蒸汽喷射技术是绝密的,它被认为是美国唯一的酷技术吗?它真的那么完美吗?

日期:2019-10-07 18:13:08 来源:普利财经网

与第二次世界大战后欧美现代航空母舰相比,第二次世界大战期间航空母舰发生了很大的变化,即喷射器的大规模使用,主要原因是喷气式飞机的出现和主流。由于现代舰载飞机重量的大幅度增加,传统的独立起飞和原有的简单弹射设备已不足以满足重型舰载飞机的需要,因此蒸汽喷射应运而生。

蒸汽喷射器的内部

1951年,英国海军柯林米切尔首先提出将汽轮机与航空母舰弹射器连接起来,然后发明并改进为今天航空母舰使用的蒸汽喷射器。虽然目前只有美国和英国掌握蒸汽喷射制造技术,但从目前国内航空母舰技术的发展进展来看,中国也自主研制了航空母舰蒸汽喷射器,这是中国技术的一大飞跃。

航空母舰的每一个蒸汽喷射器都装有一对平行的活塞缸,由航空母舰上反应堆产生的大量高压蒸汽驱动。起飞前,活塞顶部通过穿梭机与舰载机相连,并用一根坚固的杆固定在夹子上。

戴高乐号航空母舰上的技术人员正在安装蒸汽喷射器

当航空母舰接到飞机起飞指示时,汽缸阀将被打开,使大量高压蒸汽迅速注入装置的内缸,活塞拉出产生巨大推力后,夹子将立即释放,让蒸汽喷射器启动,并让飞机迅速起飞。汽缸阀的开启时间受到严格限制,以确保下一次蒸汽喷射能够迅速待命,一旦飞机离开航空母舰,汽缸将立即关闭。

由于更先进、更复杂的电磁喷射系统仍在测试中,美国海军估计改进和优化的蒸汽喷射将持续到2050年左右。

航空母舰上的蒸汽喷射器有两种喷射方式,一种是前轮牵引射,另一种是拖曳引射。一般来说,现役航空母舰不经常使用拖射。绝大多数带有蒸汽喷射器的现役航空母舰,包括美国和英国,都使用前轮牵引射。这种引射方式的优点是可以比拖曳引射节省更多的人力,弹射时间短,效率高,安全性高,操作简单,主要方法是将飞机前轮引射杆直接安装在甲板上引射器的滑块上,通过引射来达到舰载机的加速效果。

但是,蒸汽喷射的缺点也很明显,就是太贵了。此外,蒸汽喷射器的设计和安装技术极其复杂,日常的维修保养也非常费时费力,成本很大。此外,蒸汽弹射器还需要占用航空母舰大量的淡水资源。美国曾经想为蒸汽分离器安装蒸汽冷凝回收装置,但由于工程数量巨大,冷凝回收装置体积大,效率低,后来被美国技术人员拒绝。

以退役的美国鹰级常规动力航空母舰C/13弹射器为例,每次弹射需消耗625公斤淡水资源和约1吨缓冲淡水。一旦航空母舰以每分钟一架飞机的速度紧急弹射起飞,七、八架航空母舰连续弹射,航空母舰的锅炉将因压力过大而损失20%的效率,航空母舰的功率将下降32%。相应的速度将下降整整8节。即使没有限制核动力航空母舰的动力,淡水消耗的巨大问题也无法解决,因此蒸汽喷射装置也不是完美无缺的。电磁喷射器解决了上述问题。

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