福建舰正式入列!其独门绝技“电磁弹射”90秒弹射一架歼-15T(3)

2025-11-14 11:35  科普中国

蒸汽弹射器如何工作?

弹射飞机起飞的时候,你会看到跑道上的弹射轨道会冒出一股烟气,那就是蒸汽弹射了。烧水就会产生蒸汽,锅炉是提供蒸汽的设备,也等于是一个储能装置。蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞,进而带动弹射轨道上的滑块,把链接其上的舰载机在 45 米距离内加速至 250 千米/小时以上投射出去。这给了飞机一个推力,像弹弓一样将飞机发射出去,这种方式不仅缩短了助跑距离,同时舰载机也可以满油满弹起飞,大幅提升了留空时间和战术灵活性。

蒸汽弹射器只有一个弹射活塞是运动部件,而舰载机的重量,弹射时的蒸汽压力,航母的航速、风向等都是事先确定的。决定可靠性的关键时刻就是弹射开始后的 1 秒多时间内,在这样短的时间内,弹射活塞出问题的概率是非常低的。那么蒸汽弹射舰载机起飞就几乎相当于一个可控的过程,它的安全性甚至要比从陆地上起飞还要高一些。

不过,蒸汽弹射对淡水有很高的依赖度,单次弹射大约要消耗近 1 吨淡水(蒸汽)。而产生蒸汽的是航母上的高压锅炉,高盐、高硬度的海水又根本不能进入锅炉,因此海水淡化设备也成为关键组件。而且,蒸汽弹射器包含大量的系统和分系统,比如蒸汽包、液压泵、水力刹车、蓄压器等等,维护起来非常繁琐。

电磁弹射,又稳又快

面对现代海战装备的加速发展,蒸汽弹射的缺陷也是已经越发凸显。特别是无人机由于重量太轻所需的力量太低,而且轻型无人机的结构强度很难承受蒸汽弹射器工作时的瞬时冲击力,难以安全起飞。

据估计,典型蒸汽弹射器的峰平加速比为 1.15~1.2(注:指最大加速度与平均加速度之比,这个数字越接近 1 ,表明加速过程越平滑可控),但有些情况下实际记录的值已经在 2.0 以上。这导致蒸汽弹射器在相同的设定条件下,两次不同的弹射的末速度变异范围,可能达到 5~7 节之多,这都是因为缺少像电磁弹射那样的反馈和闭环控制系统。