超级军网【搬运】《弹射器》有助于大家认识航母弹射器的很有价值 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 03:18:45
来源互动百科：http://www.hudong.com/wiki/%E5%BC%B9%E5%B0%84%E5%99%A8%0D%0A
原文作者：PZ等。
关键词解释：弹射器：航空母舰上推动舰载机增大起飞速度、缩短滑跑距离的装置，全称舰载机起飞弹射器,简称弹射器。
目录
1 航空母舰蒸汽弹射器的结构与工作原理
2 蒸汽弹射器的开发
3 蒸汽弹射器在美国航母的装备情况
4 蒸汽弹射器工作原理和结构
5 蒸汽弹射器的主要结构
弹射器 - 航空母舰蒸汽弹射器的结构与工作原理
最早的助飞弹射器在飞机被发明的时候就已经出现， 和莱特兄弟同期的兰利， 首先利用弹簧和滑道进行助飞， 而莱特兄弟也在同样概念下， 造出了落重弹射器。 借助这种弹射器。莱特飞行器成功进行了动力飞行。
在飞机发明后的不久就出现了水上飞机， 各国海军在使用水上飞机时候， 为了让舰只在不用停下来的情况下， 舰艇能让飞机在短时间内升空。各国开始开发助飞装置， 这种装置最早是装备在大型水面舰只上的水上飞机弹射器 . 结构上有落重式，飞轮式，火箭助推式， 液压式和气压式多种。
航母最早使用弹射器的是1922年从运煤船改装而成的“兰利”号
虽然最高航速只有15海里， 这艘航母却是美国海军航空兵非常成功的试验平台， 航母技术里最关键设备如弹射器， 拦机网和升降机技术都在“兰利”上得到了试验。 从这艘航母得到的经验和数据，对后来航母设计和运作有极大的影响。
30年代， 大部分飞机还能凭本身的动力全负荷在航母甲板上起飞， 装备弹射器的本来是为了让航母在更短时间内让更多飞机升空。 英国当时的“凯旋”和“勇气”号航母就装备了压缩空气气压弹射器。这个时期的气压液压弹射器多采用活塞顶杆结构， 有滑轮钢缆系统, 最大功率达到5兆焦耳。
这个时期下水的美国航母“萨拉托加”和“列克星顿”号上， 使用了当时技术上较可靠的飞轮式弹射器。 当时的弹射器， 已经可以用比较短的弹射周期进行弹射。 可是， 弹射器的使用在运作上却增加了升空甲板人员运作的复杂性， 令本来已经复杂的升空运作变得更难执行， 反而导致升空延误。 这个难题曾困扰航母多年， 并导致弹射器被列为受淘汰设备。
二次大战爆发后， 由于护航的需要， 开发了护航航母， 由于这类航母的甲板距离短， 飞机必需依靠弹射才能起飞， 弹射器成为必不可少的设备。 最初装备在护航航母上的是飞轮弹射器。 后来开发的大功率的液压弹射器在1943年正式投入使用， “企业”号首批改装使用这种型号为H2-1的液压弹射器的航母之一。在这之后护航航母大部分装备了这种液压弹射器。 性能上H2-1弹射器可以将11000磅的负荷在73英尺内加速到70英里/小时的速度。基本满足当时的作战需要。
弹射器 - 蒸汽弹射器的开发
经过二次大战的实战考验， 航母的运作技术发展的更加成熟。二战到了末期， 喷气机开始出现， 喷气机起飞距离的增大和飞机重量的增加， 导致对弹射器的功率要求更大， 可是， 液压弹射器已经达到技术极限， 当时已经证明这种技术的最大输出功率只能达到20兆焦耳。 推进活塞速度达到90英里/小时之后的工作效率急剧下降。 而且， 弹射器的液压油在高速流动推进时有沸燃现象，在安全性和工作可靠性上存在极大问题， 而且顶杆钢缆系统重量很大。 当时弹射器的问题成为延误航母使用喷气机的主要原因， 此时，英美意识到高能弹射器技术的重要性，就着手开发新技术
在技术方面， 为提高弹射器的效率， 30年代已有人提出了“直接驱动”（Direct Drive）的结构概念， 着重于降低驱动装置的动态总重。 从而改善弹射器的加速效率。开缝式汽缸设计就是在这种概念下产生的。 作为动态结构的活塞和牵引器用最短的距离直接连接， 以减低推进活塞和牵引器这两个动态结构的重量。
机械上， 这种结构的难度是既要让驱动活塞/前引器结构在汽缸缝里自由移动， 又要保持必要的工作压力。最大的技术问题是如何防止泄漏导致压力下降。 不少设计者曾为此提出过多种不同的解决办法，最早的方案是在汽缸缝上设置弹性结构， 既能让活塞结构通过， 又可以在活塞通过后不让外漏。这种设计在40年代末曾用在XH-8液压弹射器上， 性能上， XH-8弹射器可以将15000磅的负荷加速达到120英里/小时的速度。 可是， 试验中也发现， 弹性密封装置在高压状态下密封效果很不理想。
经过一系列的研究和试验后， 发现最简单的方案， 是在汽缸内放置密封条， 然后通过前进的活塞， 将汽缸里的金属密封条直接顶入汽缸缝， 并利用缸内的压力将密封条压紧， 从而压力的不泄漏。
在开缝气缸开发的同时，英国的后备役人员科林。米切尔向海军建议尝试使用舰上主锅炉产生的蒸汽直接驱动弹射器的可能性。 英国海军就此开展了初步试验， 试验中证实了蒸汽弹射器的功率远高于液压弹射器， 而且发现弹射造成的蒸汽消耗对整体推进功率影响不大。 而且可靠性和安全性更高较液压弹射器更高。
1950年， 英国海军开始在 “英仙座”航母上正式对蒸汽弹射器进行一系列的试验。 试验中， 研究人员成功地解决了影响开缝式气缸工作的两个最大问题， 第一是气缸缝受缸内压力扩张的问题， 第二是弹射气缸本身受热后变形的问题。 1952年对 蒸汽弹射器的试验证明成功， 这种被称为米切尔式弹射器的装置正式开始装备而且被沿用至今。
通过技术合作，美国直接参与了“英仙座”航母的弹射器试验而获得的这项技术， 此后将研制成功的型号为C-11的蒸汽弹射器装备在“汉考克”号航母上， 并在1954年6月1日成功完成弹射操作。航母也从此进入全面喷气时代。
值得一提的是， 在40年代开发蒸汽弹射器的同时， 美国曾进行了超大型的飞轮储能弹射器和电动弹射器的开发和试验。 理论上飞轮储能弹射器可以达到很高的功率， 但是因高速离合器的技术难题得不到解决而很快被放弃。 值得注意的是，当时在电动弹射器上研究上， 西屋电气公司成功研制了称为“电弹器”（Electropult）的弹射器， 结构上跟目前热门的电磁弹射器结构几乎一样， 采用直线电机设计， 而且在弹射功率与蒸汽弹射器相似的输出。 只是因为运作昂贵而被放弃。 不过， 飞轮和直线电机技术在最近这20年被重新开发， 现在热门的电磁弹射器上运用的就是飞轮储能器和直线电机技术。
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原文作者：PZ等。
关键词解释：弹射器：航空母舰上推动舰载机增大起飞速度、缩短滑跑距离的装置，全称舰载机起飞弹射器,简称弹射器。
目录
1 航空母舰蒸汽弹射器的结构与工作原理
2 蒸汽弹射器的开发
3 蒸汽弹射器在美国航母的装备情况
4 蒸汽弹射器工作原理和结构
5 蒸汽弹射器的主要结构
弹射器 - 航空母舰蒸汽弹射器的结构与工作原理
最早的助飞弹射器在飞机被发明的时候就已经出现， 和莱特兄弟同期的兰利， 首先利用弹簧和滑道进行助飞， 而莱特兄弟也在同样概念下， 造出了落重弹射器。 借助这种弹射器。莱特飞行器成功进行了动力飞行。
在飞机发明后的不久就出现了水上飞机， 各国海军在使用水上飞机时候， 为了让舰只在不用停下来的情况下， 舰艇能让飞机在短时间内升空。各国开始开发助飞装置， 这种装置最早是装备在大型水面舰只上的水上飞机弹射器 . 结构上有落重式，飞轮式，火箭助推式， 液压式和气压式多种。
航母最早使用弹射器的是1922年从运煤船改装而成的“兰利”号
虽然最高航速只有15海里， 这艘航母却是美国海军航空兵非常成功的试验平台， 航母技术里最关键设备如弹射器， 拦机网和升降机技术都在“兰利”上得到了试验。 从这艘航母得到的经验和数据，对后来航母设计和运作有极大的影响。
30年代， 大部分飞机还能凭本身的动力全负荷在航母甲板上起飞， 装备弹射器的本来是为了让航母在更短时间内让更多飞机升空。 英国当时的“凯旋”和“勇气”号航母就装备了压缩空气气压弹射器。这个时期的气压液压弹射器多采用活塞顶杆结构， 有滑轮钢缆系统, 最大功率达到5兆焦耳。
这个时期下水的美国航母“萨拉托加”和“列克星顿”号上， 使用了当时技术上较可靠的飞轮式弹射器。 当时的弹射器， 已经可以用比较短的弹射周期进行弹射。 可是， 弹射器的使用在运作上却增加了升空甲板人员运作的复杂性， 令本来已经复杂的升空运作变得更难执行， 反而导致升空延误。 这个难题曾困扰航母多年， 并导致弹射器被列为受淘汰设备。
二次大战爆发后， 由于护航的需要， 开发了护航航母， 由于这类航母的甲板距离短， 飞机必需依靠弹射才能起飞， 弹射器成为必不可少的设备。 最初装备在护航航母上的是飞轮弹射器。 后来开发的大功率的液压弹射器在1943年正式投入使用， “企业”号首批改装使用这种型号为H2-1的液压弹射器的航母之一。在这之后护航航母大部分装备了这种液压弹射器。 性能上H2-1弹射器可以将11000磅的负荷在73英尺内加速到70英里/小时的速度。基本满足当时的作战需要。
弹射器 - 蒸汽弹射器的开发
经过二次大战的实战考验， 航母的运作技术发展的更加成熟。二战到了末期， 喷气机开始出现， 喷气机起飞距离的增大和飞机重量的增加， 导致对弹射器的功率要求更大， 可是， 液压弹射器已经达到技术极限， 当时已经证明这种技术的最大输出功率只能达到20兆焦耳。 推进活塞速度达到90英里/小时之后的工作效率急剧下降。 而且， 弹射器的液压油在高速流动推进时有沸燃现象，在安全性和工作可靠性上存在极大问题， 而且顶杆钢缆系统重量很大。 当时弹射器的问题成为延误航母使用喷气机的主要原因， 此时，英美意识到高能弹射器技术的重要性，就着手开发新技术
在技术方面， 为提高弹射器的效率， 30年代已有人提出了“直接驱动”（Direct Drive）的结构概念， 着重于降低驱动装置的动态总重。 从而改善弹射器的加速效率。开缝式汽缸设计就是在这种概念下产生的。 作为动态结构的活塞和牵引器用最短的距离直接连接， 以减低推进活塞和牵引器这两个动态结构的重量。
机械上， 这种结构的难度是既要让驱动活塞/前引器结构在汽缸缝里自由移动， 又要保持必要的工作压力。最大的技术问题是如何防止泄漏导致压力下降。 不少设计者曾为此提出过多种不同的解决办法，最早的方案是在汽缸缝上设置弹性结构， 既能让活塞结构通过， 又可以在活塞通过后不让外漏。这种设计在40年代末曾用在XH-8液压弹射器上， 性能上， XH-8弹射器可以将15000磅的负荷加速达到120英里/小时的速度。 可是， 试验中也发现， 弹性密封装置在高压状态下密封效果很不理想。
经过一系列的研究和试验后， 发现最简单的方案， 是在汽缸内放置密封条， 然后通过前进的活塞， 将汽缸里的金属密封条直接顶入汽缸缝， 并利用缸内的压力将密封条压紧， 从而压力的不泄漏。
在开缝气缸开发的同时，英国的后备役人员科林。米切尔向海军建议尝试使用舰上主锅炉产生的蒸汽直接驱动弹射器的可能性。 英国海军就此开展了初步试验， 试验中证实了蒸汽弹射器的功率远高于液压弹射器， 而且发现弹射造成的蒸汽消耗对整体推进功率影响不大。 而且可靠性和安全性更高较液压弹射器更高。
1950年， 英国海军开始在 “英仙座”航母上正式对蒸汽弹射器进行一系列的试验。 试验中， 研究人员成功地解决了影响开缝式气缸工作的两个最大问题， 第一是气缸缝受缸内压力扩张的问题， 第二是弹射气缸本身受热后变形的问题。 1952年对 蒸汽弹射器的试验证明成功， 这种被称为米切尔式弹射器的装置正式开始装备而且被沿用至今。
通过技术合作，美国直接参与了“英仙座”航母的弹射器试验而获得的这项技术， 此后将研制成功的型号为C-11的蒸汽弹射器装备在“汉考克”号航母上， 并在1954年6月1日成功完成弹射操作。航母也从此进入全面喷气时代。
值得一提的是， 在40年代开发蒸汽弹射器的同时， 美国曾进行了超大型的飞轮储能弹射器和电动弹射器的开发和试验。 理论上飞轮储能弹射器可以达到很高的功率， 但是因高速离合器的技术难题得不到解决而很快被放弃。 值得注意的是，当时在电动弹射器上研究上， 西屋电气公司成功研制了称为“电弹器”（Electropult）的弹射器， 结构上跟目前热门的电磁弹射器结构几乎一样， 采用直线电机设计， 而且在弹射功率与蒸汽弹射器相似的输出。 只是因为运作昂贵而被放弃。 不过， 飞轮和直线电机技术在最近这20年被重新开发， 现在热门的电磁弹射器上运用的就是飞轮储能器和直线电机技术。
弹射器 - 蒸汽弹射器在美国航母的装备情况
美国在 C-11 蒸汽弹射器后， 相继开发了型号为 C-7, C-11 -1, C-13, C-13-1, C13-2 的多种蒸汽弹射器。
参数＼型号 C-7 C-11/ C-11-1 C-13 C-13-1 C-13-2
冲程 ( 英尺 ) 253 211 249-10” 309-8 ¾” 306-9”
轨道长度 ( 英尺 ) 276 225 264-10” 324-10” 324-10”
活塞与牵引器重量 ( 磅 ) 5200 5200 6350 6350 6350
气缸直径 ( 英寸 ) 18 18 18 18 21
冲程总容积 ( 立方尺 ) 944 786 910 1148 1527
目前美国的大型航母一般装置多达 4 台弹射器。在各种型号的弹射器当中，只有 C-13-1 和 C-13-2 型号的弹射器有足够的功率能让飞机在不迎风的情况下起飞。
航母 弹射器型号
CV41 中途岛 2 x C-13
CV43 珊瑚海 3 x C-11-1
CV60 萨拉托加 2 x C-11 2 x C-7
CV61 漫游者 4 x C-7
CV62 独立 4 x C-13
CV63 小鹰 4 x C-13
CV64 星座 4 x C-13
CVN65 企业 4 x C-13-1
CV66 美国 3 x C-13 1 x C-13-1
CV67 肯尼迪 3 x C-13 1 x C-13-1
CVN68 尼米兹 4 x C-13-1
CVN69 艾森豪威尔 4 x C-13-1
CVN70 卡尔－文森 4 x C-13-1
CVN71 罗斯福 4 x C-13-1
CVN72 林肯 4 x C-13-2
CVN73 华盛顿 4 x C-13-2
CVN74 斯坦尼斯 4 x C-13-2
CVN75 杜鲁门 4 x C-13-2
CVN7 6 里根 4 x C-13-2
弹射器 - 蒸汽弹射器工作原理和结构
蒸汽弹射器基本工作过程
据已公开资料显示， 目前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。
概念上蒸汽弹射器只是一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统。 将高压蒸汽能量转化为动能进行弹射。然而由于飞机结构强度上的限制， 弹射器不但要有足够的输出功率， 而且要把输出功率准确控制在飞机可以接受的程度以内。
弹射的动力来自高压蒸汽 。 由舰船的推进 锅炉产生， 储存在弹射蓄压罐内。蓄压罐的蒸汽的输入和调压是由蒸汽输入阀门控制。
弹射的时候， 蓄压罐内的蒸汽由弹射阀门释放到弹射汽缸内， 缸内压力上升推动活塞前进。 弹射阀门的另外一个更重要的作用是精确控制蒸汽进入弹射汽缸的流量变化，以此 控制推力和弹射的加速度， 以保证飞机结构不会超负荷。
飞机升空后， 蒸汽排放阀打开， 让汽缸内蒸汽排出。 同时， 活塞和飞机牵引器被水刹器减速后停下， 然后由归位系统拉回起跑点
弹射器 - 蒸汽弹射器的主要结构
从内部结构上看， 一台蒸汽动力弹射器按功能可以分成7个主要系统。
1. 起飞系统
2. 蒸汽系统
3. 归位系统
4. 液压系统
5. 预力系统
6. 润滑系统
7. 控制系统
（注：蒸汽锅炉和回收蒸汽装置在结构上属于船的动力系统，不属于弹射器的内部结构， 因此本文就不在这里陈述了。）
起飞系统的功能是产生动力和驱动飞机， 这个系统由7个部分组成。
• 弹射槽盖/甲板轨道
• 动力弹射汽缸
• 汽缸缝盖和密封条
• 飞机牵引器
• 推进活塞
• 速度感应器
• 水刹器
蒸汽系统的功能是储存蒸汽， 而且控制蒸汽在各管道和汽缸内的排入， 流动和排放。这个系统主要有6个部分组成
• 蒸汽蓄压器/储气罐
• 蒸汽注入阀门
• 弹射阀门
• 排放阀门
• 减压曲管
• 蒸汽管道
归位系统的作用， 是为弹射活塞和牵引器归位提供动力和驱动。 主要的部分有
• 液压发动机
• 滑轮钢缆系统
• 归位牵引器
蒸汽弹射器的液压系统的功能主要是提供控制动力。 主要的部件有
• 液压泵
• 排放泵
• 液压泵
• 液压管道和阀门
• 蓄压器
预力系留系统位于飞行甲板的起跑点。 进行起跑之前， 将飞机固定在弹射滑动器上， 并且对施加预应力， 以避免突然加速受力造成结构过载。 这个系统的主要部件有
• 张力瓶和活塞
• 电控气压阀
润滑系统分布在整个弹射器结构上， 主要部分有
• 润滑油缸
• 润滑油泵
• 电控油阀
• 流量感应器
• 润滑器
控制系统是包括所有控制弹射器的运行的部件。 主要组成部分为：
• 主控制台
• 甲板控制台
• 飞行控制板
• 锅炉状态显示板
弹射器的动力结构
开缝汽缸和活塞直接驱动装置是米切尔式蒸汽弹射器的一个比较独特的结构。 通过一些公开的图片， 我们可以看到它们的基本结构。
弹射气缸是弹射器最大的一个部件， 从图片里面可以清楚看到， 整个气缸是分段制造， 最后连接而成的。 每段气缸长约4米，接口处有密封槽， 整个汽缸是通过底座固定在弹射器槽的气缸轨上而连成一体。 这种多截连接气缸结构有利于降低生产， 运输和维修的成本， 而且可以更灵活地应付整体上的热变形。
弹射器 - 蒸汽弹射器在美国航母的装备情况
美国在 C-11 蒸汽弹射器后， 相继开发了型号为 C-7, C-11 -1, C-13, C-13-1, C13-2 的多种蒸汽弹射器。
参数＼型号 C-7 C-11/ C-11-1 C-13 C-13-1 C-13-2
冲程 ( 英尺 ) 253 211 249-10” 309-8 ¾” 306-9”
轨道长度 ( 英尺 ) 276 225 264-10” 324-10” 324-10”
活塞与牵引器重量 ( 磅 ) 5200 5200 6350 6350 6350
气缸直径 ( 英寸 ) 18 18 18 18 21
冲程总容积 ( 立方尺 ) 944 786 910 1148 1527
目前美国的大型航母一般装置多达 4 台弹射器。在各种型号的弹射器当中，只有 C-13-1 和 C-13-2 型号的弹射器有足够的功率能让飞机在不迎风的情况下起飞。
航母 弹射器型号
CV41 中途岛 2 x C-13
CV43 珊瑚海 3 x C-11-1
CV60 萨拉托加 2 x C-11 2 x C-7
CV61 漫游者 4 x C-7
CV62 独立 4 x C-13
CV63 小鹰 4 x C-13
CV64 星座 4 x C-13
CVN65 企业 4 x C-13-1
CV66 美国 3 x C-13 1 x C-13-1
CV67 肯尼迪 3 x C-13 1 x C-13-1
CVN68 尼米兹 4 x C-13-1
CVN69 艾森豪威尔 4 x C-13-1
CVN70 卡尔－文森 4 x C-13-1
CVN71 罗斯福 4 x C-13-1
CVN72 林肯 4 x C-13-2
CVN73 华盛顿 4 x C-13-2
CVN74 斯坦尼斯 4 x C-13-2
CVN75 杜鲁门 4 x C-13-2
CVN7 6 里根 4 x C-13-2
弹射器 - 蒸汽弹射器工作原理和结构
蒸汽弹射器基本工作过程
据已公开资料显示， 目前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。
概念上蒸汽弹射器只是一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统。 将高压蒸汽能量转化为动能进行弹射。然而由于飞机结构强度上的限制， 弹射器不但要有足够的输出功率， 而且要把输出功率准确控制在飞机可以接受的程度以内。
弹射的动力来自高压蒸汽 。 由舰船的推进 锅炉产生， 储存在弹射蓄压罐内。蓄压罐的蒸汽的输入和调压是由蒸汽输入阀门控制。
弹射的时候， 蓄压罐内的蒸汽由弹射阀门释放到弹射汽缸内， 缸内压力上升推动活塞前进。 弹射阀门的另外一个更重要的作用是精确控制蒸汽进入弹射汽缸的流量变化，以此 控制推力和弹射的加速度， 以保证飞机结构不会超负荷。
飞机升空后， 蒸汽排放阀打开， 让汽缸内蒸汽排出。 同时， 活塞和飞机牵引器被水刹器减速后停下， 然后由归位系统拉回起跑点
弹射器 - 蒸汽弹射器的主要结构
从内部结构上看， 一台蒸汽动力弹射器按功能可以分成7个主要系统。
1. 起飞系统
2. 蒸汽系统
3. 归位系统
4. 液压系统
5. 预力系统
6. 润滑系统
7. 控制系统
（注：蒸汽锅炉和回收蒸汽装置在结构上属于船的动力系统，不属于弹射器的内部结构， 因此本文就不在这里陈述了。）
起飞系统的功能是产生动力和驱动飞机， 这个系统由7个部分组成。
• 弹射槽盖/甲板轨道
• 动力弹射汽缸
• 汽缸缝盖和密封条
• 飞机牵引器
• 推进活塞
• 速度感应器
• 水刹器
蒸汽系统的功能是储存蒸汽， 而且控制蒸汽在各管道和汽缸内的排入， 流动和排放。这个系统主要有6个部分组成
• 蒸汽蓄压器/储气罐
• 蒸汽注入阀门
• 弹射阀门
• 排放阀门
• 减压曲管
• 蒸汽管道
归位系统的作用， 是为弹射活塞和牵引器归位提供动力和驱动。 主要的部分有
• 液压发动机
• 滑轮钢缆系统
• 归位牵引器
蒸汽弹射器的液压系统的功能主要是提供控制动力。 主要的部件有
• 液压泵
• 排放泵
• 液压泵
• 液压管道和阀门
• 蓄压器
预力系留系统位于飞行甲板的起跑点。 进行起跑之前， 将飞机固定在弹射滑动器上， 并且对施加预应力， 以避免突然加速受力造成结构过载。 这个系统的主要部件有
• 张力瓶和活塞
• 电控气压阀
润滑系统分布在整个弹射器结构上， 主要部分有
• 润滑油缸
• 润滑油泵
• 电控油阀
• 流量感应器
• 润滑器
控制系统是包括所有控制弹射器的运行的部件。 主要组成部分为：
• 主控制台
• 甲板控制台
• 飞行控制板
• 锅炉状态显示板
弹射器的动力结构
开缝汽缸和活塞直接驱动装置是米切尔式蒸汽弹射器的一个比较独特的结构。 通过一些公开的图片， 我们可以看到它们的基本结构。
弹射气缸是弹射器最大的一个部件， 从图片里面可以清楚看到， 整个气缸是分段制造， 最后连接而成的。 每段气缸长约4米，接口处有密封槽， 整个汽缸是通过底座固定在弹射器槽的气缸轨上而连成一体。 这种多截连接气缸结构有利于降低生产， 运输和维修的成本， 而且可以更灵活地应付整体上的热变形。
汽缸缝盖和密封条的最重要作用是在气缸缝外形成密封， 另外， 密封条和汽缸缝盖在气缸缝的外部形成一个完整的钩型结构， 可以夹住汽缸缝以防气缸内部压力增大的时汽缸缝扩大。
弹射活塞整体上可以分成3部分， 第一部分是气密活塞和活塞环， 第二部分是密封条开闭装置， 第三部分是水刹锥。 在活塞前进的时候， 活塞同时将密封条推入汽缸盖和气缸缝的缝隙中完成密封。 当活塞到达气缸末端的时候， 水刹锥撞入水刹器后开始减速， 最后令活塞停下。
弹射过程的动力控制结构
前面提到， 飞机弹射时加速度要控制在可承受的负荷范围内， 这是通过控制蒸汽注入弹射气缸的流量和流量的变化来实现的。 弹射控制阀在这里起到最关键的作用。这个阀门的开关速度和幅度的精确度会直接影响到弹射加速度的可控性。整个弹射过程对加速度的控制，最后是通过改变阀门的开关时间和幅度还完成的。 在操作上， 弹射阀门的控制需要通过一条既定的阀门调节曲线来进行。
不同飞机和不同装备的配搭， 都会有不同的弹射重量。 要保证足够的弹射速度和正确的加速度，弹射的时候要根据不同的重量制定相应的阀门调节曲线。测定这些曲线的方法， 是用一种被称为空负荷（Deadload）的滑车模仿飞机的起飞重量， 在弹射器上反复弹射测定加速度而获得弹射阀门的控制数据。
随着飞机的装备多样化， 飞机和不同装备的总重量出现更多差异， 这就需要进行更多的弹射试验。 可是， 如果在航母上进行试验，滑车落水后要花不少人力进行回收， 所以目前这项试验大部分都在装配了弹射器的机场上进行。 法国戴高乐航母装备的是美国C-13弹射器, 法国要将飞机送到美国的海军测试基地进行试验才最后获得了这些控制数据。
弹射器 - 蒸气弹射器的试验基地
蒸汽弹射器的现况
蒸汽弹射器这种技术已经在航母上使用了50年，也使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。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。在2003年向国会提交的报告中说到，电磁弹射器(EMAL) 证实有以下的优点：
1. 电气结构，技术上容易与其他甲板上作战系统兼容
2. 操作和维修人员编制简化，而且与其它作战系统人员兼容
3. 弹射功率提高，有利于装备大型作战飞机
4. 可控性和可靠性高，简化测试
5. 结构简化，操作复杂度减低
此外，降落拦截索系统同样也将电气化。目前这个项目由通用原子公司(General Atomic)承包。
不过，蒸汽弹射器在功能上还是能满足目前作战的需要，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。由此看来，蒸汽弹射器还会在美航母上使用相当长一段时间的。
汽缸缝盖和密封条的最重要作用是在气缸缝外形成密封， 另外， 密封条和汽缸缝盖在气缸缝的外部形成一个完整的钩型结构， 可以夹住汽缸缝以防气缸内部压力增大的时汽缸缝扩大。
弹射活塞整体上可以分成3部分， 第一部分是气密活塞和活塞环， 第二部分是密封条开闭装置， 第三部分是水刹锥。 在活塞前进的时候， 活塞同时将密封条推入汽缸盖和气缸缝的缝隙中完成密封。 当活塞到达气缸末端的时候， 水刹锥撞入水刹器后开始减速， 最后令活塞停下。
弹射过程的动力控制结构
前面提到， 飞机弹射时加速度要控制在可承受的负荷范围内， 这是通过控制蒸汽注入弹射气缸的流量和流量的变化来实现的。 弹射控制阀在这里起到最关键的作用。这个阀门的开关速度和幅度的精确度会直接影响到弹射加速度的可控性。整个弹射过程对加速度的控制，最后是通过改变阀门的开关时间和幅度还完成的。 在操作上， 弹射阀门的控制需要通过一条既定的阀门调节曲线来进行。
不同飞机和不同装备的配搭， 都会有不同的弹射重量。 要保证足够的弹射速度和正确的加速度，弹射的时候要根据不同的重量制定相应的阀门调节曲线。测定这些曲线的方法， 是用一种被称为空负荷（Deadload）的滑车模仿飞机的起飞重量， 在弹射器上反复弹射测定加速度而获得弹射阀门的控制数据。
随着飞机的装备多样化， 飞机和不同装备的总重量出现更多差异， 这就需要进行更多的弹射试验。 可是， 如果在航母上进行试验，滑车落水后要花不少人力进行回收， 所以目前这项试验大部分都在装配了弹射器的机场上进行。 法国戴高乐航母装备的是美国C-13弹射器, 法国要将飞机送到美国的海军测试基地进行试验才最后获得了这些控制数据。
弹射器 - 蒸气弹射器的试验基地
蒸汽弹射器的现况
蒸汽弹射器这种技术已经在航母上使用了50年，也使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。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。在2003年向国会提交的报告中说到，电磁弹射器(EMAL) 证实有以下的优点：
1. 电气结构，技术上容易与其他甲板上作战系统兼容
2. 操作和维修人员编制简化，而且与其它作战系统人员兼容
3. 弹射功率提高，有利于装备大型作战飞机
4. 可控性和可靠性高，简化测试
5. 结构简化，操作复杂度减低
此外，降落拦截索系统同样也将电气化。目前这个项目由通用原子公司(General Atomic)承包。
不过，蒸汽弹射器在功能上还是能满足目前作战的需要，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。由此看来，蒸汽弹射器还会在美航母上使用相当长一段时间的。
累啊
大家帮忙顶个贴又不会怀孕，觉得有用就让更多像我这样的菜鸟新兵都看看
累啊
大家帮忙顶个贴又不会怀孕，觉得有用就让更多像我这样的菜鸟新兵都看看的确对我们这些盼望弹射器的军迷来说很有价值。
chenying83 发表于 2011-5-11 23:14 ![]()
是啊看了上山的贴发现大家对弹射器的认识好像并不怎么清楚，大家一直老盼着弹啊弹的。。。。最起码得知道它是什么！就去找了这文与大家共同学习，谁有好的材料可以拿出来大家共同学习。
是啊看了上山的贴发现大家对弹射器的认识好像并不怎么清楚，大家一直老盼着弹啊弹的。。。。最起码得知道它是什么！就去找了这文与大家共同学习，谁有好的材料可以拿出来大家共同学习。
好贴，顶一个
介绍蒸汽弹射器很详细
不过国妈很可能直接上电磁弹射器
不过国妈很可能直接上电磁弹射器好贴，感谢，对我们这些权限低的童子来说真是大善事
留个记号~
复制下来慢慢看
阅读权限255 设这么高 是怎么个情况？ 不过还是辛苦楼主了
yjliudz 发表于 2011-5-11 23:52 ![]()
防插楼编辑了半天，见谅已取消了
防插楼编辑了半天，见谅已取消了
小白求问
汽缸缝盖是什么材料的？既然能让滑块来回运动又怎么能夹住汽缸缝
总说无人机太轻用蒸汽弹会碎，为什么不能找出无人机的阀门调节曲线?
汽缸缝盖是什么材料的？既然能让滑块来回运动又怎么能夹住汽缸缝
总说无人机太轻用蒸汽弹会碎，为什么不能找出无人机的阀门调节曲线?
看起来工艺难度应该很高啊
好贴致谢
好贴致谢
非常好的科普帖
好贴，很详细，有相关专业高手解读一下？
很专业很详细。
马克下，慢慢看
国产的应该上电动的了
非常詳細.....如果有電彈方面的資料就更好鳥....嘿嘿
LZ辛苦
LZ辛苦
昨天来顶贴时被楼主的阅读权限顶出38万公里。
附参考资料，蒸汽弹射器部分〔版权归原作者，即当头一砖老大；原载《国之利器－现代航母技术与国家战略》（2009海陆空天惯性世界增刊）〕：
昨天来顶贴时被楼主的阅读权限顶出38万公里。
附参考资料，蒸汽弹射器部分〔版权归原作者，即当头一砖老大；原载《国之利器－现代航母技术与国家战略》（2009海陆空天惯性世界增刊）〕：
再联想一下老瓦上面的管状物体。。。。。。
好文啊！
看了此贴，才知道原理不难，难在工艺啊，我鳖加油！！
看了此贴，才知道原理不难，难在工艺啊，我鳖加油！！
顶一个好文章
非常好的科普帖,爆一下国产电弹就更美了:D
VERY详细的科普贴。 肯定是有寓意的！ 哈哈哈哈哈
技术难度确实很大
技术贴要支持啊
楼主高人，先顶一下。
如果速度不快的话，制造这样的系统不难。高速就比较麻烦。
介绍的比较系统，赞一个！
一则未经证实的消息，来自微纳直驱（北京）科技有限公司的一篇文章
http://www.winnermotor.com/Article/300.html
中国新航母采用电磁弹射器独步全球 直线电机技术盘点
电磁飞机弹射系统-关键技术
电磁弹射器的心脏就是100多米长的直线感应电动机，它推动与飞机相连接的电枢。而目前电枢基本上是一个U形铝块，装在定子的3个侧面。直线电机的原理并不复杂．设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动．这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。然而，电磁弹射器也决不是仅靠直线电机工作的，它总共有强迫储能装置、大功率电力控制设备、中央微机工控控制及直线感应电机。
强迫储能装置
强迫储能装置是电磁弹射器的一个瓶颈，在国防方面一直是高度机密的。作用就是能平时储能，然后把大功率能量在短时间内释放出来。电磁弹射器工作时间不长，但是在做功时段是个加速度做功的过程，因此不能把它当成恒功率设备来考虑。
电磁弹射系统的强迫储能系统要求在45秒内充满所需要的能量。最大的舰载机起飞一般需要消耗的能量不会超过120兆焦,而这强迫储能系统最大能储存140 兆焦的能量,此时充电功率为3.1兆瓦,算上损失,4兆瓦左右（实际上达不到的），四部电磁弹射系统同时充电,充电总功率可达16兆瓦（1兆瓦=1000KW），可见没有强大的电源是无法满足电磁弹射需求的。当然，航母上耗电的又岂止是四部电磁弹射器，另外还有电磁轨道炮、升降机、激光（目前激光的功率都不算大）等其它用电加起来的话必须要航母总功率达60兆瓦以上,否则电磁弹射器充电时也会影响其它系统用电的。
电磁弹射器难就难在电能不象蒸汽，根本不适合大容量储存，象储存弹射舰载机这样的能量更是难上加难。通用原子公司在实验电磁弹射器时对强迫储能装置只字不提，可见其技术的高度机密性非同一般，想突破也非易事。
大功率电力控制设备
中央微机工控控制装置
直线感应电机
磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。关于直线感应电机实际上原理简单，在实际生活中也可遇到不少。目前美国的电梯轿厢门就是采用直线电机驱动，而中国在还大部分停在车床上等不太多的场合。用于电磁弹射器的直线电机与它们相比可谓超功率的，而且其工艺方面也比普通的高。电磁弹射器的直线电机动子是采用铝筒（大部分材料为铝），为U型状，其中3面与直线电机的定子相对，其中往复道与航母存在摩擦外，其余均不会产生摩擦，而且铝筒质量轻，远远小于蒸汽弹射器的活塞，因此返回非常容易，减速道也可短的多。实际上，其中动子部分一部分专家认为还可以进一步减轻，那么电磁弹射器效率是明显的。
导轨
电磁弹射器的导轨与电磁轨道炮的差异很大，也比其复杂的多。
电磁弹射器的导轨共有4个，分别为上部2个，下部2个。但每跟导轨都非常长（200米以上），安装在起飞甲板的下面。并且每跟导轨内部均有超导体与其熔接，中间是高压冷却油，其冷却油在进入导轨前的温度低于-40℃，而从导轨出口的温度低于-30℃。不仅如此，导轨与飞机牵引杆的接触面至导轨中心还有很多特细的小孔，所以其冷却油不仅仅是为超导体降温，还有润滑的作用，而且会使飞机牵引杆在运行时降温。
飞机牵引杆是在飞机前轮下与飞机前轮连为一体的装置，可收缩并放置在飞机的腹腔内。其中间也为超导体，但无油冷确通道，而且与导轨连接处面积较大，均为软接触。在起飞前，飞机牵引杆伸出至上下导轨之间，飞机发动机起动并开如运行，但约一秒钟时弹射器通电，强大的电流从导轨经飞机牵引杆后再流回另一对导轨并形成回路，牵引杆在强大的电磁力下被推动运行到高速（未到起飞速度，但只差一点）后电流被强制截止，牵引杆将不再受力，但在飞机发动机的推力下达到起飞速度。为什么未达到起飞速度就断电呢？是因为由于飞机牵引杆与飞机连为一体，如果这时继续通电的话，飞机起飞时将把飞机牵引杆拉出，断电时会产生强大的电弧灼伤飞机牵引杆。
脉冲发生器
以上过程实际上是脉冲发生器完成的。蒸汽弹射器为使发动机与弹射器同步运行（缩短起飞距离），用一根钢棍先挡住飞机运行，由于飞机发动机推力无法推断钢棍，但与弹射器合力却可推断钢棍，从而使飞机在弹射器与发动机合力下起飞。但电磁弹射器却无需钢棍挡住，在飞机起飞时电磁弹射器同步通电，但电流是逐渐增加起来，而且在起飞末段将电流截止。
一则未经证实的消息，来自微纳直驱（北京）科技有限公司的一篇文章
http://www.winnermotor.com/Article/300.html
中国新航母采用电磁弹射器独步全球 直线电机技术盘点
电磁飞机弹射系统-关键技术
电磁弹射器的心脏就是100多米长的直线感应电动机，它推动与飞机相连接的电枢。而目前电枢基本上是一个U形铝块，装在定子的3个侧面。直线电机的原理并不复杂．设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应电动机。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动．这时初级要做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，而次级则不需要那么长。实际上，直线电机既可以把初级做得很长，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。然而，电磁弹射器也决不是仅靠直线电机工作的，它总共有强迫储能装置、大功率电力控制设备、中央微机工控控制及直线感应电机。
强迫储能装置
强迫储能装置是电磁弹射器的一个瓶颈，在国防方面一直是高度机密的。作用就是能平时储能，然后把大功率能量在短时间内释放出来。电磁弹射器工作时间不长，但是在做功时段是个加速度做功的过程，因此不能把它当成恒功率设备来考虑。
电磁弹射系统的强迫储能系统要求在45秒内充满所需要的能量。最大的舰载机起飞一般需要消耗的能量不会超过120兆焦,而这强迫储能系统最大能储存140 兆焦的能量,此时充电功率为3.1兆瓦,算上损失,4兆瓦左右（实际上达不到的），四部电磁弹射系统同时充电,充电总功率可达16兆瓦（1兆瓦=1000KW），可见没有强大的电源是无法满足电磁弹射需求的。当然，航母上耗电的又岂止是四部电磁弹射器，另外还有电磁轨道炮、升降机、激光（目前激光的功率都不算大）等其它用电加起来的话必须要航母总功率达60兆瓦以上,否则电磁弹射器充电时也会影响其它系统用电的。
电磁弹射器难就难在电能不象蒸汽，根本不适合大容量储存，象储存弹射舰载机这样的能量更是难上加难。通用原子公司在实验电磁弹射器时对强迫储能装置只字不提，可见其技术的高度机密性非同一般，想突破也非易事。
大功率电力控制设备
中央微机工控控制装置
直线感应电机
磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。关于直线感应电机实际上原理简单，在实际生活中也可遇到不少。目前美国的电梯轿厢门就是采用直线电机驱动，而中国在还大部分停在车床上等不太多的场合。用于电磁弹射器的直线电机与它们相比可谓超功率的，而且其工艺方面也比普通的高。电磁弹射器的直线电机动子是采用铝筒（大部分材料为铝），为U型状，其中3面与直线电机的定子相对，其中往复道与航母存在摩擦外，其余均不会产生摩擦，而且铝筒质量轻，远远小于蒸汽弹射器的活塞，因此返回非常容易，减速道也可短的多。实际上，其中动子部分一部分专家认为还可以进一步减轻，那么电磁弹射器效率是明显的。
导轨
电磁弹射器的导轨与电磁轨道炮的差异很大，也比其复杂的多。
电磁弹射器的导轨共有4个，分别为上部2个，下部2个。但每跟导轨都非常长（200米以上），安装在起飞甲板的下面。并且每跟导轨内部均有超导体与其熔接，中间是高压冷却油，其冷却油在进入导轨前的温度低于-40℃，而从导轨出口的温度低于-30℃。不仅如此，导轨与飞机牵引杆的接触面至导轨中心还有很多特细的小孔，所以其冷却油不仅仅是为超导体降温，还有润滑的作用，而且会使飞机牵引杆在运行时降温。
飞机牵引杆是在飞机前轮下与飞机前轮连为一体的装置，可收缩并放置在飞机的腹腔内。其中间也为超导体，但无油冷确通道，而且与导轨连接处面积较大，均为软接触。在起飞前，飞机牵引杆伸出至上下导轨之间，飞机发动机起动并开如运行，但约一秒钟时弹射器通电，强大的电流从导轨经飞机牵引杆后再流回另一对导轨并形成回路，牵引杆在强大的电磁力下被推动运行到高速（未到起飞速度，但只差一点）后电流被强制截止，牵引杆将不再受力，但在飞机发动机的推力下达到起飞速度。为什么未达到起飞速度就断电呢？是因为由于飞机牵引杆与飞机连为一体，如果这时继续通电的话，飞机起飞时将把飞机牵引杆拉出，断电时会产生强大的电弧灼伤飞机牵引杆。
脉冲发生器
以上过程实际上是脉冲发生器完成的。蒸汽弹射器为使发动机与弹射器同步运行（缩短起飞距离），用一根钢棍先挡住飞机运行，由于飞机发动机推力无法推断钢棍，但与弹射器合力却可推断钢棍，从而使飞机在弹射器与发动机合力下起飞。但电磁弹射器却无需钢棍挡住，在飞机起飞时电磁弹射器同步通电，但电流是逐渐增加起来，而且在起飞末段将电流截止。
很详细，谢谢了，慢慢看
lz介绍的是蒸汽弹射，可是我们的航母最有可能装配的是电弹啊。
谢谢科普了
汉上飞龙2010 发表于 2011-5-12 09:20 ![]()
详见34楼
详见34楼
收藏，细细看之
原理都不难，实现起来都有障碍。耐心等吧
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