自1914年英國人改裝了首艘航空母艦“皇家方舟”號，再到第一艘正式設計，下水服役的第一代航空母艦“鳳翔”號，再到如今，航母的發展已經有了100多年的歷史，在這期間航母也不斷地進行變化，從最開始的一萬噸到如今的十萬噸級，從開始輔助艦到現在的艦隊核心。我們今天就來講講航母甲板的變化和彈射器的原理。
到目前為止服役的最先進的航空母艦是美國的福特級航空母艦，擁有隱身艦載機，電磁彈射，新型多面陣雷達
白20世紀初葉航母間世直至二戰結束，航于飛行甲板的構型均採用直通平甲板模式。在進行起飛作業時，飛行甲板前部為起飛區，後部為停機區；在進行回收著艦作業時，飛行甲板後部為著艦區，前部為停機區。島式上層建築位於飛行甲板右舷中部區域。
可以看到飛行甲板商量個明顯的白色方框，那其中就是飛機升降機的位置
飛行甲板上還設置有2~3座飛機升降機，但美國噸位較大的航母，如3萬噸級的“埃塞克斯”級，飛行甲板中部的飛機升降機採用側升降機，這樣的配置對飛行甲板上的航空作業有利。在飛行甲板著艦區沿縱向設置若干道橫跨飛行甲板寬度方向的阻攔索。早期的螺旋槳戰鬥機重量輕，起降距離短，一般不需要輔助設備就可以進行起飛，但為了提高艦載機的起飛效率，各國都進行了彈射裝置的研發，早期航母沒有配設彈射器，二戰後期的美國航母在飛行甲板前部設置兩座液壓彈射器，但不設噴氣偏流板。一直到二戰結束後都沒能解決噴氣式飛機上艦的問題。
可以看到企業號艦首安裝了兩條液壓彈射裝置用於飛機起飛
埃塞克斯級首艦CV-9埃塞克斯號航空母艦，其正在使用彈射器進行艦載機起飛作業
在上圖中可以看出，在進行起飛作業時，準備起飛的飛機都停放在甲板的後部，所以你可能會明白了為什麼在中途島海戰中，南雲忠一猶猶豫豫，護航的零式燃油耗盡，準備降落。而艦載轟炸機準備起飛。當時的航母只能完成其中一項。之後結果你也知道了，在這中間被美國人鑽了空子，三艘日本最先進的航母下海餵魚。
遭到美軍攻擊時的日本航母，可以看出日本航母處於起飛作業模式，滿載燃油和炸彈的飛機正在準備起飛時被攻擊
在經歷過珍珠港事件，珊瑚海海戰，中途島海戰，萊特灣大海戰等著名的航母對決之後，航母作為海戰核心和主力的地位得到了充分的肯定，但也顯示出直通式飛行甲板存在著一定的問題：一是飛機的起飛和著艦不能同時進行，嚴重影響航母作戰效能的發揮；三是不能為著艦失敗的飛機提供安全復飛的條件，一旦飛機著艦失敗，勢必衝向前方停放的飛機等致機毀人亡，並引發航母火災、鍋爐爆炸的嚴重事故：三是由於飛機在著陸過程中不易掌握正確的下滑飛行航線，無論是下滑坡道太低還是太高、都將造成重大飛行事故。
稍有不慎你就可能在自己的功勞簿上記上，重創自家航母一艘的光輝戰機
在二戰前擁有航母的各國就研究過這個問題也對航母的飛行甲板進行過改造，大刀闊斧開始改造的當屬航母的創始人，英國人，他們在自家航母上進行了雙重甲板的改造。
這是一艘英國航母的飛行甲板，分為兩層，第一層甲板用於飛行降落，第二層甲板用於飛機起飛
日本人也採取了這種方式，在日本新建的加賀號，赤城號航空母艦上運用了三層飛行甲板的改造方式。
加賀號的三層甲板，第一層用來飛機起飛，第二層佈置重型火炮，第三層用來飛機降落
但是英國和日本在進行實際使用中發現這種方法雖然將飛機起落區域分為兩個甲板，但效率不升反降，所以在之後的航母設計中又將航母改為直通甲板。
進行改造後的加賀號航空母艦，改回了直甲板型，這也證明了多層甲板存在著種種設計缺陷
在二戰結束後為解決以上問題，二戰後航母飛行甲板的構型和航空設施發生了重大改變。通過不斷的研究英國首先發明瞭斜角甲板並應用於各國航母，與直甲板不同的是，斜角甲板將降落區稍稍傾斜，這樣就避開了航母的起飛區域，解決了不能同時進行飛、著艦作業和飛機著艦失敗不能復飛兩個重大問題。
安裝斜角甲板的美國航母，斜角甲板的好處是降落區無任務時也可以通過彈射器起飛飛機，提高了航母效率
1952年5月，經進塢改裝後的美國“安提坦”號航母成為世界上第一艘設置有斜角甲板的航母。在航空設施配置方面，在航母飛行甲板中部左側設置了目視助降裝置，引導飛行員駕機沿正確的下滑坡道成功著艦，從而大大降低了飛機著艦事故率。此外，用彈射能量更大的蒸汽彈射器取代液壓彈射器。
正在通過蒸汽彈射器進行起飛飛機作業，蒸汽彈射器的出現，使得大型飛機可以在航母上進行起飛
美國大型航母均配設4座（飛行甲板前部和斜角甲板前部各兩座）彈射器。法國中型航母則配設兩（飛行甲板前部和斜角甲板前部各1座），每彈射器後方均噴氣式偏流板，以保護其後方的飛機、人員免遭正處於起飛狀態的飛機噴射的高溫噴氣流的傷害。在著艦跑道上理論著艦點前後共設置液壓式的阻攔索4道（法國“戴高樂”號中型航母為3道），阻攔網1道。關於飛機升降機的配置，在美國大型航母上均配設4座飛機升降機，其中右側3座分設於島式上層建築的前、後方，左1座，併成為美國航母的標準佈局形式。法國“戴高樂”號航母則配設兩座，均在右舷。島式上層建築仍位於飛行甲板右舷，尺度（特別是長度）有縮小的趨勢。整個飛行甲板劃分為起飛區、著艦區、停機區三大區域。
航母上的三大區域，圖中的美國航母正在實施起飛飛機作業
蒸汽彈射裝置基於往復式蒸汽機的原理，即鍋爐裡的蒸汽通過儲汽筒蓄壓，發射時，使高壓蒸汽進入汽缸，在極短的時間內推動活塞組件和往復車高速運動，以帶動飛機加速。蒸汽彈射裝置由彈射機系統、蒸汽系統、復位系統、潤滑系統、噴氣偏流系統、首輪拖曳系統以及其他輔助設備組成。彈射機系統是用來給飛機加速到起飛速度的，它是蒸汽彈射裝置的主要系統。
蒸汽式彈射器的橫截面圖，居中的是兩根儲氣筒，內藏高壓蒸汽
當蒸汽進入彈射汽缸作用到活塞組件後端的動力活塞時，活塞組件向前運動，通過傳動臂、往復車及其拖板把艦載機向前加速。為了獲得較高的起始加速度，使用了一根裝在飛機跑道上帶定力釋放元件的牽制杆，只有當蒸汽壓力達到某一額定值時，定力釋放元件被拉斷或釋放，活塞組件運動，往復車及其拖板才能拖著飛機向前運動。飛機被彈射出去之後，活塞組件和往復車繼續高速向前運動，為了使它停下來並不受強烈衝擊而損壞以便下一次彈射，活塞組件前面的衝頭部分製成根部帶凹槽的尖圓錐形，當高速前進的活塞組件衝頭插入彈射汽缸前端的充滿水的水力制動缸時，水力制動缸內的水通過由衝頭和制動缸扼流環形成的迅速變小的環狀間隙向後噴射，又衝擊活塞的根部，從而對活塞組件和往復車的運動起阻止作用，並使它在短距內停下來。
蒸汽式彈射裝置的示意圖
蒸汽系統是蒸汽彈射裝置的動力源，用來向彈射機系統提供蒸汽的系統，它一般由兩個溼式儲汽筒或4個乾式儲汽筒、充汽閥、充水閥、彈射機槽預熱管系及相關管路附件組成，由於溼式儲汽簡具有儲存能量密度大並且在彈射過程中蒸汽壓力變化幅度小的優點。
彈射飛機之前，先通過控制系統使艦用鍋爐或核反應堆二回路內的蒸汽經過蒸汽管路對彈射機槽進行預熱，達到預熱要求後，來自艦用鍋爐或核反應堆二回路的高壓蒸汽通過充汽閥向儲汽筒充汽，當筒內壓力達到要求值時停止進汽，同時，地勤人員打開兩個彈射閥，一旦發射閥開啟，儲汽筒內的蒸汽通過出汽管路流向彈射汽缸，推動活塞組件和往復車實施艦載機的彈射起飛作業。當活塞組件經過一定行程，飛機將要達到起飛速度時，彈射汽缸上的蒸汽壓力開關動作，關閉發射閥，同時打開排汽閥，把彈射汽缸內的廢氣（壓力降低至已無用處的蒸汽）排到艦外。彈射之後儲汽筒內的蒸汽壓力會下降，因此每次彈射後需要給儲汽筒充汽。對於溼式儲汽筒，每次彈射後水位會有所下降，當彈射若干次後也需要通過充水閥給儲汽筒充注高壓水。
每次進行彈射之後，儲氣筒都要將剩餘氣體排出，來準備下一次的彈射，所以蒸汽式彈射器的能量利用率很低
當彈射裝置將飛機彈射後，復位系統能迅速將往復車和活塞組件拉回到原發射位置以便進行下一次彈射，其實質是1套液壓系統和滑輪系統。潤滑系統的作用是在彈射前和活塞組件復位前以及活塞組件機動而需要供油時向動力汽缸、密封條和汽缸蓋等內壁供應潤滑油。
在早期蒸彈射裝置上，每段動力汽缸內有4個潤滑噴油孔，每段汽缸蓋內有3個噴射孔，現在大功率蒸汽彈射裝置上僅在氣缸蓋上3點潤滑孔。飛機在彈射前，先要啟動發動機。現在噴氣式飛機的發動機噴出的氣流溫度高、流速大。為了使彈射時飛機的氣流不致傷害其後部的操作人員、設備，停放的飛機以及後續飛機彈射的起飛作業，提高艦載機起降作業的效率，需要用一塊擋板將此高溫燃氣氣流向舷外或向上引導，這塊板就是噴氣偏流板。
美國航母上的工作人員正在對彈射器進行維護和保養，蒸汽式彈射器要消耗大量能量這也是其將要被代替的原因
噴氣偏流板所受到的高溫要用航母消防系統提供的海水冷卻，在噴氣偏流板內有眾多冷卻模塊組成若干冷卻通道，通過調節冷卻海水流量來控制冷卻水溫不超過100℃。同時，噴氣偏流板又是飛行甲板的一部分，需要一定的抗衝擊強度。噴氣偏流板的升起與落下是由1套液壓系統及機械機構來完成，要求具有一定的操作速度和抗噴氣推力的能力。
噴氣式偏流板上裝備著冷卻設備用於對噴氣式發動機噴出的尾流進行偏轉冷卻，保護甲板上的人員設施
前起落架拖曳系統用來把即將低速移動到彈身射起始位置的飛機緩衝制動，緩衝制動過程中還通過飛行甲板的引坡道把飛機前起落架前的彈射杆滑落到往復車拖板的掛鉤上，同時首輪後部的牽制釋放杆尾端被引導場道內的牽制杆固定器鉤住。緩衝制動完成後，張緊油缸中的活塞桿伸出，推動復位返回的抓曳車，通過抓曳車上的機構與往復車脫離，同時消除往復車與飛機彈射杆，飛機牽制杆與牽制杆確定器間隙，防止彈射初始時的不必要衝擊和飛機隨波浪的擺動，最終實現飛起飛前的正確定位。
在科技日新月異的今天，航母必將會繼續更新換代，最新型的電磁彈射已經上艦測試，而我國未來也會擁有彈射起飛的航空母艦，就讓我們拭目以待。
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