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蒸汽彈射器的彈射上限為35噸左右，許多性能優(yōu)良的飛機因超重而功敗垂成彈射器游樂設備。
比如F-111B“土豚”艦隊防空戰(zhàn)斗機，設計完成后重35噸左右，而海軍要求的上限是25噸，最后生產了7架便被迫取消彈射器游樂設備。隨后才有經(jīng)典的F-14“雄貓”戰(zhàn)斗機的登場亮相。
▲F-111B
但世事無絕對，有些飛機因為低速起降能力好，也有超過35噸成功上艦的例子。比如A-3攻擊機，最大起飛重量37噸，人們戲稱它為”艦載小鯨魚“彈射器游樂設備！↓
當然蒸汽彈射器最大彈射能力設定在35噸是有內在原因的：1彈射器游樂設備、蒸汽彈射器的發(fā)力方式并不像汽車加速那種“持續(xù)的推背感”，不是線性的。它的發(fā)力集中在彈射前半段，就像你鼓足一口氣，然后猛吹一下，雖然力度很大卻并不持久。相比之下，電磁彈射器就好多了，加速過載更均衡，對機體結構和壽命大有好處。
▲C11彈射器的曲線圖彈射器游樂設備，隨起飛重量增加，彈射速度陡然下降
以F/A-18E/F”超級大黃蜂“最大起飛重量29.8噸為例，在蒸汽彈射的后半階段，隨著飛機速度提高，彈射器速度與飛機速度差越來越小，后半段有氣無力，都不如發(fā)動機加速快。
這種“虎頭蛇尾”的特性，限制了其加速能力。如果彈射更重的飛機，勢必要加大彈射力度。但彈射力度超過一定程度，過載太大，會導致飛機解體，危及飛行員生命。
2、第二個原因來自蒸汽彈射器的動力。
蒸汽彈射器以蒸汽為動力，要彈射更重的飛機，就要提高蒸汽密度，加大壓力，這需要更大更耐壓的鍋爐。
美國自”弗萊斯特“級航母開始，就將鍋爐壓力標準統(tǒng)一為8.4兆帕。這個標準一旦確定，就好像馬屁股決定了火箭的直徑是3.35米一樣難以更改。因為它牽扯到全艦的動力分配、結構布局等一系列問題，改動的工作量是非常巨大的。
所以美國在C-13-1升級為C-13-2時，也沒有選擇增加鍋爐壓力，而是選擇增加汽缸內徑，從18英寸增加到21英寸，進而增加了彈射力度。這些都是蒸汽彈射器的根本性問題，無法優(yōu)化解決，只能在下一代電磁彈射器上改變。
綜上原因，蒸汽彈射器的最大限制為35噸，超過此重量的飛機，不適宜上艦使用。
蒸汽彈射器是航空母艦上的飛機起飛裝置，一般通過核動力裝置產生的熱能產生蒸汽，推動飛機短距起飛。蒸氣彈射器是一個非常復雜的系統(tǒng)工程，包括：起飛系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、歸位系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、預力系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。
彈射器主要有三種：液壓彈射器、蒸汽彈射器和內燃彈射器。
世界上最早的彈射器是由美國西奧多·埃利森海軍上尉于1911年研制成功的。這種原始的彈射器由三條繩索和一塊法碼組成，但這種彈射器太原始，幾乎沒起到什么作用。后來，埃利森又對這種原始的彈射器進行改進，研制成功壓縮空氣式彈射器，于1912年11月12日進行了人類史上第一次彈射起飛。不過，埃利森的發(fā)明并沒有引起人們的注意。因為當時的艦載飛機重量輕、速度低，不需要彈射也可從航空母艦的飛行甲板上起飛。直至噴氣式飛機誕生后，彈射器才變得日漸重要起來。而第二次世界大戰(zhàn)結束時，航空母艦上所裝備的彈射器都是液壓的，彈射能量極小，根本無法滿足噴氣式飛機的需要。
1951年，英國海軍航空兵后備隊司令米切爾率先提出研制蒸汽彈射器的設想。他當年就將其研制成功，并裝備在海軍“莫仙座”號航空母艦上。后來，美國人又于1960年研制成功了內燃彈射器，并將這種彈射器安裝在“企業(yè)”號核動力航空母艦上。不過，這種內燃式彈射器至今仍不能令人滿意，所以“企業(yè)”號上除了裝備內燃彈射器之外，還裝備有蒸汽彈射器。
重型飛機要想從航空母艦上起飛，必須有蒸汽彈射器。在飛機起飛前，由位持器鋼圈把尾部扣在一個堅固點上，飛機前輪附近的牽引桿垂落到一個“滑梭”內，滑梭以掛鉤鉤住飛機?；笫钦羝麖椛淦魑ㄒ宦对陲w行甲板上的零件。飛機前面的甲板下，有兩個平行圓筒，每個至少長45米，筒中的活塞與所有滑梭相連。蒸汽由母艦上的鍋爐輸出，增壓后輸入滑梭。飛機起飛時開足馬力，但被位持器扣住。蒸汽彈射器一啟動，飛機引擎的動力加上蒸汽壓力，使鋼圈斷開，飛機前沖，在45米距離內達到時速250千米/小時。飛機彈射起飛脫離滑梭后，活塞前端的注管就落入水池，在幾米的距離內停頓，滑梭移回原位，推動另一架飛機起飛。母艦上每個蒸汽彈射器每分鐘可推動兩架飛機起飛。通常航空母艦最多裝設4個蒸汽彈射器。據(jù)已公開資料顯示，在役蒸汽彈射器總重量接近500噸，每次彈射最大輸出能量可達到95兆焦耳，最短工作周期為45秒，平均每次耗用近700公斤蒸汽。蒸汽彈射器是一項復雜的系統(tǒng)工程，除了彈射器本身的設備，還有海水淡化設備、貯水池、高壓水泵、鍋爐、加熱裝置等諸多附屬設施。
概念上蒸汽彈射器只是一個大型蒸汽汽缸和一個蒸汽控制系統(tǒng)。將高壓蒸汽能量轉化為動能進行彈射。然而由于飛機結構強度上的限制，彈射器不但要有足夠的輸出功率，而且要把輸出功率準確控制在飛機可以接受的程度以內。彈射的時候，蓄壓罐內的蒸汽由彈射閥門釋放到彈射汽缸內，缸內壓力上升推動活塞前進。彈射閥門的另外一個更重要的作用是精確控制蒸汽進入彈射汽缸的流量變化，以此控制推力和彈射的加速度，以保證飛機結構不會超負荷。飛機升空后，蒸汽排放閥打開，讓汽缸內蒸汽排出。同時，活塞和飛機牽引器被水剎器減速后停下，然后由歸位系統(tǒng)拉回起跑點。
本文標簽：彈射器游樂設備
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