您見過最大的彈弓是什麼樣子的？大到可以把飛機彈到空中都不是事
彈弓小時候都玩過吧，一個樹杈和兩條橡皮筋就能讓你成為百步穿楊的神射手，一神杈在手就有種天下我有的感覺。為了尋找一個好的樹杈子，都不知道霍霍了多少棵小樹苗。為了一樹杈都尚且如此，如果得到一個能把飛機彈射到空中的“樹杈”，那得讓多少人痴迷了。
那飛機和彈弓有什麼關係呢？這就要從飛機的發明說起，自從飛機誕生以來就極大地擴大了人類的視野，站得到看得遠，飛機可以在高空中俯瞰大地，於是很快就被加入了“找人”工具了，特別在茫茫大海里面真好用。
當鐵甲艦越造越大，船上搭載的火炮射程也越來越遠了，如果能夠儘早發現對方，就能先發制人摧毀對方儲存自己，於是早期的艦艇都會搭載一些水上飛機用作偵察、搜救、運輸和校對火力。可是艦上的水上飛機起降都是麻煩事，只能透過吊臂把飛機放到海面上，再由飛機自主起降，這樣效率太低了影響出勤的效率。
那麼有什麼法子可以讓水上飛機起降效率更高呢？有人說那就讓飛機直接在船上起飛吧，於是便有人造出了將飛機彈到空中的“彈弓”-彈射器。
水上飛機彈射器的出現便迅速風靡全球，就連一些商船都安裝了。水上飛機彈射器最初主要是以壓縮空氣為動力的，透過對空氣的壓縮，當空氣儲存罐體內達到一定的壓力後，開啟相對應閥門釋放氣體推動活塞牽引鋼索將飛機彈射起飛。但是限於當時科技水平，壓縮空氣的加壓和儲存都是難題，很快就被更方便的火藥彈射器取代了。
火藥彈射器傑出的代表是漂亮國的P6型彈射器，它可以將3噸多的飛機在十幾米的距離內加速到112。97公里每小時，這樣很快就被推廣到各種艦艇上了。火藥彈射器的結構就比較簡單，無需複雜的管線和密封閥門，因此體積可以做得比較緊湊，僅需把火藥放到藥筒內，然後關閉閂門擊發火藥，火藥點燃就能產生高壓的燃氣，從而推動活塞牽引滑車將飛機彈射出去。
可惜，水上飛機卻很快就迎來了沒落時代，因為它遇到了強大的對手，飛得更快更遠的飛機上艦了，可以在船上實現起降了，終於迎來了航母時代。但是作為水上飛機配套的彈射器卻迎來了第二春，在航母上大放光彩。那怎麼回事呢？
航母的噸位越來越大，但是飛機“生長”的塊頭卻更大了，為了追求更遠的航程更高的速度和更大的載重量，縱使那時候的航母飛行甲板長度已經超過了百米，但還是遠遠不能滿足艦載機的需求了。那麼讓艦載機獲得更高的起飛速度呢，這樣航母有限的甲板就能起飛更大的飛機了，於是有人就把之前水上飛機彈射器加以改進搬到航母上了。
早在1922年在“蘭利”號航母上就安裝了一臺壓縮空氣彈射器，但是當時的飛機起飛滑跑距離短，在航母的甲板上就能輕易起飛，這種彈射器在航母上的表現並不突出，而且可靠性和可維護性表現不佳，沒用幾年就被拆除了。
1927年在“列剋星敦”號航母上還安裝過飛輪彈射器，同樣是效能不佳彈射效率低，所以很快也被拆除了。飛輪彈射器的原理就是透過牽引電機給巨大的慣性飛輪加速轉動儲能，當飛輪達到彈射飛機需要的能量，離合器就會透過鋼纜牽引飛機加速彈射起飛。
時代在發展，飛機也在發展，變得越來越胖了，這樣就很難憑著自己的小風扇在航母甲板上起飛了，必須在航母上裝一把”大彈弓“了。在1934年日不落帝國研製出了液壓彈射器，更強的彈射能力可以滿足更重的飛機在航母短小的甲板起飛，很快就被推廣到各種航母上了，特別是在漂亮國的航母上發揚光大。液壓彈射器和壓縮空氣彈射器相似，但是介質由空氣換成了液壓油。液壓彈射器的優勢很明顯，從初期的MK2型彈射器4噸的彈射能力，到後來的MK8型就已經達到7噸的彈射能力了。
但是當艦載機升級成噴氣式的時候，飛機的重量和體積大大增加了，液壓彈射器也力不從心了，需要研發更強的彈射器了。早期的輪船基本都是以蒸汽輪機為動力裝置的，既然蒸汽能推動萬噸巨輪，那麼用來彈射幾十噸的飛機自然不在話下，於是就有人折騰起了蒸汽彈射器，還真研製成功了，到現在還是最成熟最成功的彈射器。
蒸汽彈射器的原理其實並不複雜，就是用鍋爐把水燒開產生大量的水蒸氣，水蒸氣推動活塞牽引飛機起飛。蒸汽彈射器看似簡單的東西，但最後真正能研發成功的國家不超過3個。這個技術難點在哪裡呢？前提是你最少要有一艘航母，這就淘汰了至少九成的國家了。另外蒸汽彈射器開槽式活塞滑軌的設計和製造絕對是難上加難，這既要為飛機的彈射提供巨大的牽引力，又要保證蒸汽不能洩露保持良好的密封性，這注定不簡單了。
最早的蒸汽彈射器固定牽引飛機的方式很有意思，一開始採用拖索彈射的方式進行彈射，工作人員先把鋼索兩頭分別固定在飛機兩側，然後鋼索的中端對摺掛在滑軌的滑塊上，再用一根索引釋放杆把其尾部與彈射器後端固定住。彈射時猛力前衝的滑塊拉斷索引釋放杆上的定力拉斷栓，牽著飛機沿軌道迅速加速，在軌道末端把飛機彈射起飛拋離甲板，拖索從飛機上脫落，滑塊返回彈射器起點。
那飛機彈射起飛後那些鋼索怎麼辦，就直接扔在海里面嗎？當然不會這麼浪費啦，這些鋼索還能重複使用了，肯定會想辦法回收的。於是我們就能見到一些航母甲板的前端會長出幾個“觸角”，這是彈射器回收角。彈射器回收角主要的作用是架起一個網，飛機彈射起飛後，由於鋼索的重量比較大，不會飛出到很遠的地方，只需在甲板千噸修個帶有坡度的架子撐起網，鋼索就會順著回收角的坡道就會掉到網裡了。
但是拖索彈射也是很麻煩，首先掛載鋼索需要大量的人員操作，另外鋼索對摺連線飛機上的兩個點的操作要求十分精準，否則在彈射的過程中容易出現受力不平衡有不可控側翻的風險。因此漂亮國就在飛機的著陸架前輪安裝了彈射杆，僅需把彈射杆掛在滑塊上即可彈射，無需大量的人手和精準的操作。
目前安裝最多的蒸汽彈射器是漂亮國的C-13系列彈射器，其中最強悍的是C-13-2型，其中滑軌長99。12米，動力衝程93。64米，輸出動能134兆焦，最大過載大於5G，彈射週期45秒，再彈週期60秒，強悍的效能可以將30噸的F/A-18E/F“咆哮者”艦載機在無風的條件下以最低305千米/小時的速度彈射升空。
儘管蒸汽彈射器彈射的效能不俗，但是燒開水還是需要不少燃料和淡水，燃料把水燒開變成水蒸氣，蒸汽推動活塞做功再牽引飛機彈射起飛中間需要多次能量轉換，能量會有不少的損耗，再加上在大海中淡水是非常寶貴的資源，每次彈射都要消耗大量的淡水，多次彈射後蒸汽就會壓力不足，需要一定時間後補充才能繼續彈射。加上蒸汽彈射器系統體積龐大，管線比較複雜，製造和維護的成本都非常高，人們又開始研製新的彈射器了。現在蒸汽彈射器大的替代方案有了，那就是電磁彈射器。
電磁彈射器的基礎原理是電磁感應現象，根據這個現象我們製造出很多熟知的產品了，比如磁懸浮列車。電磁彈射器的原理是直線感應電機的固定部分通上電後，產生交變磁場，這種磁場在直線感應電機的運動部分產生感應，使運動部分變為有感應電流的導體，處於交變磁場的運動部分就會受到的作用向前運動。
電磁彈射器的優點是結構簡單，大大減輕了體積和重量；反應速度快，彈射後複用時間短，彈射效率高；結構簡單，維護成本低廉；彈射加速均勻，對飛機和飛行員衝擊小，能夠減少對人員和裝備的損害；彈射力度可控，可以根據不同飛機的大小調整彈射的力度，滿足各種飛機起飛的要求。基於這些優點，漂亮國新建造的“福特”級航母就用上了電磁彈射器，但是他們的這套電磁彈射器上艦後問題不斷，至今還沒有整利索。
“福特”號的電磁彈射器在安裝之後曾發生多次重大故障，導致遲遲未能形成戰鬥力。福特號於2017年7月22日正式服役，直到2022年4月5日才宣佈了這艘航母達到初始作戰能力。主要原因是“福特”號的供電與儲能系統用的是中壓交流供電系統，這套系統執行的工作特點是充電時交流轉直流，放電時直流轉交流，在轉換過程中容易出現故障，而且儲能和轉換系統四套彈射器共用，當一個彈射器出現問題時，只能四套彈射器全部停用待修。看來新技術的革新是需要付出點代價。
有一個不得不提的，在彈射器領域我們實現了“彎道超車”，我們從一無所有到最先進的電磁彈射器在003“福建”號航母上安裝一步到位，直接跳過了之前彈射器的發展階段。我們的003“福建”號航母採用的是中壓直流電磁彈射系統，避免了直流交流轉換的麻煩，使用超級電容儲能技術可以靈活分散佈置，能夠做到很好的電氣隔離，大大提高可靠性，在這方面超越了“福特”號航母。
不鳴則已，一鳴驚人。這句話就非常貼切形容我們彈射器的發展歷程，一鳴驚人的背後是無數科技人員的默默付出，他們辛苦研製的“大彈弓”將我們的科技水平彈射到新的高度。
