航空母艦蒸汽彈射器復雜系統工程離不開海水淡化設備
2014-04-15 16:22:36
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據科學網2014年2月14日訊 蒸汽彈射器是航空母艦上的飛機起飛裝置，用于艦載機蒸汽彈射起飛。世界上*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砝碼組成，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”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”號上除了裝備內燃彈射器之外，還裝備有蒸汽彈射器。
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。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，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，然后由歸位系統拉回起跑點。
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。滑梭是蒸汽彈射器唯一露在飛行甲板上的零件。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。
航空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*多裝設4個蒸汽彈射器。據已公開資料顯示，在役蒸汽彈射器總重量接近500噸，每次彈射*大輸出能量可達到95兆焦耳，*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。