航母用的蒸汽弹射器早在上世纪50年代就上舰，为何过去70年仍只有美国有这个技术？
众所周知，惯性是物体的一种固有属性，惯性可以为人类带来有利的一面，也可能带来不好的一面，例如我们想要舰载机在航母上快速起飞和安全降落，但由于惯性的存在以及航母甲板上的降落跑道长度有限，我们不得不为航母配置两样东西：蒸气弹射装置和阻拦索。
飞机的起飞的原理是利用高速度下飞机翅膀上下的压力差，根据伯努利方程，速度越快，产生的差压也就越大，想要在有限的甲板上获得起飞速度，除了滑跃起飞，最好是“助推”一把，这就是弹射起飞。
图释：蒸气弹射器原理图
弹射起飞的历史悠久，从1911年的压空弹射器到后来的液压弹射器，再到1951年提出的蒸气弹射器，再到目前的电磁弹射器，弹射器已经经过了100多年的发展。但是这个技术只有美国成熟，这是为什么？
首先蒸气弹射的原理并不复杂，就是利用高压蒸气推动活塞，由活塞带动飞机，短距离内（45-80米）可以将飞机拉到每小时250千米的速度，接着活塞由归位机归位后，进行第二次助推弹射，每个弹射器每分钟至少可弹射一架飞机。
难点之一在于高压气缸制造以及安装，其实任何高压设备的制造都是技术难点，正弹射器由两条平行的圆筒气缸，每个气缸长度约45米至80米，一次锻造这么长的高压气缸是无法完成的，需要多段组合而成，将多段气缸无缝组合起来，做到完全对中，又是很难的工艺。
难点之二，高压力下的密封问题，我国核电站压力容器使用的密封垫圈之前主要依靠进口，因为高压下的密封一直是工程难点。弹射器的活塞工作在高温高压环境中，还要经过数万次的加压泄压，循环工作，在这样的工作环境下，密封是一大技术突破点。
难点之三，配套设置需消耗巨大能量，已经公开的资料表明一个弹射器弹射一次需要消耗0.7吨淡水。海水淡化装置，淡水加热装置、蒸汽锅炉等都需要大量能源，这些对于普通动力航母是个挑战，蒸气弹射更适合核动力航母。
今天的科普就到这里了，更多科普欢迎关注本号！
蒸汽弹射器结构很简单远没有现在的汽车自动变速箱复杂，可加工难度和装配工艺能用屌炸天形容，材料上有个密封钢带不好造。
大致难点有以下几个：
一：汽缸，打气筒的筒子是一个○型的钢管，弹射器却是一个又大又长的C型不封口钢套，冶金上要求钢套具有较高硬度，高压蒸汽进入后不能有大的形变。那么，它在加工时得保持内壁和开口处保持非常高的精度，否则活塞运动不畅、密封失败跑汽。人们连加工用的机床人们还没见过呢，别说造了。
二、装配，我们的国产车早先就是配件进口自己组装，后来慢慢消化大多数零件国产化后再降低成本。可就是原厂件组装也达不到原装车的质量水平，问题出在装配上。光配件精度高没用，如果装配不行仍然会出现大工差，总长70多米的分段拼装一起，要跟整体的一样才行，可见装配难度有多大。
三、密封，正因为它没封口，得在早滑动过程中边运动边密封，普通橡胶方法不行，高压下会在开口处挤压变形，得用钢制密封件，那么问题来了，即保护缸内壁又得密封效果好，还得耐磨损，问题又回到材料问题上了。
另外，储汽罐也有点难度，但对今天的中国问题不大，基本可以忽略不计。
上世纪五十年代正是螺旋桨飞机过度到喷气机的时代，英国帅先研发成功弹射喷气机的蒸汽弹射器，美国很快引进。随着舰载机朝重量级方面发展，为拓展全球战略，美国依仗领先全球的技术，不断提升蒸汽弹射器的功率，相对英国的战略收缩，大型航母全部退役，最终全面摈弃了弹射器。蒸汽弹射器的原理各国都知道，但加工的才料和工艺要求很高，这两项技术不过关，生产出来的产品就不能应对恶劣的战场环境，关键时刻掉链子，这也就是只有美国才能加工生产装备的原因。
目前除美法等少数国家的航母装备了蒸汽弹射器外，其他国家都没有使用。蒸汽弹射器产生至今已有七十年。 ，那为何只有美国将其应用到了航母上呢？
（蒸汽弹射器弹射舰载机）
这个问题可以从以下几个方面来回答。首先要明白蒸汽弹射器的原理是什么。简单说，蒸汽弹射就像弹弓一样将飞机从航母上弹射出去，使飞机快速达到飞行速度。蒸汽弹射器主要借助蒸汽作为动力，通过一个大型蒸汽汽缸和一个蒸汽控制系统，将储存的高压蒸汽一次性释放的能量转化为战机的动能。受飞机结构的限制，弹射器不得不要有足够的功率，还要将其的功率控制在可接受的范围。
（蒸汽弹射器原理示意图）
这里面牵扯着结构力学，材料力学，动力系统设计，功率控制等一系列技术问题。例如，储存蒸汽的气缸对钢材的硬度和加工精度要求。密封材料既要保护钢材内壁，又要耐磨，同时还要保证密封性能好，这对材料提出了极高的要求。甚高，因为它们稍微稍稍一点就会影响密封性以及活塞的运动。正因如此，没有点技术能力的国家肯定玩不了。
（美军维护中的弹射器组件）
其中，蒸汽弹射器对航母体积也有要求，太小的航母无法安装。蒸汽弹射器包括轨道，气缸，传动系统，海水净化及蒸汽发生装置和控制系统，这需要体积非常大的体积，航母太小肯定装不下。而且，蒸汽弹射器对航母动力也有要求，航母不再要产生蒸汽，还要满足航母航行以及舰载机起降时的航速要求。因此，蒸汽弹射器主要安装在大中型航母上，最好是核动力航母。
（弹射过程中需要耗费大量的蒸汽）
（蒸汽弹射器需要占用的空间很大）
此外，蒸汽弹射器也反映了国家的实力。对于追求强大的航母作战能力的国家，蒸汽弹射器肯定是首选，因为它可以极大地降低舰载机起降损耗，提高舰载机的性能。基于这点，美国海军航母全部使用了弹射器，而且福特级还安装了最新的电磁弹射器。英国在二战后因为国力下降，无力维持大型航母，所以选择了滑跃/垂直起降航母。是采用滑跃飞行的中型航母，虽然苏联也曾设计了采用弹射器的乌里扬诺夫斯克号航母，但由于苏联的解体，最后一步计划只能无果而终。弹射器也能从反射看出了国力的强盛与否，也反映了航母制造能力的高低。
（英国海军滑跃/垂直起降式的伊丽莎白女王级航母）
（俄罗斯海军的滑跃式航母库兹涅佐夫号）
（乌里扬诺夫斯克号航母图纸）
最后，蒸汽弹射器虽然很好用，但是它的花费也有点让人“心疼”。甚至不考虑制定费用，单单是全寿命保养维护费用也达到了数十亿美金。当初法国戴高乐号航母就因为成本问题，而选择从美国进口蒸汽弹射器。
（法国海军的戴高乐号航母）
美国作为其中的杰出佼佼者，在数十年的发展和使用过程中积累了丰富的经验，所以到现在看起来好像只有美国有这个技术。
（装备蒸汽弹射器的美国尼米兹级航母）
（装备电磁弹射器的美国福特级航母）
