谈及现代航空母舰的发展，就离不开对美国海军航空母舰的讨论。而作为美国海军航空母舰战力的重要组成部分，航空母舰上的弹射器则是美国海军航空母舰战力的倍增器。因此，今天就为大家梳理下美国海军弹射器的发展史，让读者朋友们对航母弹射器有一个比较清晰的认识。

美国海军使用过的弹射器种类比较多，除了目前还处于高度保密的电磁弹射器，美国海军历史上一共使用过7大类，一共37种型号的弹射器。这些弹射器经历了双翼机时代、单翼机时代和喷气式战斗机时代的演变，在各自的时代环境下为美国海军的舰载机起飞提供了强大的助力。

早期美国海军的弹射器主要安装在战列舰等大型军舰上，用来辅助水上飞机的弹射起飞，为战列舰提供火炮校正和战场侦查等任务。后来随着航空母舰这一舰种的出现，弹射器开始在航空母舰上开始自己的发展之路。

从一战到二战，弹射器从定位不明到不可或缺

在二战中期之前，航空母舰上的弹射器定位比较尴尬，相当部分的航空母舰指挥官并不喜欢在航空母舰上使用弹射器。因为此时的舰载机无论是双翼机还是单翼机，其机身整体重量都比较轻，完全可以凭借较长的滑跑距离来实现起飞。

而在二战中期前，无论是日本海军的航空母舰还是美国海军的航空母舰，在放飞舰载机时都喜欢将舰载机密密麻麻地排放在起飞区域，然后再将航母朝着逆风方向进行行驶。只要甲板风速能够超过20节，那么舰载机仅需要85米左右的滑跑距离就能够起飞，30秒左右就能够放飞一架舰载机，而且先行起飞的舰载机不需要在空中等待太长时间，有利于减少飞行编队在空中的整队时间。

虽然此时的蒸汽弹射器平均只需要20秒钟就能够弹射一架舰载机，但是考虑到蒸汽弹射器在弹射完一架舰载机之后不能马上再弹射另一架舰载机，还需要回收并挂上下一架舰载机，实际上弹射器的舰载机投送效率是不如第一种整体放飞方式的。

美国海军后来坚持在航空母舰上使用弹射器，是因为在二战中后期这段时间中，舰载机的整体重量越来越大，诸如鱼雷机等高挂载量的舰载机如果采用纯粹的滑跑起飞方式，需要更长的飞行甲板。而且在实际的战斗中，航母并不能够总是获得足够的甲板风，因此美国海军最终决定将弹射器作为标准装备安装到航空母舰上。

第一代弹射器——A系列气动转盘式弹射器

气动转盘式弹射器的基本原理和古代的投石机原理是一样的，即通过重力下坠时产生的加速度将飞机弹射出去。当然，在摇摆不停的军舰上是没办法像投石机那样建造巨大的支架的，因此最终采用高压气体和转盘的配合来实现弹射器的工作。

其工作流程是：利用高压气缸中压缩空气膨胀时的力量带动斜盘，然后斜盘推动转盘的转动，而转盘则通过调整与弹射车之间的张索长度，最终产生不同的加速度将舰载机弹射出去。

A系列弹射器总共有从MK1到MK4几个型号，最开始的MK1型弹射器弹射行程为20米，推力只有1590千克。而A系列弹射器的终极型号MK4型，其推力则达到了2860千克，能够为舰载机提供53节的末速度。

不过高压气体的做功始终有其上限，A系列MK4型弹射器已经基本上达到了气动转盘式弹射器的性能极限，美国海军不得不开始考虑发展下一代的弹射器。

第二代弹射器——P系列火药转盘式弹射器

P系列弹射器是对A系列蒸汽转盘式弹射器的发展，主要是使用火药爆燃取代压缩空气做功，以此突破气动式弹射器的性能上限。

P系列火药转盘式弹射器的研制难点在于如何控制火药的爆燃速度，如果火药的爆燃速度太快，舰载机的重量又太轻，那么飞行员在瞬间就会承受一个非常大的加速度，可能会形成致命伤害。后来通过调整发射药的数量，同时增加转盘的质量实现了对弹射速度的控制。

不过火药式弹射器在完成一次工作后，需要排出火药废气，加上大量火药发射药堆叠在一起容易造成安全隐患，因此主要在战列舰上进行使用。在珍珠港事件爆发前，美国海军的主要战列舰基本上都安装上了不同型号的P系列转盘式弹射器。

第三代弹射器——F系列惯性飞轮弹射器

F系列惯性飞轮弹射器是使用较少，30年代初期的“列克星敦”号航母就是使用这种弹射装置。原理也比较简单。就是在甲板下方设置有一个顺时针旋转的飞轮，这个飞轮的最高转速可以达到3000转每分钟，而让飞机弹射的力量则通过缠绕在轮轴上的缆绳来进行传递。

如果此时需要弹射质量较小的舰载机，那么就通过改变多块摩擦片与飞轮的接触面积，通过摩擦让飞轮的转速降下来。

根据美军的实验，弹射一架舰载机只会让飞轮丧失1000转/分钟的转速，这样就解决了此前未能够解决的能量储存密度的问题，只要飞轮保持一直保持高速旋转状态，就能够不停的弹射舰载机。

F系列惯性飞轮弹射器之所以没有进行实装，在于其惯性飞轮的规格、重量都比较大。在实际使用中，会对航母的稳定性造成影响。此外，惯性飞轮只能够通过摩擦片来实现降速，这种机械磨损使整套弹射系统的磨损速度更快。

第四代弹射器——H系列液压机械式弹射器

从H系列液压机械式弹射器开始，美国海军的弹射器开始走向了大型化的发展道路。液压机械式弹射器的工作原理就是用大活塞向小活塞传递速度加倍的原理，然后再用高加压设备拉动滑车，进一步提升活塞的运行速度。

液压机械式弹射器最大的优点就是弹射力量更大，在11.3米的距离上，就能够将2.5吨重的物体加速到39节的末端速度。此外，机械液压式弹射器还具备更强的自动复位能力，弹射频率更高。

H系列的MK2型在太平洋战争开战之初就安装到了美国海军的“约克城”和“黄蜂”号航空母舰上，反馈良好。而H系列的MK4型则被安装到了二战后期的“埃塞克斯”级航空母舰上，属于“埃塞克斯”级航母的专用弹射器，能够将7.3吨的物体在31.7米的距离上加速到78.3节，是二战时性能最好的弹射器。

液压机械式弹射器最大的问题是各种机械结构之间因加速、摩擦损失的能量较多，如果要进一步弹射更重的物体，比如喷气式舰载机，那么只能够加大弹射的距离，最终影响整个航母甲板的舰载机投送效率。

第五代弹射器——J系列喷气式轻型弹射器

J系列喷气式轻型弹射器是由英国开发的，不过后来美国获得了该弹射器的发明专利。该系列弹射器工作原理类似于火箭助推发射，差别是推进设备固定在两个滑轨上，而不是舰载机上。

该系列弹射器主要装备给护航航母和武装商船进行使用，主要用来支持商船队的反潜和巡逻警戒任务。因为J系列弹射器主要使用高压气罐或者火药燃气作为推动力，因此效率低下且有大量的热喷流，所以没有得到进一步的发展。

第六代弹射器——M系列蒸汽燃气弹射器

M系列蒸汽燃气弹射器属于一款专门用来进行零长弹射的弹射器，主要用于在短距离上弹射轻型战斗机，用来拦截敌方的战斗机或者低速巡航导弹。

M系列弹射器的原理简单，就是用火药燃烧时的高温加热布置在弹射器中的水，然后通过活塞加压的方式形成巨大的推力。弹射速度较短，而且弹射加力比较均匀。不过M系列弹射器结构复杂，套筒为双层，发射药和水袋同时布置在套筒内，点燃火药后，活塞挤破水袋，并将水从外层套筒喷射到里层中，再由火药燃气加温形成蒸汽。

M系列弹射器因为战争结束而提前终结，因为发射距离短，后来被美国海军转移到弹道导弹核潜艇上作为潜射弹道导弹的发射器，也算是发挥了自己的作用。

第七代弹射器——C系列开槽气缸弹射器

C系列弹射器到目前仍然在美国海军航空母舰上使用，“尼米兹”级核动力航母上使用的就是C-13系列蒸汽弹射器。开槽气缸弹射器原理来源于早期的往复式蒸汽活塞发动机技术，只是对开槽漏气问题和密封性问题的处理要求很高。因此，即使是英国明白其原理，但是如果需要蒸汽弹射器，还是需要从美国这边进行购买。

以C-13弹射器为例，其弹射槽下方安装有两个用来弹射的高温高压蒸汽储压罐和一个用来复位的储气罐，弹射的力度的大小则通过阀门开关控制高温蒸汽量的大小来实现，而弹射器末端的冲角减速停止则通过弹射槽头部的水槽来实现。

开槽气缸蒸汽弹射器的好处就是弹射能力强，且能够根据舰载机重量的不同灵活调整弹射力量。不过因为调用了航母的主动力蒸汽作为动力来源，在连续弹射后会导致航母的动力损失严重，航母的航速会下降。“尼米兹”级核动力航母在连续弹射8架舰载机后，动力就直接减少了32%。

此外，高温高压蒸汽罐也是一个巨大的安全隐患。在战时情况下，体积巨大的储气罐和相关蒸汽传输管道只要有任意一处被损坏，就可能导致整部弹射器无法进行工作。此外，因为配属的模块众多，导致维护人员庞大，“尼米兹”级航母为C-13弹射器配备的服务人员就有500多人。

结语

美国海军的弹射器从压缩动力、火药燃气到最后的蒸汽推动，不仅是技术的进步的结果，同时也在实际使用中印证其效用。而相比于舰载机投送能力更弱的英国航母和采用滑跃起飞的苏联航母，美国航母强大的战斗力更证明了弹射器对于一艘现代航空母舰的重要性。