目前有装备蒸汽弹射的航母只有美国的“尼米兹”和法国的“戴高乐”，那么“尼米兹”和“戴高乐”有没有什么共同点？她们都是核动力航母，而我们的辽宁舰和002国产航母、英国的“伊丽莎白女王级”航母，以及俄罗斯的“库舰”，都是常规动力航母，且都没有装备蒸汽弹系统射，而是采用了滑跃起飞的方式，所以我们可以粗略地下一个定义：想要装备蒸汽弹射器，首先得有核动力航母（不是一定，因为使用常规动力的“小鹰级”航母上面也有蒸汽弹射器）。
▲蒸汽弹射内部
为什么这么说？有两点，首先是装一个蒸汽弹射器需要占去航母内部大量的空间，而相对来讲，核动力航母对内空间的利用率要明显高于常规动力航母，常规动力航母因为需要携带大量的燃油，所以单是动力系统就要占据很大一部分的内部空间，这样一来，再装个蒸汽弹射器对于常规动力航母来说可能就有点勉强了；其次是淡水的问题，蒸汽弹射，顾名思义，需要大量的蒸汽能量来作为弹射动力，而蒸汽哪里来？把水用锅炉烧开就有蒸汽了，而这个水又是淡水，所以，蒸汽弹射需要消耗大量的淡水资源，举个例子，早期“小鹰级”常规动力航母上的C13型蒸汽弹射器，每弹射一次就需要消耗大概625公斤的蒸汽和1吨左右的缓冲淡水，多次弹射后会对航母的动力产生一定影响。
▲正在测试的蒸汽弹射系统
不过，虽然航母的淡水供应能力主要是跟蒸馏设备有关，比如常规的“小鹰级”航母上有6个蒸馏器，日产淡水量达到了1500多吨，而核动力的“尼米兹”航母上面有4个蒸馏器，每天的淡水产量也是1500吨左右，两者的淡水产量是差不多，但是常规动力毕竟是烧油的，燃料就那么多，淡化海水用掉一部分能量，那么其他地方需要的能量就相应会少一点，因此，跟理论上“能量无限”核动力航母相比，常规动力航母在有选择的情况下，选择滑跃式起飞或许比蒸汽弹射更加合适，而且蒸气弹射器的造价本身就非常昂贵，设计、制造和安装的技术难度很复杂，日常的保养维护成本又很高，因此也不是哪个国家都能用得起的。
武器装备不是单单看性能，还要看成本，性价比最高才是合适的，所以，成本和性价比也是除技术条件外对蒸汽弹射系统的一个限制，因为曾经拥有蒸汽弹射技术的国家有三个，分别是美英苏，美国的是C-13型，英国的是BS5型，苏联的则是mayak型，到现在就只有美国的C-13还在服役了，苏联的mayak型则是因为随着苏联的解体，“乌里杨诺夫斯克号”航母也随之被停工拆解，所以这个弹射系统也就跟着夭折了，而今天的俄罗斯连造一艘想要的水面舰艇都难，就别说玩蒸汽弹射了。至于英国，则应该是考虑到了成本的问题，简单点说就是没钱，如果有钱的话，还不如让“伊丽莎白女王级”航母的2号舰早点下水服役，搞什么蒸汽弹射？滑跃式起飞不好么？
▲“戴高乐”航母上的蒸汽弹射系统
法国也一样，技术是一方面，另一个原因也是成本，法国本来就是跟着美国混的，不愁买不到这玩意，而且直接购买的成本明显要少于自己从零开始研发，美国和法国之间也没有直接的利益冲突，美国海军和法国海军之间同样也不是敌对状态，所以，既然买更省钱的话，为什么还要花更多的精力去搞研发呢？再说了，在蒸汽弹射这方面，美国已经玩出花了，蒸汽弹射技术的巅峰就掌握在美国的手里，其他国家就算研制出来了，那也将会处于一种“装备即落后”的尴尬境地，有这个功夫，还不如多花点心思在电磁弹射上面，电磁弹射才是未来航母弹射技术的主流，想要实现弯道超车，蒸汽弹射是没戏的了，电磁弹射才有可能。因此，这就是为什么今天只有美国才有蒸汽弹射的原因，有相关技术储备的没钱，有钱的心思又不在这里，人家需要的是电磁弹射。
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！