上一次，我们讲到了斜角甲板是如何诞生的，其实英国人是走了一段弯路，他们想搞一种柔性甲板，斜角甲板只是对这种柔性甲板的一种辅助措施。但是，很快，英国人就发现，柔性甲板纯属多余，有了斜角甲板，飞机的降落问题基本解决。从此以后，舰载机的起降可以分离开，互不干扰。降落失败可以拉起复飞，舰载机的降落不再是一锤子买卖。
我们发现，现代航母最关键的几项重要技术都是英国人鼓捣出来的，但是吧被美国人发扬光大，美国人马上就把斜角甲板给抄过去了，他们发现这个斜角甲板的效果好得出奇，反正是用过的都说好。这倒不是说美国人想不到类似的点子，而是他们当时的心思根本不在这里。当时美国人获得了大量的德国黑科技，他们就像是进了玩具店的孩子，什么都想要，暂时还在眼花缭乱的阶段。可是德国那些黑科技，有很多都是狗急跳墙的产物，美国人是被绕进去，走了不少冤枉路。
目前，喷气式舰载机的起飞问题还是没解决，因为当时的喷气式舰载机变得越来越重，而且当时的喷气式舰载机的推重比很低。就拿F9F黑豹舰载机来讲，满载起飞，推重比只有0.33左右。推重比是啥啊？不就是加速度嘛，推重比小，就意味着加速缓慢。0.33的推重比，跟现在的喷气客机是差不多的，稍微高点儿有限。你想想客机需要跑多长，才能飞起来。航母甲板上哪有那么长的跑道呢？
没办法，只能靠外力了，比如液压弹射器。弹射器并不是个新东西，很早以前，战列舰上都携带了水上飞机，都需要靠弹射器弹出去，毕竟战列舰上也没有起飞滑跑的跑道。最早用的是机械式弹射器，这东西其实就是个大号弹弓。不过呢，二战时期，大家都不怎么喜欢弹射器，当时螺旋桨战斗机的起降性能也都不错，只有极个别的飞机，因为太重，需要液压弹射器来助一臂之力。日本人甚至会用火箭助推起飞。说实话，火箭助推是一种最简单粗暴，但是也非常有效的技术手段，偶尔用用到也还行。但是如果个个都要用，那就太麻烦了。甲板上堆着大批量的火箭助推器，想想就瘆得慌。一个火星子下来，船就报销了。
美国人倒是有液压弹射器，面对越来越重的喷气式舰载机，而且飞机自身推重比还那么低，即便是当时最大的液压弹射器也变得力不从心了。液压弹射器是个什么结构呢？其实就是一个长长的液压油缸，里边有个活塞。用高压空气，挤压液压油，液压油去推动活塞，活塞拉扯钢缆，经过一系列的滑轮机构，最后伸出甲板，挂到舰载机上。这样就可以把舰载机弹射出去。
当时美国的很多大型航母都配备了H8弹射器，这几乎就是液压弹射器的极限了。弹射无外挂的F9F黑豹式，需要14节甲板风，如果是满载的F9F，那就需要24节的甲板风。甲板风是怎么来的？航母开足马力自己顶着风跑呗。最起码，航母得有这个航速，有老天爷的自然风帮助，那纯属是锦上添花了。
可是，如果下一代的舰载机变得更大怎么办呢？首先就是提高液压油缸的压力。但是在高压之下，液压油的温度也急剧上升，乃至到了开锅沸腾的程度，甚至可能烧起来，也就是说，液压油的最大压力是有上限的。你要让活塞在油缸里大幅度的伸缩，难度非常大。
那么下一个办法是利用滑轮组，放大钢缆的滑动。啥意思呢，还记得物理课上学过的定滑轮动滑轮吗？定滑轮是只改变方向，不改变力的大小。动滑轮呢，省了一半的力气，但是运动幅度小了一倍。你拉扯绳子走了两米，动滑轮只走了一米。反过来行吗？我拉扯动滑轮运动1米，那绳子头不就运动2米吗？我多套上几级滑轮组，不就可以把液压活塞的短程运动给放大成长程运动吗？
这倒是可行，但是，很快麻烦又来了。滑轮组一多，钢缆就变得非常多，长度也越来越长，而且还需要更粗的钢缆，你可别以为这些钢缆份量轻，其实钢缆是很重的。你想想为啥普通的轿厢电梯高度有限，还不是因为高度太大的话，钢缆的自重也会变得很大，乃至钢缆承受不住自身的重量。必须用碳纤维才能改善这一点，50年代初毕竟没有碳纤维不是嘛。其实液压弹射器有很多方面都和电梯很相似，因为最早申请液压弹射器专利的有两个人，一个英国的，一个美国的，美国的这位刚好是电梯公司的工程师。
按照既定的思路走下去，不管如何改进，液压弹射器依然变得越来越大，越来越重。美国海军研发的新一代H9弹射器要求能够把45吨重的物体加速到144公里/小时。或者是把20吨的物体加速到200公里/小时。就是这个H9弹射器，已经庞大到了连合众国号这样的超级航母都装不下的地步了。所以，美国海军的液压弹射器这条路已经基本走到头了。
美国人当然也不会在一颗树上吊死，他们还走了另外两条路，一条就是利用电力驱动弹射器，还有一条就是利用爆炸气体来驱动弹射器。电力这条路，在当时是根本走不通的，但是没想到在几十年以后，出现了突破，此处我们按下不表。另外一条路其实是美国从德国人那里搜刮来的黑科技。美国人还真是喜欢鼓捣这些开脑洞的奇思妙想。
不管是美国人还是英国人，他们都认为，再用钢缆滑轮系统，那是不行的。未来的弹射器，必定算一根长长的管子，用高压气体直接吹动活塞，用活塞直接拉拽舰载机。可是你想想，活塞是隐藏在管子里，如何能把舰载机和活塞连在一起呢，这个连接还需要非常简单，非常短。最简单的办法就是在管子外壁上开个槽。活塞从这个缝里伸出一根挂钩，直接挂在舰载机上。
可是接下来的问题就让大家头疼了，在气缸侧面开个缝，难道不漏气吗？是啊，这就是美国人最头疼的问题啊。美国人不是搞到了很多德国人的黑科技嘛，去德国人哪里翻翻呗。你别说，德国人还真的研发过类似的技术，只是，这个弹射器算用来弹射V1导弹的，长度很小。德国人采用双氧水作为推进剂，双氧水在催化剂的作用下会迅速的分解出大量的氧气和水蒸汽。这点力气足够把V1导弹给弹出去了。V1的弹射器很简陋，活塞甚至都会被喷出去，没关系，德国人把活塞捡回来，洗洗涮涮，下次再用。双氧水算有腐蚀性的，还是要穿好防护衣。
德国人的这个弹射器核心部件就是一个侧面开缝的金属气缸，关键是活塞必须拖拽着一根封条，自己把这个缝给堵上。说白了，一根管子，前半截是没有高压蒸汽的，活塞以后，才是高压蒸汽，你只要把后半截给封上就行。说得通俗点，有点像是自封塑料袋，你一捏就封上了。
反正德国人要求不高，这东西也不是用来弹射大型舰载机的，V1导弹的重量才2吨，很小。美国人要求弹射器可以用来弹射重达45顿的轰炸机的。V1这个弹射器可以提供一个思路，但是还有很多问题要解决。比如美国人就不喜欢用双氧水来提供动力，双氧水太难伺候了。他们更倾向于火炸药，这东西来得快，马力大。火药燃烧产生的高温燃气足以推动气缸里的活塞，把舰载机弹出去。
英国人就显得比较保守，他们可没美国人那么大的胆子。你忘了南云是怎么鱼雷换炸弹的？爆炸物堆在甲板上算好玩儿的吗？你倒好，甲板下边的用火药弹射器，你得预备一大堆火药，一颗炸弹下来，你的甲板还要不要了？不行啊，还是用蒸汽弹射器比较稳妥。反正军舰上也不缺锅炉，烧一锅蒸汽还是不算啥的。关键是，比火炸药驱动要安全多了。
英国人为啥会想到蒸汽呢？因为蒸汽弹射器跟火车的关系很密切。这一点你可能没想到。因为英国算火车的故乡，早期英国人开了好多的脑洞，走了不少的弯路，美国人因为是直接照抄，这段弯路，美国人根本没走过。所以，自然不会往这里想。
英国人一个叫平库斯的工程师当年曾经设计过一个“大气火车”，啥意思？就是用长管子里的活塞前方产生真空，屁股后边让空气流入，活塞被真空吸着往前跑，然后让活塞去带动列车运行。这种设计的好处就是车上算完全没燃料的，也没有发动机，不需要喷烟吐火，车辆也很干净，而且车还很轻。老爷太太们从乘坐，不会弄脏衣服。当然，这种系统需要分段设置泵站，一截一截的吸。你靠顶头的一台泵吸着跑几十里地，那根本不现实。
平库斯还组织了一个协会来推广他的想法，所以，当时在英国，法国和美国，真的有人建立了一小截试验线。美国纽约的那一条试验线只有几百米长，还不如游乐园的儿童火车呢。英国的南德温线算最长的一条试验线，就靠这种泵吸技术，列车居然能跑到每小时40英里，急速可以达到70英里。
不管怎么说，这种大气火车的关键技术，依然是侧面开缝的气缸。关键问题依然是如何密封。英国人靠活塞拉皮条来封堵开口，这根皮条很长，漏气难免。所以，这个大气火车的效率非常低，维护工作也非常可怕，老鼠把皮条给咬了，都能造成火车趴窝。所以，这东西最后就不了了之了。但是这段技术上的弯路，居然可以用在蒸汽弹射器上，这是当年的英国人想不到的。
所以，英国的工程师米切尔一直在研究这档子事儿，他也是拦阻索的发明人，他在1938年曾经拿出了类似的专利，但是后来被二战给耽误了。但是等到1946年，他真的接到海军的订单的时候，他还是另起炉灶。他终于找到一套封堵缝隙的被办法，别人都把密封条放在气缸外，他算放在气缸内部。活塞上带着一组滑轮，活塞一边走，这组滑轮一边在把密封条往开缝里塞，你就当这东西算个特殊的拉链算了。
最后，终于拿出了蒸汽弹射器的全套技术。现代蒸汽弹射器的构架，基本来自米切尔的设计。英国人生产了BSX-1蒸汽弹射器装在了英仙座号航空母舰，为了省事，他们并没有在甲板上开槽，而是把蒸汽弹射器直接装到甲板之上，然后在上边再铺了一层甲板。
英国人发现，这东西比以前的液压弹射器轻了不少，而且动力澎湃。效果真的不错。不过因为这个蒸汽弹射器实在算太给力了，冲击力可以达到400吨，如何减少对船头的冲击，就成了英国人下一步要做的事儿了。
英国自然要和美国人分享一下自己的成就，1952年，他们把英仙座号航母开到了费城的海军船厂。当时美国人还在准备火药弹射器的设计，他们的进度严重落后于英国人。人家英国人已经完成了890次弹射实验，其中有100多次是载人弹射实验。美国海军的高层自然也都来了，他们把自己拥有的各种喷气式飞机拉上去飞了个遍。那真是爽的不要不要的。在蒸汽弹射器的加持之下，F3D战斗机居然可以在顺风10节的情况下起飞。如果换了过去的H8液压弹射器，弹射同样的飞机，起码要有28~30节的逆风才行。
至此，美国海军航空部门的高层眼都直了，他们明确表示，这好东西我们马上就要。美国人大手一挥，买5套。尽管这时候BSX-1弹射器还不完善，弹射间隔长达20分钟，但是大家都看到了蒸汽弹射器的巨大潜力。
英仙座号在美国测试了140次，回到英国朴茨茅斯以后，拆掉了弹射器，成了一艘飞机运输舰，这艘老船也算是完成了自己的使命。后来嘛，美国人不但从英国买成品，还买专利，因为美国航母比英国的航母大多了。按照英国的原版设计，太小家子气啦。所以，美国人还是要自己设计的。
经过一次次的改进，现在蒸汽弹射器算有两个气缸的，活塞伸出来的挂钩也不是直接从侧面开缝伸出来，而是拐了个弯。这样的话，漏气更少。两个气缸一左一右，使出的推力可以并联起来，力气更大。即便如此，我们看到蒸汽弹射器在工作的时候，总还是有大量的蒸汽泄露出来。这也是没办法的事情。所以，蒸汽弹射器说起来原理很简单。但是工艺要求很高，你能做到尽量少漏气，也算是你的本事了。
后来，大家在船头上也安装了缓冲装置，毕竟你还是要减少弹射活塞的冲击力。这套系统才变得具有实用性。
第一艘安装了实用弹射器的是英国人的皇家方舟号航空母舰。这已经是1955年的事了。飞机和弹射器的磨合还需要花不少的功夫。比如怎么把飞机挂到弹射器的挂钩上。液压弹射器时代都是用钢丝挂到上，美国人嫌麻烦，他们在飞机的前轮上安装了弹射的卡榫，直接就可以挂在弹射挂钩上。这样就省事多了。过去的螺旋桨式飞机往往算后三点式起落架，前边两个轮子，后边一个轮子，你想挂在前轮上，也没得挂。所以，只能用钢丝挂在机翼上。
所以，我们以前看到的航母，在船头总是有两只犄角一样的玩意儿。就是为了让飞机抛下弹射钢索以后，不至于掉进海里。没办法，蚊子腿也是肉啊，这东西也不便宜，为了这点事，还要让十几个壮汉子在甲板上伺候着。所以，美国人最后改进了弹射方式，现在的航母已经不再需要这个犄角了。
当然喷气式飞机的后边还有一根锚杆，就为了是拉住舰载机，以免飞机在弹射器力量不足的时候就被拉走了，这不行，一定要在弹射器功率爆表的一瞬间，释放飞机，才能让飞机以最短的距离起飞。这套机构，也是逐渐完善起来的。所以啊，弹射器是个系统工程，零七八碎的事情很多。但凡有一件不到位锚，就严重影响效率。
在二战以后，美国维持着海上霸主的地位，他们有钱建造最新最好的航母，英国人算没有那么多钱，所以，尽管斜角甲板和弹射器都是英国人发明的，但是最后，英国人自己也没钱玩儿了。能玩弹射器的也就逐渐只剩下了美国一家。当然，美国人也一直在改进弹射器，蒸汽弹射器总是要消耗大量的淡水，这事儿太麻烦了，如果我们不用蒸汽，而是用喷气发动机的燃气，这不是就能省不少事呢？这个思路其实就是美国人当年火药弹射器的一种升级与延伸。
美国人在50年代还真的给搞出来了，但是当时蒸汽弹射器已经完全抢了风头，最后这个技术也就不了了之了。到现在，还有人在提出新的燃气弹射器的技术方案，但是大家对这个技术路径提不起多少兴趣。弄来弄去，还是开口气缸嘛。如今风头最强的已经是电磁弹射器了，电磁弹射器走的就是另外一条路径，跟开口气缸没啥关系了。这条路，我们以后在讲中国自己的航母的时候，再来讲。
现在喷气式飞机的航母起降都解决了，下一个问题就是如何提高这座海上机场的运作效率了，解决这个问题的，又是英国人。我们下次再说。
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