航艦彈射器 有沒有差很多

江南造船廠舉行福建艦下水命名儀式。（新華社）

美國「福特」號（USS Gerald R. Ford，CVN-78）超級航母穿越大西洋的畫面。（美國海軍）

陸媒報導稱，大陸第3艘航空母艦「福建艦」已在進行電磁彈射器的實驗，這意味着中國大陸成了除美國以外，第2個具備電磁彈射系統的國家，其性能必然快速追近美國的航空母艦，值得國人格外留意。很長一段時間，航空母艦彈射器一直是美國的獨門絕活，這也是美國海軍稱霸全球的關鍵技術。

最早的飛機彈射器，可追溯到萊特兄弟時期，當時萊特兄弟對於飛機的升力並沒有把握，所以他們極盡全力在爲飛機減重，甚至連輪子都不安裝了，那麼飛機該如何滑跑？他們發明了一種重力彈射裝置，將飛機固定在一段平直的滑軌上，滑軌上有車安裝飛機，機前方有個鉤子，與滑軌的繩索固定，而繩索的末端是個高臺，高臺上綁着重錘。當飛機要起飛時，飛行員（也就是萊特兄弟其中一人）啓動飛機引擎開足馬力，然後重錘落下、拉動繩子、車載着飛機向前衝刺，飛機順着這股力量，加上引擎的推力而起飛。

之後其他的航空先驅也陸續發明了各種不同原理的彈射器，包括壓縮空氣、火藥動力、液壓動力等等，到了二戰時期，火藥彈射器大量部署在巡洋艦、戰鬥艦的後方甲板，它可以在幾公尺內，就把水上觀測飛機彈射出去。但因爲功率不足，無法應用在大型飛機上。因此那時代的航空母艦，使用的是體積較大的液壓彈射器。

有意思的是，當時航空母艦的彈射器並不是加裝在飛行甲板上，而是安裝在機庫裡，這是因爲螺旋槳戰機所需要的滑跑距離不長，開足馬力就可以升空。爲了更快速的釋放飛機，那麼利用彈射器，就可以把飛機從機庫裡直接發射，多好的設計！但是實戰中卻發現，機庫空間有限，發射飛機過於危險，這使得液壓彈射器使用率很低，反而佔用了機庫空間，因此到二戰後期，多數航空母艦機庫裡的液壓彈射器都拆除了。

到了1950年，戰機進入噴射機時代，飛機變得比以前更重，這使得飛機的滑跑距離愈來愈長，這在陸地機場的影響較小，但是航空母艦的有限空間，無法提供足夠的滑跑距離，要是升力不足就會栽入海中，因此彈射器再一次登上航艦甲板。舊式的液壓彈射器加速度不足，硬要增壓會引發爆炸的風險，美國的液壓彈射器就曾發生管線爆炸造成嚴重死傷。所幸英國人發明了較安全的蒸汽氣彈射器，並應用在英國的航空母艦上，隨後美國也引進了這套技術，才使得美國走向超級航空母艦的地位。現在的10艘尼米茲級航空母艦，使用的C-13型蒸汽彈射器，其技術原理還是源自英國。

雖然蒸汽彈射器性能可靠，但是它需要消耗大量的淡水，而這些淡水又來自於航空母艦的蒸汽鍋爐，用的太頻繁會降低軍艦的動力。以美國小鷹級航空母艦的C-13彈射器爲例，一次彈射就要消耗625公斤的蒸汽和1噸左右的緩衝淡水，這些蒸汽在彈射後就散失到環境，如果航艦以每分鐘1架的速度進行緊急彈射起飛，那麼連續彈射8架飛機之後，航艦的鍋爐蒸汽壓力就會損失20％，整個動力就會損失32％，船速就會下降。雖然改用核動力的尼米茲級有用不完的熱量，但是持續彈射也會造成蒸汽量不足，同樣必須暫停發射以累積蒸汽，因此纔有了更新一代的電磁彈射器。

福特級是美國海軍第1艘使用電磁彈射器的航空母艦，它採用獨特的「飛輪儲能」技術，巨大的飛輪在通電之後，會持續高速轉動，這就相當於儲存電力。當戰機要起飛時，透過飛輪的磁力減速效應來生電，能在極短時間內產生超過121百萬焦耳的能量，快速的帶動滑塊向前推進，而滑塊上方連結着飛機。這套系統每45秒能夠完成一次充電，並可在2到3秒內釋放，比蒸汽彈射器效率高出許多。

電磁彈射的佔用空間也較小，系統重量也較輕，大約只有20噸左右；並且它也可以調整彈射的力量，以因應不同重量飛機所需要的初速度。

雖然電磁彈射器優點這樣多，但是它也差點被埋沒。在福特號測試初期，電磁彈射器屢屢傳出維護間隔時間短，故障率高的消息，使得當時的美國總統川普，還一度下令改回蒸汽彈射器的決策，所幸被美國國防部所阻止。其實新的科技在實用化初期，都難免會遇到故障率高的問題，這時候能做的就是信任工程師，繼續完善新的系統，通常問題都會隨着時間而改善。如今的福特號已完成了第一次海外部署，電磁彈射器的維護間隔時間，已經較蒸汽彈射器來的更好。