉了大量設備,以減輕重量。
隨著艦載機的重量不斷增加,起飛速度越來越高,航空母艦不得不安裝彈射器,讓艦載機能夠順利起飛。同時,為了讓艦載機能夠承受彈射器的加速度,不得不對結構進行大幅度的加強。
這是美國海軍舉行的一次紀念活動,B-25轟炸機再次表演在航母上起飛的一幕,重現杜立特轟炸東京的壯舉。由於此時航母甲板已經足夠長,因此即便沒有經過改裝的B-25轟炸機,也能夠不依靠彈射器順利起飛。可見,現代航母之所以配備彈射器,與艦載機的起飛速度相關的。
美國航母相當長的時間都配備的是蒸汽彈射器,通過鍋爐產生的高壓蒸汽,將飛機加速到起飛速度,然而美國航母採用蒸汽彈射器還是源於一場悲劇。1954年,美國「班寧頓」號航母的液壓彈射器發生故障,洩露的液壓油被艦載機高溫尾流引燃,導致彈射器爆炸,並發生二次爆炸,103名水兵喪生,200多人受傷。而此時英國航母上裝備了蒸汽彈射器,更安全,功率更大,因此美國航母開始使用這種彈射器。
活塞在甲板下的氣缸內運行,彈射器之所以有這樣強大的力量,與其結構有著密不可分的關係。S-13彈射器的蒸汽壓力可達到70個大氣壓,高壓蒸汽儲存在一個特殊儲罐中,啟動後通過一個快速釋放閥門推動活塞前進,進而帶動飛機起飛。在94.5米距離內,S-13彈射器可以讓重達33噸的F-14A「雄貓」重型戰機達到247千米/小時的起飛速度。
但是,蒸汽彈射器還是有自身的缺點,比如消耗寶貴的淡水資源,同時佔用了寶貴的內部空間。四臺彈射器每個重達2800噸,這樣的重量和體積對航母來說絕對不是什麼輕鬆話題。另外,蒸汽彈射器工作時洩露的高溫蒸汽,會妨礙視線,尤其是低溫環境中更加明顯。
美國最新型的「福特
」級航母採用了電磁彈射器,解決了蒸汽彈射器的諸多不足。但是卻又出現了可靠性方面的問題,需要花費更多的代價和時間進行解決。
未來,美國航母將採用電磁彈射器取代蒸汽彈射器,這樣煙霧瀰漫的情景會逐漸消失。很多軍迷都表示,如果沒有了這些煙霧,會缺少內味。