另一种选择—论航母各种弹射器
在航母上，除了直升机和短距离起降、垂直起降的飞机，要想起飞一定重量的战斗机，必须使用弹射器弹射起飞或者使用的滑跃起飞，美国佬的以弹射起飞为主，弹射起飞的弹射器实际上是一个开口大蒸汽活塞，活塞环受到蒸汽的力经过密封刀从活塞内部传给外部，推动弹射前轮并实现战机起飞。为了不漏汽，开口处必须采用密封条密封起来，密封刀经过时顶开密封条，因此密封条是易损件（现在的老美是采用金属条密封），需定期更换和维修。或许也只有老美才能经得起如此高昂的维修费用。
做为蒸汽弹射器，一般最多只有100米多一点而已，因为如果活塞太长了蒸汽有效作功率就会明显降低，而且弹射器太长维修费更高，安装及制造精度要求更高。所以这么短的距离加速度是很高的，蒸汽在瞬间释放时，推动活塞及连动的滑块，以３－４Ｇ（1G是10米/秒的加速度）将重达４０吨的飞机在１００米内由静止加速到高达180节的速度。飞行员身体素质不好的会产生短时昏厥现象，所以舰载机上的飞行员要有良好的身体素质。弹射器使重型高性能飞机上舰成为可能，但弹射器既大又重（约700吨），设计制造昂贵复杂（目前只有美国一家），工艺过程监测严格，使用时消耗淡水量大（每弹射一次需耗纯高淡水1.5-2吨），使用限制多（每日每部弹射器弹射平均不超过70-100次，４台折合每架飞机平均出动率1.2次／日），因采用开口活塞，其维修要求高（每弹射3000-3200次需海上停飞检修或返港检修），舰载机也必须加强机体，从而增加重量。
现役美国蒸汽弹射器截面示意图
此图是现在美国航母上使用的弹射器开口汽缸组件截面示意图。由图中可以看出，开口汽缸组件由两个汽缸组成,每个汽缸内有一个活塞,两个活塞都通过伸出汽缸开口的传动板与往复车相连，为防止漏汽,用汽缸盖和密封条把汽缸的开口密封起来。我们可以看出，汽缸盖断面很象一个F型扳手，从外表看的话它又象一个锅盖。汽缸盖尾部固定在汽缸上，由于尾部牢靠的固定在汽缸上，中部卡在开口汽缸的外侧，首部卡住金属密封条，首部与中部就可以约束住汽缸开口汽缸。显然，就算汽缸内压力再大，也无法撑开汽缸的开口处，因为由于尾部牢靠的固定在汽缸上，中部与首部套在开口处又呈内卡型，因此就算汽缸内压力增大，汽缸盖也不会被蒸汽向上挤跑。
在活塞未通过时，金属密封条在复力及重力情况下自然下坠，堵在汽缸盖与开口活塞外部之间，使蒸汽无法外泄，当活塞经过时，推力由密封刀从活塞内部传给外部时，金属密封条被自然挤上斜角处上部，有人说这时不会漏汽吗？不会的，因为密封刀自身有很好的封闭性，它实际上把开口处挤满，蒸汽根本无法外泄。又有人说，那么怎样保证在密封刀经过时，蒸汽不会从密封条与密封刀之间通过呢？这才问到点子上了，因为这才是真正的技术突破和难点攻克。实际工作时，在活塞经过时会挤走金属密封条，使其置于上部，而活塞的两个端部均有凹槽，金属密封条就是从此槽内被挤走并从此槽内复位。有点象拉链感觉。这种弹射器的主要密封是靠柔性很高的金属，它可以在活塞经过后自动复位，从而堵住出汽口，当压力增大时，金属条被往下压紧，越紧密封越好，需知金属条虽然柔软，但并不是没有一点刚度的，在汽缸盖的压力下，密封性更好。现在航母弹射时经常看到漏汽，其实是因为在弹射器高速时动作滞后，金属密封条与凹槽不一定保证好太好的完整密封，当然这么快的速度下采取再好措施也不能保证完全不漏汽，这也是无法避免的事。其实漏点汽对于蒸汽消耗量巨大的弹射器来说，简直就是小意思。
蒸汽弹射器难点就是在开口汽缸，当然现役的蒸汽弹射器中汽缸盖也是关键部位（关于储汽罐，本人认为只要减少其半径并延长其长度，则完全有同样的效果，而实行起来则简单的多）。其实在蒸汽弹射器工作时，由于其速度非常快，使用时间短暂，导气管进气口处的压力不断增大，因为蒸汽在汽缸内存在着动力损耗及附加损耗，当弹射器越长时，末端的效率也越低，这也是限制蒸汽弹射器不能过长的原因。其实就算弹射器增长，也起不了多在的作用，因为无论任何弹射器，在刚开始时做功时使飞机增速明显，而当飞机达到一定速度时，加速显得异常困难，所以现在的航母是通过迎风高速行使提高其相对速度，达到起飞目的。学过物理的人不难理解，原因就是航母甲板不能太长，而就算使航母甲板增长一倍，速度也增加一点点而已，大家可以通过S=1/2at2公式进行验证。对蒸汽弹射器不甚了解的朋友们可以查看本人发表的《谈谈蒸汽弹射器》文章，也可直接向本人提问。
滑跃起飞无需特殊设备，对机体结构要求稍低，陆基飞机上舰容易，其出动率和弹射起飞相当，可连续出动而无弹射器使用次数的限制，起飞离舰时飞机始终保持控制（弹射起飞时初期实际上是无控的），但要求飞机具有高推重比和短距起飞能力，起飞可能不能重载，高温环境下发动机推力下降，必须用喷水加力才能起飞。目前有比较成功的有SU-33UB舰载机，SU-33UB拥有一系列无与伦比的优良性能使老毛子拥有与老美对抗的舰载机，其综合性能超过F-14A/B型，直追F-18大黄峰。但是SU-33UB携重型反舰导弹（如KH-41）则必须半油起飞，打击能力大大下降。连"库兹涅佐夫"级未配固定翼预警机，而只采用卡-31，也与此有关。预警机是航母除卫星外最重要的眼睛，有了预警机，航母作战能力大大增加，而仅凭卡-31的预警、制导及数据链接能力，指挥性能优异的SU-33UB作战无疑是小学生给一群大学生上课。库舰拥有重型航母的排水量但只拥有中型航母的作战能力，原因不是SU-33UB不能满油起飞，而是的卡-31太菜。不过随差飞机不断采用复合材料，飞机的自重不断下降，强度却得到了提高，而且电子、武器等体积也在不断减少，到时候滑跃起飞能不能起飞重载飞机或预警机还很难说呢。对于想了解SU-33UB的朋友们可以看看本人的《航母杀手-SU-33》。
显然，无论是弹射起飞还是滑跃起飞，都有自身明显的不足，有人说可以发展电磁弹射器，这玩意是先进，由于电磁弹射器做功冲程长，它不仅可以在无风或航母停止时起飞战机，而且对飞机及驾驶员来说，其承受加速度是一个平缓增加过程，因此无肄是个福音。而且不需要淡水，维修量低。不过目前世界上还未有电磁弹射器，目前老美正在积极研制电磁弹射器，也业已取得一定成果，不过就算实用也尚需时日。电磁弹射器实际上就是一个直线电机，而我们日常遇到的一般都是旋转电机（如最常用的三相异步电动机）。由于电能不能大容量的储存，在功率如此大的弹射器上，必须配套大功率的发电机及其电气控制系统。而且电磁弹射器的定子非常的长（约130多米），动子（相当于旋转电机的转子）短（在轨道里不足10米长），在使用时利用率不高，在转子通过时磁间隙对磁场密度也有一定的影响。由于受力巨大，线圈匝数多，电流大，虽然转子没有经过时线圈电流小一些，但空载电流就已经够惊人的了，为此每个线圈都配有补偿器，庞大的线圈显然也不是随随便便就能搞好的。光是通风散热方面就很让人头疼了，而且磁间隙在动子经过是受力巨大，如何固定以致于不会变形都是需要考虑到的事情。与蒸汽弹射相比，电磁弹射无论是体积、控制还是维修方面，都比蒸汽弹射强，但是电磁弹射也有自身缺点，电能不能大容量储存，而弹射器在起飞飞机时工作时间短，其功率之大是可见的，也同样导致了电磁弹射器对电源要求是相当的高。电磁弹射器分电磁轨道弹射，这种弹射器优点是明显的，但实行起来比较困难，因此它比较适合电磁轨道炮所用。目前老美研制的比较成功的电磁弹射器实际上是线圈弹射器，从断面看它也象一个开口活塞（如上图），开口处为动子经过预留的，不过这个"开口活塞"可都是缠着线圈，当三相电流经过时，如旋转电机产生旋转磁场一样，在这个电磁弹射器里却会产生移动磁场，而且不同段的磁场移动速度是不同的，动子极象旋转电机的转子，旋转电机的转子被旋转磁场拖动而旋转，而电磁弹射器的动子却被移动磁场拖动从而推动战机起飞（不明白的朋友们可以相象把旋转电机的定子展开，转子也展开就能明其道理）。当然，旋转电机的磁极分布均匀，而电磁弹射器却不是这样，因为这是为了使战机不断加速而磁极间距不断增大（磁间隙增大有限，高速段采用高频输入手段），也就是相当于磁场移动的速度也越大了。电磁弹射器可以比蒸汽弹射器长得多，这是因为蒸汽弹射器末端时蒸汽动力损耗大，效率低。
一般电磁弹射器总长可达140米，其中工作部分达130米（另外一段用于停止弹射器动子），在战机发动机合力下以3G恒定的加速度推动战机，工作时间约3秒，弹射器离开时战机相对于航母就已有了90米/秒的速度，因此它可以在无风或航母停止时起飞战机。如控制电机正反转一样，当磁场反向时，则可以使弹射器的动子返回。电磁弹射器有几个难点分别是：电源问题，蒸汽弹射器有储汽罐，而电磁弹射器为了应对弹射时的短时超大功率输出，需要一个与提供电源分开的极大功率输出发电机（实际上这种发电机也就是本射的惯性特别大，并配合极速冷却系统而已）。与蒸汽弹射器一样，蒸汽弹射器为了防大强大压力的蒸汽，从而有各自的加固系统，而电磁弹射器也一样，在两极呈现交变磁场时，磁间隙间会产生强大的吸力，而磁间隙减小时其磁场密度将会发生变化，同时还有可能约束到动子。所以蒸汽弹射器怕撑开，而电磁弹射器怕吸合。再则就是要求动子重量轻，如果太重则明显失去了效率高的意义了。目前老美也就是在动子技术上获得了一定的突破后，电磁弹射器才真正进入实用阶段了。直线电机近年来发展很快，而电磁弹射器也是非常理想的弹射器，也希望我国航母也能使用电磁弹射器。
蒸汽弹射器已经落后，滑跃起飞也有先天的不足（这只是针对目前战斗机），电磁弹射器更是连影子都未出现（我说的是中国目前），显然，如何在实现战机起飞的同时，又要考虑到造价低，可行性高，维护量低的弹射器，是一个非常让人头疼的问题。本人数年来一直研究航母，觉得利用高性能的弹簧与滑跃起飞配合??实行的。它针对的服务对象是SU-33UB，前面我已经说过，SU-33UB是一款性能非常不错的舰载机，但是也是由于滑跃起飞，并没有外部能量给予，所以其携带重型反舰导弹则需要半油才能起飞。而经过弹簧的外加助力，则完全可以实现满油重载起飞，从而提高其打击的能力。
弹簧弹射实际上就是利用弹簧的储能做功，而给舰载机做功则是需要很大能量的，因此必须有一定重量的高性能弹簧才能储存这样的能量。这包括弹簧的簧圈及簧半径都有所增加。但是如果弹簧过重，储的能也要拖动弹簧本身一起加速做功，而且这部分能量还会对弹簧圈造成一定的损伤，因此当如果其重量大于5吨时，显然已经失去了使用意义，因此弹簧钢对材料性能要求极高，要求其回复性能相当高，重量要轻，而达到这些苛刻的条件就必须研制高性能弹簧，或者说应称为超能弹簧。而用在航母上的弹簧弹射器与蒸汽弹射器一样需要一个开口汽缸，但这里装的不是蒸汽，而是弹簧，储能会从开口处传给战机，从而使战机加速。我给大家简单介绍一个弹簧弹射器。
弹簧弹射器中的弹簧长约20～30米，可拉长100～120米，而开口汽缸则长达150米，弹簧的活动完全被局限于其内，在弹射飞机前，通过电动机储能，把弹簧拉长至可以工作的位置并制动住，弹簧的储能将通过开口处传给飞机的弹射前轮，当飞机发动机发动时，弹射器将推动飞机（弹簧与发动机合力）加速，最初推力使飞机有4G的加速度（加速度太大对飞机结构要求及飞行员要求太高，但是弹簧弹射也只是最初拉力大，然后逐渐变小的），而当弹簧的助力不足10吨时，压缩弹簧释放，这个压缩弹簧非常重要，尽管它比较短，它的作用简单的说有三个方面，一是在起飞末端给飞机一个推力，二是由于其受力与弹簧动力方向相反，可以使弹簧减速，使簧圈避免惯性冲击，三是它可以使飞机前轮与弹射器分离（当然弹簧还有另外的缓冲装置）。虽然这时候仍不能起飞战机，但通过加速的战机经过滑跃角后，完全可以起飞。
弹簧弹射器总的来说结构简单，实行起来容易，效率高，对开口汽缸要求不高，不需要淡水，维护量低，就算坏了或不能回复也便于更换，航母也可以备放几个弹簧。缺点是弹簧在初始推力大，而在末端推力小，但是就算蒸汽弹射，在距离长了时，由于汽缸内蒸汽压缩做功，在蒸汽被压缩的基础上才能进一步传力，末端力自然也比刚开始时小，效率也比刚开始时更低，显然，蒸汽弹射器越长，效率会急剧下降，蒸汽弹射器不能太长也是其原因。而距离短，对甲板利用率会提高，但是对战机及飞行员却受了罪，因为其加速度必须非常高才能起飞战机，因此蒸汽弹射时产生的加速度也是惊人的。而弹簧则完全不受其限制，可以长到100米以上，弹簧越长效率也越高，而由于弹簧弹射在末端作功小，它不一般不适合直接起飞战机，与滑跃角相配合后，则是完美的绝配。而且它完全有可能起飞固定翼预警机。其实，无论是蒸汽弹射器，还是电磁弹射器，在战机加到一定速度后，再加一点点速度都是非常困难的，为此设计者宁愿让大排水量的航母高速行驶，也不愿意增加一点的速度。其实这也是与甲板长度有关系的。以加速度为3G计算，通过公式S=1/2at2大家可以算出战机达到80米/秒与90米/秒所需飞行甲板的长度，分别是101米和135米，显然甲板太长了与各个方面都不利。而与滑跃角相配合则不需要如此高的速度，同时也完全可以起飞重型舰载机及预警机。
当然，本人并不赞成在目前的老瓦上装弹簧弹射，而是利用现成的滑跃起飞SU-33UB（SU-33UB进行减重及换发动机后能不能重载满油起飞还很难说，这里是权宜之计），弹簧弹射应该装在中国下一艘航母上，当然可以以目前的老瓦为版本进行制造，弹簧弹射器可以装在老瓦舰首的两个尾焰喷射挡板后面，经过弹簧弹射后再经过尾焰喷射挡板的前面段（这一段只有飞机发动机做功）则完全可以实现SU-33UB重载起飞，而固定翼预警机也不成问题。那么增加的两个尾焰喷射挡板一个放在舰岛后面的升降机边，这样可以在起飞战机也不影响到战机的降落，对轮番攻击时非常重要。另一个则放在降落路道的左侧，会影响到战机的降落，但是就算老美的航母中，4部弹射器也有2部在降落跑道，也就是说美国在轮番攻击时只能利用前部2个弹射器（并不是说降落时完全不用），但是在刚开始时，由于没有战机降落，则完全可以利用此弹射战机。这样一来，弹射距离加上前部的滑跃距离总长可达220米以上。起飞距离太长对甲板的利用率会降低，但是对战机及飞行员来说却是福音。而且如果我们的L-15舰载型（估计只能发展成轻型制空型）发展成功的话，在前部的滑跃段不用弹射也能起飞战机。总结弹射器，我们可以得出以下结论：电磁弹射最好，但电能不宜大量储存，而且需要数量庞大的线圈，技术含量高。蒸汽弹射则需要迎风高速，而且在弹射器需预热，显然，当航母在遭受突袭时，就只有旁边的巡洋舰进行防卫和攻击了。滑跃起飞不需要弹射器，但不能重载起飞是个大问题，虽然将来的战机有可能重载起飞，但预警机似乎不大可能，而且滑跃起飞时发动机如果过热还需要喷水，还有可能存在跑偏的缺点。弹簧弹射器无论是技术含量还是可靠性等都是无与伦比的，但需要高性能的弹簧，而且在末端功率输出小，起飞距离长也是个问题。我们不应该过份苛求弹射器的完美，而是以物尽其用的思考方式对造择和研制弹射器。
目前的老瓦，外表看起来没有什么变化，但正如汉和的平小子所言，修复瓦舰将是一个浩大的工程，但这项工程业已展开。令人不解的是老瓦的12座SS-N-19远程反舰导弹垂直发射装置原先被老毛子拆除后，现在却用钢板将其焊平，可见中国军方考虑到中国目前想获得SS-N-19花岗岩远程反舰导弹几乎不可能（就算光荣级买到也不一定能用在老瓦上），就算有此可能，制导也是个问题，而且在发射SS-N-19会产生大量气体，舰上所有飞机此时都不能起飞，还会灼伤甲板，增加航母系统的复杂度。SS-N-19射程只有550公里，而光是SU-33UB的作战半径就可达1500公里了。显然SS-N-19对中国军方只能是鸡肋了。而不装导弹，内部将空余出很大的一部分宝贵空间，这部分做为何用却是不得而知了。
老瓦是一本很好的书，是大有可有的，充分利用老瓦可以使我们少走弯路的同时，更加快航母的步伐。由于中国以前没有航母，因此第一艘本身就是训练舰，老瓦不仅要充当训练舰，为中国培养一批航母人才（人才是金钱换不来的），还可以为中国海军舰空兵创下伟业。虽然卡-31不尽如意，但本人苦思最好的应急办法可以是V-22（E-2C是不可能的）。说到这有的人不禁会骂，你小子是不是混了，老美会把技术给你吗？但本人要说的是，凭中国自己能力，V-22完全可以出来。V-22装有两副逆时针旋转的3片桨叶螺桨旋翼系统，桨叶由石墨／玻璃纤维制成，桨叶平面形状为梯形，发动机装在翼尖倾斜短舱内，每个短舱有发动机整流罩和挂架支撑结构，后部有红外辐射抑制器，每台发动机装有空气粒子分离器和防冰系统；悬臂式上单翼。等剖面翼型，略前掠。机翼主要由复合材料制成，为高强度高刚性扭矩盒梁，机身采用半硬壳式结构，矩形剖面，机翼上有大型整流罩可容纳机翼旋转圆盘和一些设备，中机身下部两侧设有短舱，可容纳主起落架、燃油和环境控制系统，尾翼为悬臂式结构，水平尾翼在后机身上部，平尾两端装有两个后掠式垂尾和方向舵；前三点式液压收放起落架，主起落架装有双级减震器，这此对于目前的中国来说实现并不困难。
对于航母预警机其实并不需要它有多高的航速，因为预警机的眼睛（雷达等）看得远，可以提供远程预警及指挥、制导等任务，所以它可以指挥战机或巡洋舰上的武器作战，本身并不需要太强的攻击力。航母预警机关键是要有一定的载重能力和较长的滞空能力，这才是最重要的，由于电子产品的集成化，体积小、重量轻的设备将会放宽对预警机的要求。V-22在起降时螺旋桨向下推力，与又螺旋桨直升机没两样，而起飞后螺旋桨则向前翻转90度，最后锁紧，又变成了带螺旋桨的固定翼飞机了，简直有点象变形金刚，也有人说它是直升机与固定翼飞机的混血儿。虽然它的航速不算快，但滞空能力及载重却正适合预警机的要求，尤其是没有弹射器的老瓦上，更是绝配。我想凭中国军工的能力，中国版的V-22出世是并不难的事。而在此之前，菜鸟卡-31仍能派上用场。虽然中国进口了别-200，但那是为了增加中国的反潜能力，改成预警机存在一定困难，不过也不是没有可能。其巡航速度与E-2C差不多，但载重及滞空能力不行（其航程载重4000千克时2100千米，带最大燃油4000千米）。真的希望老瓦早日成军，也希望中国海军一天天强大起来。
听说中国目前因防空问题而搁置了建航母的计划，由于想起了老毛子上的当，俄罗斯的航母专家在回忆苏联发展航母的文章中说，声东击西、移花接木,是西方将对手引入歧途的惯用伎俩,当苏联未着手研制垂直起降飞机时,西方宣扬这种机型的优越性；当苏联研制弹射器时,他们则大肆宣扬滑跃起飞的优点。结果,苏联一再否定自己的判断,以至于“库兹涅佐夫”号航母的战斗力比原设计低70%。而垂直起降的飞机到现在为止除了老美的F-35外，其它也没什么建树。作为一个科技大国.苏联除了在信息技术上不行外,无论是航空航天、还是造船造坦克都是仅次于美国的国家,在制造大尺寸高压容器这样的工业设备方面更是数一数二,很难想象会在一个西方国家海军已使用了30多年的弹射器面前碰壁。美国佬是宣扬航母过时最强的国家，然而其建的航母却最多，连下一代航母都开始建了。
中国的一些领导胆小怕事、明哲保身，未敢在老瓦的问题上采取果断措施，以致于老瓦于2002年到大连后整整三年里任其生锈，不能不说是个悲剧。而有另一部分潜艇派甚至拿上次小宋的事大大炫耀，以此证明潜艇优于航母，实在让人可叹。其实就自二战以来，航母就从来没被击沉过，而且在战争中，被动方消灭是很正常的事，有谁又能担保在打仗时会不死呢？而就连上次的小宋事件，如果是战争状态时，我估计我们听到的恐怕又是另一个消息了。也有很多朋友们认为，?桥归桥，路归路，导弹的航程再大，取消飞机是不智的，航母的作用到目前还没有任何一种武器所能代替的。在目前看来，实施远程攻击才能对美形成震慑，以阻止美协防台湾。而实施远程的攻击，目前看来有4个途径。第一个途径是采用战略轰炸机，如老美的B-2，老毛子的图-160，这两种飞机航程均超过了1万公里。但是中国短期内拥有似乎不大可能，自运十下马后，中国在大飞机上已落后世界至少20年，现在重启的轰6-M轰炸机虽然发动机换了，但航程也没有增加多少。
再则就是这种大飞机很难突破敌方的防空系统，生存率是个问题，就连图-160也不具备隐形能力。第二个途径是采用空中加油，这个在中国早已实现，最早的是轰油-6给歼-8D加油，这两种飞机显然已经落后，而当伊尔-78服役时，强大攻击力的海航SU-30MK2在加油后将威力倍增，实际上也在一定程度上满足中国远程打击的需要。第三个途径是中国在研的弹道反舰导弹，这种首端采用惯性制导而末端采用电视制导远程导弹可以攻击几千公里以外的大型水面战舰（也包括航母），比较成功的典型是东风-21C，不过这种武器代价也是相当高的。第四个途径就是航母，由于地球表面大部分是水，因此航母拥有全球的打击能力，而且作战效率高。拥有航母应是我国现阶段当务之急，宜早不宜迟，其实以目前中国的实力，无论是制造还是使用航母，都不会存在无法克服的困难。一些人的偏见和担心致使航母迟迟不能出现，但我相信随着我国航母的服役，这此都将会成为过去的。
