[原创]液压弹射的可行性与缺陷

本人军盲，敬请口下留情

本人吧正好大学学的是液压气动专业，从事液压与气动专业10多年，这里我只想表达一下自己的看法。

首先液压与气动传动的原理相近，但是又有区别，主要的区别是能量密度，压缩空气的压力普通只用到不足1MPa，就算是特种的高压锅炉，一般超过12MPa已经比较困难，而液压达到40MPa不是什么困难的事情，所以说，如果想要达到蒸汽弹射的推力和功率，从理论上来说，其功率密度要高很多，所以其架构要纤细很多，但只是理论上来说，比如说要达到1000吨推力，油缸的直径要比气缸小很多，这一点估计没什么争论。看有人说采用油缸外加杠杆机构或连杆机构来解决油缸行程的问题，如此算来，貌似机构要比现在蒸汽气缸的还要复杂很多，其实也就失去了油缸所具有的能量密度优势，反而结构复杂，体积庞大。所以说有杆的油缸并不适合弹射器。更有人说采用100米长的有杆油缸，估计更是没明白油缸的含义，100米油缸橫置，活塞杆的弯曲就是死结。

那是不是说油缸就一定不行呢，其实随着技术的进步，还是可以有能够变通的办法，比如说无杆油缸。顾名思义，无杆油缸就是没有活塞杆的油缸，那么他的推力如何输出呢，其实很简单，通常两种结构（与无杆气缸相同），一个就是采用钢索替代活塞杆固定在活塞上，另一个就是缸体采用透磁材料比如不锈钢，而活塞上面固定强磁铁，油缸缸筒外面安装滑轨，另一套强磁铁固定在滑动的输出机构上，利用磁力推动。当然为了不影响周边的设备，一般会把滑动机构采用隔磁材料加以屏蔽。如此算来就不用考虑油缸缸体开槽以及密封的问题，当然此种结构同样适用于气缸。

从理论上来说，利用磁性来制造无杆油缸最是合适，但是限于磁铁强度以及所能传递的推力能力来说，确实无法完成的任务。

但是假如将普通强磁铁换成电磁铁，就能解决磁力不足的问题，其实只是在活塞上面加装电磁绕组，而滑动组件上安装另外一组电磁绕组。形成磁力耦合，有点类似于磁悬浮列车。就能解决掉大部分难题。当然这里面会有另外的问题，就是随动电缆的问题。比如说电缆需要随活塞移动，需要恒扭矩装置牵引电缆，还要考虑到电缆的耐磨程度，外壳要假装保护钢丝缠绕层。总之不容易。

另外，也可以将缸体设计成3中材料，整个外壳采用不锈钢，内部拉床来处花键槽，然后再键槽里面填充铜材等电力输送材料和环氧树脂绝缘材料，然后统一加工成精密异形缸筒，比如说拉床加工出6条花键槽，其中3条内部固定绝缘材料和铜板，形成输电回路，另外3条长槽作为防止活塞转动的轨道。将固定好铜板（假设输电材料为铜材）的缸体内表面加工成有3条开槽的标准圆孔，就可以保证活塞顺利密封并高速滑动，由现在的高铁技术可知，可以保证电源接入的可靠性。由此可以形成完美的大功率，大推力无杆油缸。这里面由于水的导电作用，不适合使用高压蒸汽，而液压油是不导电的。异形缸筒和异形活塞并不是太高的加工难度。如果采用这种方式，油缸弹射还是没有问题的，理论及工程上都可以实现。

这里面也还有个问题就是液压油的流速问题。毕竟70米每秒的速度，对液压油来说太高了，当然也不是不能接受，只不过要注意液压油的冷却。也有人认为液压系统没有弹性，不能弹射，这是对液压系统的无知。首先对于液压系统是可以缓冲的，有一种油缸叫做缓冲油缸。这是一种缓冲方式，还有一种东西叫做蓄能器，也可以作为缓冲来用，至于能量的瞬间爆发能力来说，蓄能器完全可以达到要求。多路蓄能器，不同压力等级，以及大功率大流量供油油泵机组，完全可以解决油缸的需求。

那么总结一下，利用电磁耦合的无杆油缸还是能够实现飞机弹射需求的，只不过工程上比较复杂其，复杂性并不比蒸汽弹射低太多。

然而为什么我也不支持采用油缸弹射呢，主要是因为液压系统的高故障率和高保障要求，其实对军事系统来说不如气动方便。更何况电磁弹射的很多难点已经解决，离实用化已经很近。比如说直线电机的问题；其实在我看来与磁悬浮列车技术相近，可以借鉴，而上海就有磁悬浮技术火车运行，经过这么多年，估计没什么大问题，而去年看到大功率电容蓄电池已经突破，电力供应问题看来也已经搞定，那么剩下的仅仅就是电源的问题，电磁干扰的问题等等。（当然本人不是学电机工程的，可能还有难题不好解决不懂，请懂行的科普一下。）最后就是工程实践的问题。故此我认为，未来的航母弹射器必是电磁弹射。不是因为蒸汽弹射和液压弹射搞不定，而是电磁弹射巨大优势，以及离实用化只差一步之遥。在没有迫切战争需求的前提下，搞定电磁弹射更适用，也更实际

上面的很多东西涉及到机加工方式问题，可能影响到大家的理解，本人没多余时间画图纸表达，表示歉意。