彈射器

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彈射器（Aircraft catapult）是航空母艦上推動艦載機增大起飛速度、縮短滑跑距離的裝置，全稱艦載機起飛彈射器。

最早由英國人發明，在二戰之前，大部分的固定翼機彈射器是液壓彈射器。1950年後引入蒸汽彈射器。二戰中，美國航母還沒有使用蒸汽彈射器，蒸汽彈射器的出現是因為當時航母的甲板長度不足以起降重量大大增加的艦載噴氣式戰鬥機，必須藉助瞬間的大速度才能正常起飛，所以彈射器才應運而生。21世紀，直線電機（Linear motor）和電磁式彈射器開始被引入。

目錄

定義

航空母艦上推動艦載機增大起飛速度、縮短滑跑距離的裝置，全稱艦載機起飛彈射器，簡稱彈射器。

因為蒸汽彈射器結構很複雜，而且只有美國一家壟斷，所以技術非常保密。它相對與俄羅斯的滑跳式飛行甲板的優勢在於俄羅斯的滑跳式飛行甲板要起降飛機必須逆風，在起降艦載重型戰鬥機，如蘇－33時滑跑距離要比彈射器長許多，而且天氣情況稍差一點就不能正常起飛，而彈射器就沒有這些方面的顧慮。但蒸汽彈射器結構複雜，重量大，滑跳式飛行甲板相對於蒸汽彈射器的優勢就是結構簡單和減輕了重量，技術難度也低。正因為現有的蒸汽彈射器結構複雜，重量大，美國才新研製電磁彈射器來取代它成為新一代航母的彈射器。

各種彈射器的發展歷程

普通助飛彈射器

彈射器最早由英國人發明，最早的助飛彈射器在飛機被發明的時候就已經出現，和萊特兄弟同期的蘭利，首先利用彈簧和滑道進行助飛，而萊特兄弟也在同樣概念下，造出了落重彈射器。藉助這種彈射器。萊特飛行器成功進行了動力飛行。

巡洋艦彈射器

在飛機發明後的不久就出現了水上飛機，各國海軍在使用水上飛機時候，為了讓艦隻在不用停下來的情況下，艦艇能讓飛機在短時間內升空。各國開始開發助飛裝置，這種裝置最早是裝備在大型水面艦隻上的水上飛機彈射器.結構上有落重式，飛輪式，火箭助推式，液壓式和氣壓式多種。

早期戰列艦，重巡洋艦上大部分是飛輪式的彈射器。這種彈射器由飛輪儲存機械能量，通過離合器拉動鋼纜進行彈射。火箭助推彈射器多用於小型的艦船，二戰中，英國為了對付德國潛艇，使商船隊擁有一定空中力量，曾為商船裝備了能讓颶風式戰機起飛的彈射器，這種簡單的彈射器是火箭助推式的。這類彈射器性能上來講，彈射周期都相當的長。

航母彈射器

早期的螺旋槳式飛機由於起飛速度不大，可以輕易從甲板上自行滑跑起飛，但噴氣式艦載機的重量和起飛速度急劇增大，只能通過彈射器起飛了。自20世紀20年代以來，先後曾出現有壓縮空氣式、火藥式、火箭式、電動式、液壓式和蒸汽式等多種動力的彈射器。除蒸汽彈射器外，其它形式的彈射器由於安全性或彈射能量的限制，制約了艦載機的發展使用，已逐漸被淘汰。

航母最早使用彈射器的是1922年從運煤船改裝而成的「蘭利」號雖然最高航速只有15海里，這艘航母卻是美國海軍航空兵非常成功的試驗平台，航母技術里最關鍵設備如彈射器，攔機網和升降機技術都在「蘭利」上得到了試驗。從這艘航母得到的經驗和數據，對後來航母設計和運作有極大的影響。

壓縮空氣氣壓彈射器

30年代，大部分飛機還能憑本身的動力全負荷在航母甲板上起飛，裝備彈射器的本來是為了讓航母在更短時間內讓更多飛機升空。英國當時的「凱旋」和「勇氣」號航母就裝備了壓縮空氣氣壓彈射器。這個時期的氣壓液壓彈射器多。

液壓彈射器

最初裝備在護航航母上的是飛輪彈射器，後來開發的大功率的液壓彈射器在1943年正式投入使用，「企業」號首批改裝使用這種型號為H2-1的液壓彈射器的航母之一。在這之後護航航母大部分裝備了這種液壓彈射器。性能上H2-1彈射器可以將11000磅的負荷在73英尺內加速到70英里/小時的速度。基本滿足當時的作戰需要。

採用活塞頂杆結構，有滑輪鋼纜系統，最大功率達到5兆焦耳。

飛輪式彈射器

這個時期下水的美國航母「薩拉托加」和「列克星頓」號上，使用了當時技術上較可靠的飛輪式彈射器。當時的彈射器，已經可以用比較短的彈射周期進行彈射。可是，彈射器的使用在運作上卻增加了升空甲板人員運作的複雜性，令本來已經複雜的升空運作變得更難執行，反而導致升空延誤。這個難題曾困擾航母多年，並導致彈射器被列為受淘汰設備。

二次大戰爆發後，由於護航的需要，開發了護航航母，由於這類航母的甲板距離短，飛機必需依靠彈射才能起飛，彈射器成為必不可少的設備。

蒸汽彈射器

經過二次大戰的實戰考驗，航母的運作技術發展的更加成熟。二戰到了末期，噴氣機開始出現，噴氣機起飛距離的增大和飛機重量的增加，導致對彈射器的功率要求更大，可是，液壓彈射器已經達到技術極限，當時已經證明這種技術的最大輸出功率只能達到20兆焦耳。推進活塞速度達到90英里/小時之後的工作效率急劇下降。而且，彈射器的液壓油在高速流動推進時有沸燃現象，在安全性和工作可靠性上存在極大問題，而且頂杆鋼纜系統重量很大。當時彈射器的問題成為延誤航母使用噴氣機的主要原因，此時，英美意識到高能彈射器技術的重要性，就着手開發新技術。

30年代，為提高彈射器的效率，已有人提出了「直接驅動」（DirectDrive）的結構概念，着重於降低驅動裝置的動態總重。從而改善彈射器的加速效率。開縫式汽缸設計就是在這種概念下產生的。作為動態結構的活塞和牽引器用最短的距離直接連接，以減低推進活塞和牽引器這兩個動態結構的重量。