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美国蒸汽弹射器,效率并不差很多?
www.wforum.com | 2025-12-06 16:57:12  海事先锋 | 0条评论 | 查看/发表评论

福建号航母弹射完空警-600、歼-35等3型舰载机之后,全球都对中国电磁弹射器的强大技术性能为之感叹,毕竟中国由此成为全球第一个使用电磁弹射器,在航母上弹射第5代舰载战斗机的国家。从那之后,很多军迷似乎都对我们曾经的“强敌”美国航母不屑一顾了,甚至有人表示,凭借“福建”号航母强大的电磁弹射器,就可以在航母运作效率上一举超越美国。然而,事实也许并非如此……

目前,美国海军装备量最大、最成熟稳定的弹射器,自然是“尼米兹”级核动力航母后续改进型上的C-13-2型蒸汽弹射器。关于这台弹射器,目前有很多的不利评价,比如有数据称:“尼米兹级航母的蒸汽弹射器,在15分钟内连续完成8次弹射后,就会丧失满功率运行的能力,甚至影响航母的航速”。此言不虚,确实从理论上而言,“尼米兹”级核动力航母的蒸汽弹射器确实存在诸如此类的问题;然而机器是死的、人是活的,在实际的使用中,美国也不断的改进这一技术问题,目前“尼米兹”级核动力航母已经能够做到“超强”的连续高频次出动。

“尼米兹”级航母的高频出动能力有多强呢?按照美国海军的标定,“尼米兹”级核动力航母的最大日出动率为120架次,最多不超过220架次。然而,这种标定的数据虽然已经很强悍,却并不能代表“尼米兹”级的真实水平。话说,在1997年,美国海军“尼米兹”号航母和第9舰载机联队,一起执行了一次名为“高潮”的军事演习;这次演习期间,“尼米兹”号核动力航母在98个小时之内,起飞了975架次的固定翼战斗机,其中771架次为对地攻击的重载架次,这个数据代表了美国航母航空运作能力的极限,也是目前全球航母运作能力的极限水平。

这是什么概念呢?也就是说,“尼米兹”级航母在连续98个小时的演习中,平均每个小时起飞近100架次的作战飞机,也相当于在4.6天的演习时间当中,“尼米兹”级航母平均每天放飞244架次的飞机。为了达到这个极限标准,该航母超配了23名飞行员,总的飞行员数量达到了107人,最多的时候该航母的飞行甲板上停放有50架固定翼飞机。那么,传说中“弹射8次就要补充蒸汽压力”的蒸汽弹射器,是如何支撑这么大批次的弹射作业的呢?

由于建造时间较早,“尼米兹”号核动力航母使用C-13-1型弹射器,该弹射器内的蒸汽储存量约为3.25立方米,每进行一次弹射,就需要消耗蒸汽189--207干克。经过改进后,该弹射器使用湿式储压罐,平时在罐内储存水,弹射器蒸汽压力降低后会迅速将水挥发成蒸汽进行压力补充。据悉,该罐内体积大约25立方米,其中有大约18%的体积装的是液态水,美国蒸汽弹射器均采用饱和蒸汽的设计,当储压罐向弹射器汽缸充气时,储压罐内的蒸汽压力迅速降低,罐中的液态水会立刻开始蒸发,产生部分蒸汽,从而缓减压力的急速下降,维持高频弹射的需要。

美军的蒸汽弹射器使用较为频繁,因为需要维持高烈度的训练,且往往会出现集中连续使用某一条弹射器的情况。此时,每一条弹射器都仅能满足4、5次全功率弹射,如果在15分钟内连续弹射8次,就可以让一条蒸汽弹射器压力损失巨大,航母蒸汽锅炉的压力会下降20%以上,输出的功率则会急剧减小43%,严重时会影响航母的航速。

为应对这一局面,美国设计了一套蒸汽衡压补偿系统。将前甲板的1、2号弹射器划分为一个组合,并且在两条蒸汽弹射器的储压系统之间,设计了一个互逆的蒸汽压力调节器,或者叫做单向蒸汽平衡系统。弹射器日常使用时,依然是各自使用自己的储压系统;而当其中一条弹射器压力损失过大,而另外一条弹射器压力富裕时,则打开通路阀,使另一条蒸汽压力较高的弹射器,将自己储压系统内的蒸汽输送到另外一条弹射器,以此来减缓航母弹射器压力的下降。

由此,美国航母上的4条弹射器,就分成了两两一组,每一组的任意一条弹射器,都获得了更强的弹射效率。在双轴蒸汽回路都并联驱动单独的一条弹射器时,可以做到30分钟内连续18次弹射的效率。而两组弹射器一起使用时,就可以在30分钟内放飞36架次的固定翼飞机,基本上可以把航母飞行甲板上待机的所有战斗机放飞完毕。所以尼米兹级航母往往都采用两区弹射器同时运作法,让前甲板一条弹射器和侧甲板一条弹射器同时使用,加快飞机起飞效率。

此外,“尼米兹”级航母在设计初期,就确定了使用低压力弹射器的方案,以减轻航母主机提供蒸汽的压力,并提高蒸汽弹射器系统的使用寿命。按照美国海军公布的数据,虽然“小鹰”级航母和“尼米兹”级航母都使用了C-13-1型弹射器,然而“尼米兹”级航母的弹射器压力仅为510-530psi,而“小鹰”级航母因为使用了压力更大的主机,因此可以为弹射器提供800-900psi的蒸汽压力。不过,虽然减少了蒸汽压力,但“尼米兹”级航母却加长了弹射器的行程,将弹射器从“小鹰”级的81米行程,提升到了“尼米兹”级的99米行程,由此维持了不俗的弹射功率,确保航母具备“无甲板风弹射起飞”的能力。

后续的“尼米兹”级航母,则将C-13弹射器的气缸直径从18英寸扩大到了21英寸,使得弹射器气缸的容积提升了约38%,可以让弹射活塞获得更大的推动力。改进后的弹射器被称为C-13-2型,作业压力也进一步降低到了440-460psi,进一步提升了弹射器的寿命和无故障循环,并且进一步降低了对主机蒸汽压力的需求。使用低压弹射器后,“尼米兹”级核动力航母的连续高强度弹射能力有了进一步的提高。

当然,中国海军使用直流电系统和超级电容设计的“福建”号航母电磁弹射器,并不需要如此复杂的机械结构,以及如此烧脑的技术组合,就能够实现连续不间断的大批量弹射;但是考虑到航母飞机放飞后还需要执行任务、重新回收后,才能开始第二个波次的弹射,因此“尼米兹”级航母在实际使用中还未遇到过第二波次弹射时,蒸汽压力不足的情况。毕竟,美军战机都是按照“1+15”的标准任务流程来运作,最短完成一次飞行任务都需要75分钟时间,而航母的弹射器蒸汽压力补充则需要30-60分钟,往往等到回收第一波次、开始第二波次起飞时,航母的蒸汽压力已经恢复完成。

所以,就实际的作战使用来看,影响中美两国航母出动效率的关键因素,其实并不在于弹射器,而是在于航母的飞行甲板总体作业调度能力,与其寄希望于航母弹射器快速弹射来起飞更多的飞机,倒不如多考虑一下,如何能够提升航母飞行甲板整备飞机的数量和速度,这才是提升航母战斗力的关键所在。

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