蒸汽弹射器原理简单，但为何只有美国能造？|弹射器|蒸汽|气缸

　　（来源：兵工科技）

　　舰载机在航母上升空有两种方式：一种是依靠自身动力装置提供的加速度在甲板上起飞；另一种是利用辅助的外设装备起飞。利用蒸汽弹射就属于第二种起飞方式。实际上蒸汽弹射器的原理很简单，我们可以把它看成是一台往复式蒸汽机，也是把高压蒸汽能量转化为动能然后做功，只不过这台往复式蒸汽机的动力冲程长了点，高达八、九十米。

　　看到这儿很多读者可能会问，既然原理这么简单，为什么目前只有美国能造出可弹射重型舰载机的第三代蒸汽弹射器？这是因为蒸汽弹射器存在三个制造难点，阻碍了大多数国家对其的探索和发展。

　　难点一开口汽缸

　　开口气缸是弹射器的核心，就是由它和活塞共同产生的约束力把高压高温蒸汽中的热能转化成拉动飞机的巨大动能。开口气缸之所以难造就是因为它是开口的，由于气缸每一次弹射都要经历加压、减压的过程，所以开口气缸的变形是免不了的，但要保证开口汽缸在频繁加压减压过程中的变形量保持一致，以避免影响活塞的顺畅运动就比较困难了。

　　而且整条弹射轨道是由二十多个开口气缸连接而成的，每个4米长，体积大、重量大，而且是钢结构件，先不说气缸内的高压蒸汽会导致缸体变形，光是外界的温度变化就会让其产生不小的变形，所以如何保证这几十个气缸的加工精度、变形量和安装精度保持规律一致，对加工工艺水平要求很高。

　　图注：图为航母上安装弹射器开口汽缸的场景

　　难点二密封性能

　　这里指的是开口气缸的密封，因为活塞在开口气缸内是靠蒸汽推动往复运动，这就必然涉及到气缸的密封问题，因为密封不好就无法保持足够的压力，推动飞机前进也就无从谈起。

　　弹射器开口汽缸有两种密封方法，老式弹射器采用的是设置在汽缸开口两侧的橡胶带形成“拉链”式密封，这种方法的缺点是橡胶容易磨损和老化，需要经常更换。现在的弹射器密封采用的是“填条”式方法，是用活塞带动一根柔性金属条，活塞在前进的同时将密封条推入汽缸盖和气缸缝的缝隙中完成密封。

　　但是要知道弹射其工作时，气缸内的蒸汽压力高达20-80千克/平方厘米，如何保证这么长的开口汽缸在高压下保持足够的密封度也不是容易的事。

　　图注：蒸汽弹射器每次弹射结束后都会将管内的剩余蒸汽排出

　　难点三弹射储气罐

　　弹射器的储汽罐是一种大尺寸的高压容器，虽然储气罐没有活动部件，结构也相当简单，但由于要承受高压，尺寸又大，而且对于航母弹射器来说，又有使用次数、重量限制和耐高温方面的要求，所以必须要有很好的蠕变性能和抗拉强度，而且还要承受几十万次的弹射加压/卸压疲劳循环，因此对制罐材料、制造设备和焊接工艺等方面提出了特殊的高要求。

　　这种储气罐制造工艺也是相当的繁琐，先是用钢杵穿过钢锭，反复锻压制成环节状，经车削加工后，再将几个环节焊成筒体，两边封头用万吨以上的水压机整体压出或分块压出，然后经过切削加工再焊接，而且焊接的要求更高，稍有不慎，就会使部件报废。实际上，就连制造弹射储气罐所用的耐高温特种合金钢，目前也只有几个国家才能制造，可见其制造难度。