文档介绍：微观航母之弹射器杂谈
蒸汽弹射器的重要部件
作为弹射器系统的主体，2个近100米长的c型开缝汽缸平行排列着，弹射器的活塞正是通过汽缸上方的开缝推动甲板上的弹射滑块（亦称“弹射梭”、“往复车”，Catapult Shuttle），进而带动舰载机加速起飞。所以对于弹射器系统的这组汽缸而言，尤为关键的技术就是如何解决汽缸开缝带来的缸体强度、刚度的不足与高温高压蒸汽的密封问题。
为克服汽缸上面开口后严重削弱缸体结构的强度与刚度的问题，汽缸的内孔与外圆设计成偏心布局，形成开口一侧较厚的结构，以增加开口处的强度和刚度。但工作时汽缸里面充满高压蒸汽，平均压力可达到15个大气压，在蒸汽压力的作用下，汽缸开口会略微张开。为了限制张开的幅度，确保汽缸安全，在其外面还需要加一道约束，也就是汽缸盖板。同时，汽缸盖板与金属制密封条配合，又解决了汽缸开缝处的密封性问题。这种结构设计，最早见于现代蒸汽弹射器基本构型的奠基人科林?米切尔（Colin Mitche），622专利中。
汽缸盖板是，长条状、截面呈J字型的弯钩状盖板，一端铰接在汽缸开槽一侧的边条上，并嵌住该侧汽缸开槽的凸缘，挂钩状的另一端则钩住汽缸开槽另一侧的凸缘，同时也压住密封条。密封条是一根细长、扁平的矩形金属带，两端分别固定在汽缸的前后两端，通过张紧机构拉直，正好堵在汽缸开槽两端的凸缘之间。汽缸盖板与汽缸开槽将密封条夹持住，使密封条不致在蒸汽压力下被挤出汽缸开槽缝隙。在高压蒸汽压力作用下，汽缸开槽会略微向外张开，而钩在汽缸开槽两侧凸缘上的汽缸盖板，在
“钳住”汽缸开槽限制其张开幅度的同时，又能从两侧夹紧密封条，阻止蒸汽从汽缸开槽泄漏。在汽缸内的活塞运动过程中，密封条会被支起顶开，在活塞离开之后，密封条又回到原本的位置。这样活塞柄连接的弹射滑块在沿着汽缸开槽移动的同时，不会造成太多的蒸汽泄漏，保证了汽缸的密封性。
作为弹射器的“动力源”，蒸汽系统由湿式蓄压罐、弹射器沟槽预热系统、蒸汽灭火系统，以及相关的各类阀门与蒸汽管路组成。蒸汽弹射器的能量（也就是“蒸汽”）既可来自航母的蒸汽轮机动力系统，也能由专用的锅炉来提供，但不论是哪种情况，这些蒸汽都需要先存储在蓄压罐中。这是因为，燃气轮机或专用锅炉的功率并不能一直处于最大状态，而且即便是最大功率也满足不了弹射器瞬间所需的能量要求。所以，蒸汽弹射器系统通过蓄压罐，将稳定持续输出的高温高压蒸汽在弹射作业时快速释放，从而变成瞬间功率强劲的弹射能量。
这种“湿式蓄压罐”，顾名思义除了贮存着高温高压饱和蒸汽外，还有液态水。液态水通常占罐体总容积的18%，在弹射作业中随着蓄压罐内蒸汽压强的降低而迅速蒸发，以减缓高压蒸汽压强的下降速率。为维持必要的压力梯度，蓄压罐内的蒸汽不可能全部用完。为了在较长时间内保持罐内蒸汽应有的温度和压强，蓄压罐本身还要有电加热保温装置。
美国航母上的C-13-2型弹射器，每次弹射作业要消耗600多千克的高压蒸汽，湿式蓄压罐内储备的蒸汽可满足2次全功率弹射或4次80%功率弹射的需要。调度蒸汽容量、保持蓄压罐的最佳状态也就成了航母战备的一个重要而繁重的工作。贮存着数吨高温高压饱和蒸汽的蓄压罐自然也是大吨位的大型压力容器。C-13-2弹射器排除附属蒸汽管道后净重486吨，。同时，在每部C-13-、功率选择阀门，以及变速率蒸汽注入阀相连接。
功率选择阀门可根据舰载机类型与起飞重量，在一定限度内调节蓄压罐与汽缸之间的最大蒸汽流量。而变速率蒸汽注入阀的作用则更是非同小可。试想，若弹射作业时只是简单地将蓄压罐内蓄积的高压蒸汽开闸放出直通弹射汽缸，蒸汽势必会如脱缰野马般不受控制，不仅会因蓄压罐和弹射汽缸内蒸汽的同时膨胀、做功效率低，且在弹射行程的最初阶段还会因汽缸活塞受力载荷过大，使舰载机结构和飞行员身体所能承受的过载超过极限，从而发生危险。变速率蒸汽注入阀的作用正是给高压蒸汽套上了
“缰绳”。
基于蒸汽膨胀规律、蓄压罐内温度和压强，以及弹射器的负荷重量，变速率蒸汽注入阀在液压系统驱动下，可快速精准地调节阀芯通流面积，控制蒸汽流量从小到大注入，有效地降低峰值过载，提高弹射功率。仍以C-13-2型蒸汽弹射器来看，得益于对蒸汽注入的高效控制，其弹射时的加速度峰值控制在了平均加速度的125%，极限过载不超过5g。也正是由于没有响应速度更快、流量率变化范围更大的变速率蒸汽注入阀的出现，所以C-13-2型蒸汽弹射器的功率已接近目前蒸汽弹射器的性能极限。变速率蒸汽注入阀性能的长期停滞不前，成为大功率蒸汽弹射器发展的真正技术瓶颈，直接导致C-13-2的最大弹射能量只能在100兆焦