我从这里起飞，航母弹射装置的前世今生

说到航母的弹射装置，我们就要从从舰载机的起飞方式开始谈起。在一战中，航母的舰载机一般用作侦察、为战列舰提供火力指引，后来用途扩展为带弹量和作战半径有限的战斗机、轰炸机、鱼雷攻击机等，其重量轻、安全离舰起飞速度低，因此绝大多数舰载机通过自身动力利用有限长度的飞行甲板直接起飞而不需要任何助飞方式。

二战中的舰载机起飞大多依靠自身动力进行起飞，因为其重量轻起飞距离短，不过美国人仍尝试安装了几款弹射器

经过第二次世界大战的洗礼以及战后人们对航母及其舰载机作战效能的认识，加上舰航母的弹射装置是实现舰载机在飞行甲板有限长度内安全离舰起飞的重要设备。目前只有美国和法国航母上装有弹射装置，其中美国所有现役大型航母飞行甲板上布置着4部蒸汽弹射装置，其中舰首两部、斜角甲板两部，可在20~30秒内弹射起飞1架舰载机；而法国中型航母只装两部蒸汽弹射装置。

美国航母配备四部蒸汽弹射装置，每次可以放飞四架飞机效率远超其他国家的航母

戴高乐号受其吨位和设计影响，只搭载了两部蒸汽弹射器而且因为动力原因，戴高乐号不是很稳定

载机自身的发展，特别是喷气式舰载机的上舰，航母舰载机的起飞方式也发生了变化。国外现役航母固定翼舰载机的起飞方式主要有垂直/短距滑跑起飞、滑跃起飞和弹射起飞等。垂直/短距滑跑起飞方式是利用舰载机航空发动机推力矢量的控制实现起飞的，其主要应用于轻型航母上，如英国“无敌”级轻型航母的“海鹞”舰载机、苏联“基辅”级载机巡洋舰上的“雅克”-38舰载机。

无敌级航母搭载了海鹞式战斗机具备短距起降能力，但这也影响了其航程载弹量和飞行速度无法与其他舰载机相比

滑跃起飞方式是采用航母舰首十多度的上翘甲板结合航空发动机的大推力实现起飞，其主要应用于如苏/俄“库兹涅佐夫”级中型航母的米格-29K、“苏-33舰载机的起飞作业上。中国航母延续苏联的设计，“辽宁”号和“山东”号都采用了滑跃起飞的方式，搭载有歼15“飞鲨”舰载机。在未来我国航母也会采用弹射起飞的方式来起飞舰载机。

我国航母师承苏联，也采用了滑跃起飞和与苏33相似的歼15型舰载机，相信我国未来也会有弹射起飞的航空母舰

弹射起飞方式是利用飞行甲板上布置的弹射装置在一定行程内对舰载机施加推力来达到舰载机的离舰起飞速度，其主要应用于大型/中型的攻击或多用途航母上.如美国和法国现役航母以及苏联的“乌里扬诺夫”号（该航母于苏联解体后停工），在除弹射起飞方式外，其他舰载机起飞方式都需要靠舰载机自身动力如英国“无敌”级航母采用的滑跃式甲板，通过舰载机的自身动力，和舰载机自身携带的短距起降能力来实现起飞，在无敌级航母退役以后这种起飞方式延续到了伊丽莎白级航空母舰上，配备的F-35B也是具有短距起降能力的舰载机。还有其鲜明特色的双舰岛，当然这个都是后话。这种滑跃起飞方式可以避免因配置弹射装置而产生的航母舰体重量重心、空间布置等问题，但是由于靠舰载机自身动力起飞会遇到燃油消耗大而影响舰载机离舰空中作战半径、会遇到舰面甲板侧风和舰体指摆而影响舰载机起飞作业的环境适应性和整个舰队的机动性，更为重要的是不能起飞舰较重型飞机—预警机。

美国航母不仅能释放作战飞机，而且还能起降固定翼预警机和运输机这是其他国家航母所做不到的

因此，像美国、法国和苏联等这样执行或谋求全球或远洋战略的国家，在发展航母时围绕核心武器系统—舰载机的效能而配置弹射装置。

乌里扬诺夫斯克号航母仅剩的一部弹射器，但由于苏联的解体乌里扬诺夫斯克号航母仅完成了20%

从第一部弹射装置诞生至今有100多年的历史。迄今为止，曾研究发展过弹簧式弹射装置、压缩空气式弹射装置、飞轮式弹射装置、火药式弹射装置、液压式弹射装置、火箭式弹射装置、电动式弹射装置、蒸汽式弹射装置、燃气式弹射装置、电磁式弹射装置等，其中蒸汽式弹射装置是目前所有现役航母上使用的唯一种弹射装置。福特级装备的电磁弹射仍然还在实验中。

最新型的福特级核动力航空母舰装备了电磁弹射，F35战斗机等是美军最先进的核动力航空母舰。

1903年，美国史密斯学会的赖雷教授设计的弹簧式弹射装置是飞机弹射装置的维形，开辟了通往现代航母弹射装置的发展之路。

航母上的飞机弹射装置经历了不同时期，不同方式的转变，为了在海上能够快速的释放飞机，人们进行了不同的研究，在一开始，弹射装置并不是装在航空母舰上，而是装在战列舰上用于弹射侦查机来侦查敌人位置和校炮，设计航母的设计师们认为这种设计对于航母是个巨大的潜力。钱伯斯海军上校设计了用于美国海军试验用的第一部弹射装置，并于1912年新制成功，该弹射装置是以压缩空气为动力的飞机弹射装置，通过连接于气缸活塞十字头上的钢索沿着轨道拖动载有飞机的小车来实现弹射起飞。该弹射装置后经数次修改，并得到美国海军准许，安装在“北卡罗来纳”号战列舰的后甲板上，于1912年11月5日进行了首次舰上成功弹射，弹射速度达到50节。

在北卡罗来纳号的舰尾装有两台用于弹射水上飞机的弹射器

美军将弹射装置安装到军舰和巡洋舰上用以弹射飞机，美国海军指挥员怀廷提出了A1型转台式压缩空气弹射装置，可将3500磅（1磅=04536千克）的飞机弹射到43节。后来A1型弹射装置经进一步完善改进用于不同类型的舰船上，其最后一型为A4，可将6300磅的飞机弹射至53节。

英国研制弹射装置的起步在1916年，较美国稍晚些。1925年英国海军首次在“复仇者”号重巡洋舰上试用弹射装置，并用“弗雷”-3D型飞机作了试飞，之后又于1933年在“勇敢”号航母上安装了这种压缩空气式弹射装置。

密西西比3号炮塔上的弹射装置，用于将侦察机弹射出去，负责侦察任务

1922年1月，美国设计并试验了一种以火药取代压缩空气为动力源的弹射装置，即火药式弹射装置，它可将4000磅重的飞机加速到约43节；后来通过改进和增加火药容量，该种弹射装置安装到战列舰及巡洋舰的炮塔上。该型首部火药弹射装置于1924年安装于“密西西比”号战列舰3号炮塔上。经不断改进，该型弹射装置形成一个系列：P1、P2、P3、P4、P5及P6型，其中P5是转台式火药弹射装置，能在55.5英尺（1英尺=0.3048米)内把7500磅的飞机加速到52节。P6是在P5基础上减轻弹射装置的结构重量，并可把6500磅的飞机弹射至56节，P6又研制成I、Ⅱ、Ⅲ型，Ⅱ型和Ⅲ型能将第二次世界大战时期的SC-1型飞机（重9300磅）弹射至61节。

在研制压缩空气弹射装置和火药弹射装置的同时，美国海军还在研究利用飞轮能量的弹射装置。1918年，美国工程师诺登设计了飞轮式弹射装置，该型驾弹射装置能将1000磅的飞机加速到51节，弹射能量来自25马力电机驱动的飞轮，通过锥形摩擦式离合器实现飞轮与钢索卷筒的动力离合。生产的两部弹射装置（代号分别为F1、F2）安装在“列克星教”号（CV2）和“萨拉托加”号（Cv3)上，并在华盛顿特区的海军船厂进行了试验。1928年3月7日，海军上时舒尔茨驾驶着T3M2型双浮筒水上飞机在“萨拉托加”号上实现了火药弹射装置的首次弹射起飞。由于该型弹射装置只适于发射双浮筒水上飞机，利用率不高，很快就被拆除了。但是通过F1型弹射装置的试验，显出了平齐甲板式弹射装置的优越性使得将陆基飞机从航母上起飞的弹射装置设计方案更具体化了。

列克星敦号航空母舰装备了飞轮弹射装置

1934年，美国研制出世界上首型液压式弹射装置，这种弹射装置能显著减少弹射装置的重量并便于维修。其工作原理是把蓄压器中储存的能量在短时间（几秒钟）内释放出来，使飞机加速到起飞速度。第一部试验用的液压弹射装置1934年研制，型号为XH1型，并在美国海军飞机制造厂内进行了将5500磅的飞机在34英尺内加速到39节的成功试验。试验表明：实施舰载机弹射起飞的航母需要一定速度向前航行以使飞机获得所需的气流速度及相应的升力，同时对该型弹射装置进行与舰载机连接、钢索复位、高压液压泵和系统控制等方面的改进与开发。通过上述措施，使液压式弹射装置的弹射能力显著提高，跟上了当时舰载机快速发展的步伐。1935年生产出第一部实用型液压弹射装置XH2型，后经改进，它能将7000磅的飞机加速到61节。在第二次世界大战期间，液压式弹射装置在美国航母中被广泛应用，并形成H型系列，如“约克城”号、“大黄蜂”号等航母上皆安装了此种弹射装置。在H型液压弹射装置中，H8型是弹射能量最大的一类，它能将15000磅的飞机加速到105节，并首先安装于“埃塞克斯”级“奥里斯坎尼”号航母上。

正在执行轰炸东京任务的大黄蜂号航空母舰，航母上装备了液压弹射装备

1934年，美国海军又设计出火箭式弹射装置。火箭与往复车连接在一起，飞机用拖索钩在往复车上，火箭点燃后，其推力作用于往复车从而拖着飞机向前。1944年海军曾利用该型弹射装置在1艘登陆舰上成功发射1架小型单翼机。还有一种火箭“弹射装置”，是将火箭简固定在飞机上，飞机起飞后将火箭壳抛掉。本质上讲这并不是弹射装置，应叫“火箭助飞”。二战时英国海军曾广泛采用此种方法，战后美国海军的飞机也曾采用这种方法进行弹射，在20节风速时弹射，起飞距离为76米。

一架处于弹射器轨道上的英国飓风战斗机

将准备起飞的飞机固定在弹射器上，火箭给飞机以起飞的能量火箭助推产生的尾焰

1943-1945年间，美国西屋公司研制了一种电动式弹射装置。从原理上讲，它是！合鼠笼式感应电动机，但定子和转子都不是圆筒，而是把国筒展开成平面。转子变成圈定的轨道，定子变成了运动的往复车。第二次世界大战期间，该型弹射装置管应用于太平洋珊瑚岛上的机场，但由于太重，不能装舰。

CV-19汉科克号航空母舰是埃塞克斯级的11艘，这是美国海军第一艘装备蒸汽弹射器的航空母舰

二战结束后，喷气式飞机逐渐取代舰载螺旋桨飞机。喷气式飞机重量逐渐增加，安全起飞速度越来越高，而液压弹射装置弹射能量小，已不能满足喷气式飞机的需要，迫切需要一种新型弹射装置。1950年，英国海军志愿兵预备司令部米切尔率先提出蒸汽弹射装置的设想，米切尔同时又是苏格兰爱丁堡布朗兄弟公司的技术负责人，1951年他研制成功拖索式蒸汽弹射装置，并安装在“英仙座”号航空母舰上试射，这是世界上第一部蒸汽弹射装置，1955年正式安装在“皇家方舟”号航母上使用。

一架飞机正从汉科克号上弹射起飞英国人发明了第一种蒸汽弹射装置不得不说斜角甲板和弹射器都是英国人发明的

美国海军从英国购买了设计专利与5部蒸汽弹射装置，定名为C11型弹射装置。1954年6月在“汉科克”号航母上首次使用了蒸汽弹射装置。后来由美国海军航空工程中心对英国图纸进行了处理以在国内制造，并定型为C11-1型弹射装置，先安装于“中途岛”号和“罗斯福”号航母上。之后美国在C11-1基础上研制成功动力行程更短的C11-2型单射装置。1964年，美国海军又研制成功首轮拖曳式蒸汽弹射装置，这种单射装置就是在飞机的首轮支架上装上拖曳杆，把首轮直接挂在往复车拖板上，弹射时由往复车拖板直接拉着飞机的首轮加速弹射起飞。它与拖索式蒸汽弹射装置相比，由于取消了拖索，既可减少挂拖索和回收拖素的8-10名地勤人员，也可减少飞机起飞的间隔时间。目前，美国海军航空母舰都采用这种蒸汽弹射装置，每次仅需要30-45秒就可以弹射1架飞机，大大提高了飞机起飞作业的效率。

几乎所有在此之后建成的航母都采用了蒸汽弹射系统，之后他会被最新的电磁弹射所取代

电磁式弹射装置是目前正在研发的新型弹射装置，其将交流发电机及其飞轮用作弹射装置的能源，交流发电机有1个转速达6400转/分的飞轮，由飞轮将电能变为动能。当能量经过逆变器把高频交流电变为所需频率和电流的交流电进而输送给直线电机。直线电机包括有模组化钦硼铁磁铁阵列以及定子两大组件，其中定子在接通逆变器输出的交流电而产生的运动磁场，对敏硼铁磁铁阵列产生感应磁场和感应电流，使磁铁阵列道着定子运动磁场做对应加速运动，从而带动起飞的舰载机加速，弹射起飞。电磁弹射装置是利用电动式弹射装置的直线电机原理，结合现代电力电子技术的发展，同时针对现役蒸汽弹射装置存在的质量重、体积大、开环控制和维护复杂等缺点提出的，人们预期电磁弹射装置不依赖舰艇主动力装置提供的蒸汽，重量减轻50%，容积减少65%，减少使用、维护人员30%，降低航母全寿命期费用。

蒸汽弹射的能量利用率很低，而且效率低下，每释放一次蒸汽能利用的能量大概为30%释放一次就要再重新存能量

飞机在弹射前，先要启动发动机。现在喷气式飞机的发动机喷出的气流温度高、流速大。为了使弹射时飞机的气流不致伤害其后部的操作人员、设备、停放的飞机以及后续飞机弹射的起飞作业，提高舰载机起降作业的效率，需要用一块挡板将此高温燃气气流向触外或向上引导，这块板就是喷气偏流板。喷气偏流板所受到的高温要用航母消防系统提供的海水冷却，在喷气偏流板内有众多冷却模块组成若干冷却流道，通过调节冷却海水流量来控制冷却水温不超过100℃。同时，喷气偏流板又是飞行甲板的一部分，需要一定的抗冲击强度。喷气偏流板的升起与回放是由1套液压系统及机械机构来完成，要求具有一定的操作速度和抗喷气推力的能力。

飞机起飞时甲板上会升起喷气偏流板，就是战斗机尾焰的冷却装置