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來源：互聯網

彈射器（Aircraft catapult）是航空母艦上推動艦載機增大起飛速度、縮短滑跑距離的裝置，全稱艦載機起飛彈射器。

彈射器最早由英國人發明，最早的助飛彈射器在飛機被發明的時候就已經出現，和萊特兄弟同期的蘭利，首先利用彈簧和滑道進行助飛，而萊特兄弟也在同樣概念下，造出了落重彈射器。1911年，英美兩國海軍的軍官們都提出了利用自由落體的平衡物來給飛機加速的彈射器構想。1912年12月12日，埃瑞森駕駛著“寇蒂斯”巡洋艦成為世界上第一艘安裝了飛機彈射器的艦艇。一戰后，美國海軍重啟了彈射器的研發，并在1921年將這種壓縮空氣彈射器定型為A系列，許可了制造生產。第二次世界大戰期間，美國海軍開始大規模列裝液壓式彈射器。隨著戰后艦載機的重型化，液壓式彈射器潛力逐步耗盡。美國海軍從1945年便開始發展利用發射藥作為動力的開槽汽缸式彈射器，但直到1951年才推出了第一套原型彈射器系統C1型。1950年英國海軍開始列裝蒸汽彈射器，并出口美國。其后續改型成為美國航母的主力彈射器。

1945年，美國軍隊就開始嘗試電磁彈射，受限于當時的技術水平難以實用。20世紀80年代美國重啟電磁彈射項目，2008年首次完成全尺寸樣機的測試。2009年，美軍為福特號航母訂購了通用電氣的電磁彈射器，并于2013年開始安裝。隨著福特號航母的建成，電磁彈射器等新系統暴露出大量問題，拖延其服役進程。

發展歷程

非主流的早期彈射器

在艦載機從雙翼機、單翼活塞機，向噴氣式、超音速演變的這一過程中，戰場需求“牽引”推動著用于輔助艦載機起飛的彈射器的研發和進步。但彈射器發展的開端，并不是為航母而生。這是因為，當時艦載機的載機平臺還不是航空母艦，而是諸如戰列艦、巡洋艦等昔日海上編隊的旗艦。當時，艦載機是艦隊指揮官的“空中的眼睛”，用來對敵方海上編隊搜索偵察、跟蹤監視，以及在巨艦重炮“對轟”中進行火力測距和校射。即便是在航母出現的早期，由于其載機數量仍有限，巡洋艦、戰列艦搭載的飛機還是艦隊空中能力的有益補充，航母上的艦載機則集中力量來完成戰斗和攻擊任務。

1911年，英美兩國海軍的軍官們都提出了利用自由落體的平衡物來給飛機加速的彈射器構想。這種構想與古代兵器時代攻城戰中所使用的拋石機原理類似，但這種設計只停留在紙面和發明專利中。利用重物下墜的加速度，再通過轉輪上繩索纏繞直徑的不同來放大力量和速度，這理論上固然可行，但重物要能做到彈射飛機，其重量應是飛機重量的幾倍，而且還需要垂直的下墜空間，這在搖擺不定的海上是很難想像的。但在美國海軍，以華盛頓·錢伯斯上校(WashingtonChambers)、西奧多·埃瑞森(TheodoreEllyson)上尉以及格倫·寇蒂斯(Glenn Curtiss)為首的團隊并未放棄這一想法。他們將提供動力源的重物砝碼變換成壓縮空氣推動的氣缸，利用氣體膨脹推動轉盤帶動繩索，通過壓縮空氣的壓力和噴射量來調節彈射力量的大小。這個設計最后獲得了美國海軍技術辦公室的認可，并開始了實物的研制試驗工作。壓縮空氣彈射器由華盛頓哥倫比亞特區海軍造船廠制造完成后，在安納波利斯的美國海軍學院組裝完畢。

1912年7月31日，壓縮空氣彈射器進行了第一次彈射試驗。好消息是作為試飛員的西奧多·羅斯福，埃瑞森成為了彈射器系統彈射推出的第一位飛行員。但壞消息是彈射器瞬間的(而非漸進的)加速度產生了突然的升力，使離開彈射器的“寇蒂斯”雙翼機的機頭明顯上揚，最終失速墜機。幸運的是，埃瑞森成功脫險無大礙，這次失敗后，壓縮空氣彈射器返回華盛頓海軍造船廠進行了改裝，加裝了一個閥門來保證只有在彈射行程到1/3時彈射器才會產生最大推力。

1912年12月12日，埃瑞森駕駛著“寇蒂斯”從停靠在阿納卡斯蒂亞河(華盛頓哥倫比亞特區海軍造船廠附近)上的煤駁船上成功彈射起飛。1915年，美國海軍的“北卡羅來納州”號巡洋艦成為世界上第一艘安裝了飛機彈射器的艦艇。1915年11月5日，亨利·馬斯廷(HenryMustin)駕駛“寇蒂斯"AB-2水上飛機成功地從在彭薩科拉灣航行的“北卡羅來納”號的后甲板上彈射起飛。之后壓縮空氣彈射器的發展由于資金和戰事的問題出現了停滯。

一戰后，美國海軍重啟了彈射器的研發，并在1921年將這種壓縮空氣彈射器定型為A系列，許可了制造生產。由此到20年代，幾乎所有的美國海軍的戰列艦和巡洋艦上都加裝了彈射器。最初的MK1型彈射器，彈射行程在20米左右，推力1600千克左右，彈射的末速度超過74千米/小時。隨著壓縮空氣儲量和壓力的提高，A系列彈射器的終極型號MK4型，推力已達到了2800多千克，彈射末速度達到了98千米/小時。但隨著飛機的起飛重量和起飛速度的不斷提高，這種儲能較低的壓縮空氣彈射器已遇到技術瓶頸，已不能滿足戰場需求。

美國海軍的注意力由此轉向了能量密度更高的發射藥彈射器。但火藥彈射器在彈射器的發展史上只是“曇花一現”。火藥已經過較長時期的軍事應用，性能已成熟穩定可控。經過一系列試驗和測試，通過調整裝藥量和增加轉盤的質量，有效地“馴服”了爆燃速度太快的火藥，不會使火藥彈射器突然增加的推力超過飛機結構和飛行員承受的限度。1924年12月14日安裝在“密西西比州”號戰列艦的火藥彈射器成功地將海軍飛行員費勒斯上尉(W.M.Fellers)駕駛的馬丁MO-1飛機彈射升空。但發射藥彈射器的問題是：火藥的膨脹力雖然比較大，彈射末速度提高較快，但火藥爆轟持續時間太短，彈射負荷的重量很難增加，P系列火藥彈射器中彈射推力最大的MK5型也只有3000千克的推力。另外，由于P系列火藥彈射器采用的開式膨脹循環，彈射過程中火藥燃燒產生的氣體是直接排出的，只能在甲板上使用，并不適于在當時航母的甲板下安裝操作使用。也因此，火藥彈射器一直未能完全取代壓縮空氣彈射器。但火藥在能量密度上的優勢，讓美國海軍對其念念不忘，在戰后發展的彈射器中仍有所應用。

此間英國皇家海軍對彈射器技術的發展也是興趣盎然，雖然相對美國稍有幾年滯后，但在節奏上一樣。英國彈射器的結構方案，起初雖有電力、水力和壓縮空氣的設想，但最終在1917年定型并進行了飛機彈射試驗的還是壓縮空氣彈射器。隨后在聽聞美國火藥彈射器的成功應用后，英國海軍也推出了相應的型號。

在彈射器即將邁入二戰時期的“液壓彈射”時代之前，美國海軍航母還曾有飛輪式彈射器的“花絮”。理論上，利用飛輪慣性儲能、摩擦傳遞的彈射器設計方案具有平穩可控的大牽引力和高彈射末速度的優點。飛輪式彈射器采用一個6噸重的水平順時針旋轉的飛輪，由粗壯的軸承穩固地安裝在甲板下層，啟動時讓飛輪高速旋轉，通過控制多個面積不同的摩擦盤來控制力的大小，彈射力通過纏繞在輪軸上的纜繩傳遞給飛機。1932年，飛輪式彈射器在陸上機場通過測試后，安裝到了CV-2“列克星敦”號和薩拉托加號航空母艦“薩拉托加”號航母上，其彈射沖程20米，彈射重量可以達到4540千克，末速度64千米/小時。較于此前的彈射器，飛輪式彈射器在彈射推力上的提升明顯，但缺點更明顯。甲板下重達6噸的高速旋轉的飛輪，對艦艇的穩定性很不利。另外，摩擦盤的磨損、震動等諸多方面的機械性問題，再加上性能提升潛力不大，其最終只是彈射器技術發展史上的曇花一現。

大型彈射器的開端——液壓式

20世紀30年代是機械技術發展的高速期，各種原理的新設計層出不窮。就液壓技術而言，其在海軍中的應用已無所不在，從數千噸重巨炮的炮塔轉向到電梯升降，高壓和超高壓液壓技術都在成熟中。最終，美國海軍在第三代彈射器的發展上選擇了由奧的斯電梯公司的工程師福克蘭·凱瑞（Falkland Cary）設計的液壓式。液壓式彈射系統的出現標志著彈射器大型化的開端，也意味著其應用平臺已由戰列艦巡洋艦等業余載機平臺轉向了新一代海上旗艦——航空母艦。

隨著航母的艦載機由雙翼機升級為單翼機，全金屬機體結構、螺旋槳艦載機的起飛重量越來越重，所需要的跑道也越來越長，特別是載彈量更大的俯沖轟炸機和魚雷強擊機。美國海軍航母上也開始考慮安裝彈射器。在第二次世界大戰前夕，美國海軍中有約60%的艦隊航母安裝了彈射器。但當時對航母指揮官來說：彈射器的作用還并不明顯。“全甲板攻擊”戰術下的艦載機編隊，大多數情況還青睞以傳統的隊列起飛，以最快的速度投送最大的攻擊數量。

但到了二戰末期，艦載機中已有40%采用彈射起飛，和戰前的不到6%反差明顯，這主要是源于艦載機性能的提升、更大更重，也需要更長的跑道。比如，“復仇者”魚雷轟炸機，當甲板風速為56千米/小時時，滿掛載的“復仇者”需要150米的跑道即可起飛，但當甲板風速降為9千米/小時時，“復仇者”就需要200米的跑道才能起飛，這樣就會減少甲板的停機量，進而減少一個波次的出動數量，影響戰斗力。那么，這個時候彈射器的作用就凸現出來了。彈射器可以讓“復仇者”在5.6千米/小時甲板風的情況下滿載起飛，打擊波次的艦載機數量得到了保證。

美國海軍液壓彈射器的基本工作方式，是先通過高壓動力源來擠壓、驅動液壓油，再以高速流動的液壓油推動活塞，借由活塞的高速移動帶動一系列復雜的滑車、滑輪與纜線機構，然后利用與纜線連接的彈射梭帶動、牽引飛機加速。美國海軍的首臺液壓彈射器的工程樣機在1935年試制完成，其優點不僅是體積上的緊湊，維護上的較為方便，而且在性能上只需要11.3米的距離就可以將2500千克重的飛機推進到72千米/小時的速度。液壓的能量可以由發射藥或鍋爐的蒸汽提供，也可以是自增壓的壓縮空氣瓶，還可以是電動機。美國海軍認可了這種潛力巨大的彈射器的表現，并定型開始裝備H系列液壓彈射器。改進的MK2-1型性能又得到了很大的提高，彈射沖程增加到了24.4米，彈射能力提升到了5000千克和113千米/小時的末速度，成為美國第二次世界大戰初期最好的彈射器。

專門為超級航母“埃寒克斯”級專門設計的MK4型液壓彈射器，其彈射能力通過彈射功率調節器可以在1600千克到7300千克之間調節，彈射沖程增加到31.7米，末速度為145千米/小時。MK4型可以彈射當時航母上從F4F“野貓”到“復仇者”魚雷轟炸機的所有主力戰機。MK4在取消了彈射功率調節器、結構簡化后衍生出了MK5型液壓彈射器，其不僅用于護航航空母艦，還用于海軍的小型機場上。在美國海軍太平洋戰爭的“跳島戰術”中，在硫磺島、沖繩縣和諾曼底登陸等登陸戰的灘頭陣地的臨時機場、野戰機場上，都有MK5型液壓彈射器的身影。

第二次世界大戰結束以后，噴氣式飛機的潮流襲來，飛機起飛速度越來越高，起飛重量也越來越大。1945年底，美國海軍新一代H系列MK8型液壓彈射器由此誕生了。該型彈射器堪稱液壓彈射器技術的巔峰，能夠達到6820千克的彈射重量和193千米小時的末速度，安裝在經現代化改裝的“埃塞克斯郡"級航母上，勉強滿足了第一代艦載噴氣機的彈射需求。MK8型液壓彈射器彈射沖程已經達到53.1米，隨著艦載機技術的進步，艦載機的起飛重量已邁入10噸、20噸的級別，液壓彈射器的性能潛力已基本被挖盡。

在戰后美國海軍設計的超級航母“美國”號上，計劃搭載的是H系列最后一款MK9型液壓彈射器。其定下的性能指標是，45噸彈射重量、144千米/小時的末速度或者20噸彈射重量、194千米/小時末速度(這是噴氣式艦載機的最低起飛速度)。MK9型的彈射沖程達到了70米，加上附屬延伸距離一共90米。雖然MK9研制出樣機并安裝到中途島號航空母艦上進行了試驗，但故障率居高不下，彈射速度也不足。

對液壓式彈射器而言，為提高彈射能力，就必須采用更高的液壓工作壓力，以便提高活塞的推進速度，還要增加滑輪組的纜線纏繞比等措施，借以提高活塞驅動滑輪-纜線機構的牽引能力。但這樣一來，相關的活塞、滑車、滑輪、纜線等部件所要承受的載荷、以及尺寸和重量都會隨之攀升，勢必造成整套彈射器越來越龐大笨重。這對于上世紀50年代的制造工藝與材料技術，也將是一大挑戰。另外，液壓彈射器使用的液壓油在高速流動推進時容易出現沸燃現象，在安全性與可靠性上都存在問題。液壓油推動的活塞速度在提高到一個上限后，效率上也開始迅速下降。因此，繼續提高液壓作業壓力所能帶來的效益已很有限。對于美英海軍而言，急需發展采用全新工作機制的新型彈射器。

開槽汽缸式設計的出現

戰后美國海軍對新一代彈射器的開發，除了繼續液壓彈射器的改良型外，還有電力驅動的彈射器設計以及繼續采用發射藥作為動力的開槽汽缸式設計。最后一個選項才是蒸汽為動力的開槽氣缸式彈射器(也就是蒸汽彈射器)。

美國海軍重點發展的開槽汽缸式彈射器，其技術源于二戰時期的德國。第二次世界大戰后期，德國德國V-1導彈巡航導彈的發射就采用開槽汽缸式彈射器的彈射，以過氧化氫高錳酸鈉混合液體的化學反應產生的高壓氣體作為動力來推動活塞，然后活塞再帶動V-1巡航導彈加速升空。二戰結束后，美國軍隊將繳獲的V-1巡航導彈系統帶回了本土并展開相關研究和測試。

美國發展的以發射藥作為動力的開槽汽缸彈射器，其圓管狀汽缸的上表面有長度接近整個汽缸全長的溝槽，通過火藥爆炸產生的氣體壓力，便可驅動活塞沿著汽缸高速移動。活塞頂部則被制成鉤狀外形，伸出到汽缸溝槽，并通過牽引鋼索與飛行甲板上的飛機連接，利用高壓氣體壓力推動活塞沿著汽缸高速移動，便能牽引飛機加速。這樣汽缸中的活塞從高壓氣體獲得的彈射力就直接傳遞給了艦載機，不再需要液壓彈射器中復雜的滑輪-纜線機構，簡化了結構，降低了重量。

在推動汽缸活塞的動力來源上，相較于德國的通過化學反應產生的高壓氣體、英國的使用艦艇主機鍋爐產生的蒸汽，美國海軍之所以延續了此前采用的發射藥，是認為火藥占用的重量與空間都更小，通過引爆火藥直接產生高壓氣體，比危險的混合液體化學反應或鍋爐蒸汽動力方式更為簡單直接、性能穩定可靠。

美國海軍從1945年便開始發展利用火藥作為動力的開槽汽缸式彈射器，但直到1951年才推出了第一套原型彈射器系統C1型。通過多次實際測試C1展現出了可將13.6噸重物加速到111千米/小時的性能。盡管試驗中還存在許多問題，但美國海軍認為用火藥作為動力的開槽氣缸式彈射器的設計可行，存在的問題可以通過技術改進解決。美國海軍計劃發展兩型這樣的彈射器，用于下一代航母福萊斯特”級和“埃塞克斯郡”級的SCB-27C現代化升級改造中。一種是大功率具備31.8噸(7萬磅)級彈射能力的、用于彈射大型轟炸機的C7型，另一種是低功率18.1噸(4萬磅)級彈射能力的、用于彈射戰斗機的C10型。在“福萊斯特”級上預計安裝C7與C10各兩部，在“埃塞克斯”級改裝中預計安裝2部C10。

雖然美國海軍對這種以發射藥為動力的開槽汽缸式彈射器的發展抱以極大的熱情和樂觀，但在技術發展中卻遭遇諸多遲遲無法解決的問題，未能有突破性進展。以火藥為動力的開槽汽缸式彈射器主要面臨兩方面的問題：如何安全地利用火藥產生推動活塞的高壓氣體；在活塞運動時如何保持汽缸的密封以免氣體外泄導致壓力下降。使用火藥作為彈射器的動力來源，就要面對大量彈射用火藥的儲存問題，必須設置專用的火藥庫與相關處理設施。出海部署中大強度高頻的彈射作業，就需要航母攜帶足夠量的彈射用發射藥，這勢必會占用寶貴的艦體內部空間，并帶來額外的危險。在火藥的使用、高壓氣體的產生過程中，火藥的膛室勢必會產生高溫，藥室過熱就會限制彈射器的作業頻率，而彈射器又是航母上必須要頻繁使用的一項裝備。

對于汽缸的密封問題，在“原型"德國德國V-1導彈巡航導彈的彈射器上，由于彈射要求并不高，采用簡單的汽缸開槽密封機構即可滿足要求。但美國海軍發展的以火藥為動力的開槽汽缸式彈射器，卻要將重達二三十噸的戰略轟炸機彈射出去，開槽汽缸密封機構的設計就成為彈射器設計上的重點也是難點。當發射藥引爆產生高壓氣體推動活塞時，需要恰當地“開啟”與“密閉”汽缸開槽，以便使伸出開槽外的活塞頂部掛鉤，既能沿著汽缸開槽運動借以帶動彈射滑塊，又能不破壞汽缸的密封。由于開貫穿整個汽缸，要保持汽缸的密封是非常困難的。最終美國海軍的工程師始終無法解決上述問題。

蒸汽彈射器

同時期英國開發的蒸汽彈射器已經顯露出更高的實用性與發展潛力。蒸汽彈射器也是開槽氣缸式彈射器，只不過是選擇了鍋爐產生的高壓蒸汽作為推送活塞的動力。把主機鍋爐產生的一部分蒸汽分給彈射器使用，將造成主機可用的推進功率減少，導致航母的航速下降。但相較于蒸汽彈射器所帶來的效益，這樣的代價仍是完全可接受的。英國在開氣缸式彈射器的發展上，不僅是正確地選擇了以航母本身主機鍋爐產生的高壓蒸汽作為彈射器的動力，更為關鍵的是科林·米切爾（Colin Mitchell）創新地解決了開槽汽缸的密封問題，置于汽缸開槽上的金屬制密封條搭配汽缸蓋板一舉解決了活塞通過性與汽缸密封性的問題。

米切爾的設計稍后演變為代號BSX的蒸汽彈射器原型，1950年英國皇家海軍在“巨人"級輕型航空母艦“英仙座”號上改裝了一部全長61.9米(203英尺)的BSX-1蒸汽彈射器，隨后開始蒸汽彈射的初步測試，從靜負載的彈射滑車的彈射試驗開始，到無人駕駛飛機的彈射，再到1951年年中開始的彈射有人駕駛飛機。鑒于“英仙座”號的試驗成果，美國海軍在1952年1月邀請作為蒸汽彈射器技術展示艦的“英仙座”號訪美，在費城海軍船廠和諾福克進行了性能展示。“英仙座”號在美國進行了大約140次的彈射測試，美國海軍的F2H、F3D、F9F-2等機型成功進行了蒸汽彈射測試。

“英仙座”號結束了在美國的性能展示活動后，同年4月美國便決定向英國采購5部BSX蒸汽彈射器，以及引進后在本士自行制造。BSX蒸汽彈射器的美國版編號為C11。由此，蒸汽彈射器開始在美國海軍中生根發芽，又發展出了C11Mod.1、C7、C13Mod.1、C13Mod.2，以及蒸汽彈射器最高技術成就的代表C13Mod.3型。

蒸汽彈射器雖然彈射能力強，但也有明顯缺點，不僅極為笨重，維護人數多，而且彈射作業需要消耗大量蒸汽、難以持續高強度作業。鑒于此，美國海軍在50年代還曾試圖以體積更小、重量更輕、功率更大的內燃彈射器來取代蒸汽彈射技術內燃彈射器與火藥彈射器本質上多有神似，彈射器的動力也來自于化學能，是將JP-5航空燃油、壓縮空氣與水的組合作為推進劑，將三者持續噴射到燃燒室中，燃燒的航空燃油與燃燒室中的水產生高溫高壓氣體，通過噴口噴射到氣缸中，推動活塞和彈射滑塊帶動艦載機運動。

由于液體燃料的能量釋放密度比蒸汽儲能密度高出數百倍，所以內燃彈射器的功率更為強大，對淡水的消耗更少。內燃彈射器通過對燃料和氧化劑的調節，即可調節氣體的流量、壓力，對彈射能力的調節范圍更大。由于內燃彈射器不再像蒸汽彈射器那樣需要蓄壓罐、功率選擇閥門、變速率蒸汽注入閥以及蒸汽管線等，明顯減少了系統的體積和重量。但內燃彈射器彈射作業需要解決系統的散熱問題，如果冷卻系統不能短時間內將燃燒室的溫度降下來，系統就會因過熱而延長彈射作業間隔。最終，原計劃在“企業”號以及后來的核動力超級航母上裝備的C14型內燃彈射器，因為受限于當時技術水平造成的低可靠性，以及C13系列蒸汽彈射器性能的日趨成熟穩定，而未能裝備，美國海軍也在60年代徹底取消了內燃彈射器的研制發展計劃。

電磁彈射器

美國

早在1945年，美國海軍就在夏威夷的陸地機場上和西屋電氣公司聯手建造了一臺電磁彈射器，可以在178米的距離上把4噸重的飛機加速到180千米/小時。然而，這個能力距離當時主流的液壓彈射器有很大差距，并且制造電磁彈射器需要消耗大量的銅，使用上也需要非常強大的電能供應，因此這臺電磁彈射器盡管非常可靠和耐用，但限于當時的技術水平不可能獲得什么發展。

直到20世紀80年代，美國海軍才開始重啟電磁彈射器發展項目。當時，美國海軍在經過可行性研究后，出資委托卡曼電磁系統公司設計并建造了一套半尺寸實驗室原理驗證樣機可提供529.5千牛的推力，并對全套的電力加速和減速控制技術進行驗證。

卡曼公司是美國當時最有經驗的電磁系統提供商，能提供百米高樓使用的電磁驅動的超高速電梯，也為一些娛樂設施設計生產強大的電磁推進彈射裝置，例如有種電磁過山車可以讓2噸多重的過山車以3g的過載加速到160千米/小時。美國海軍看重卡曼公司的實際經驗和技術開發能力，最關鍵的是卡曼公司提出的一系列技術和設備都是比較成熟、可實現性很高的系統。例如該公司提出的電磁彈射系統方案并沒采用前衛的超導體，而是使用可靠性和耐用性都較好的高強永磁和常規的銅繞組電磁技術，在能耗和體積重量上求得一個不錯的平衡。

1992年12月，美國海軍空戰中心與卡曼公司簽訂了聯合研制航母電磁彈射系統關鍵組件驗證階段的合同。在關鍵組件驗證期間，重點在彈射專用測試設備上，卡曼公司設計并制造了全尺寸樣機用于驗證設計原則、性能預測，尤其是可控性、推力和效率。根據卡曼公司的估計，全尺寸電磁彈射系統比現裝備的蒸汽彈射系統輕1000噸；系統適合C-13-2蒸汽彈射器的安裝位置，可以通過主推進系統提供的獨立電力工作；可根據飛機的型號、載荷和風速等因素調節發射推力和加速度。據卡曼公司計算，電磁航母彈射系統的效率大約為70%，而蒸汽彈射系統只有6%。

1994年，電磁彈射系統項目的首席技術專家麥克·多伊爾及其同事們堅信他們在脈沖電源、電源轉換、儲能和控制方面的連續進展已能保證航母電磁彈射器的最終實現。20世紀90年代后期，美國海軍確定將CVX項目（即CVN-78“福特”號航母）作為電磁彈射器的目標平臺。當時計劃CVX于2013年編入現役，后來項目推遲了兩年。

1999年12月，美國海軍空戰中心與兩個軍工巨頭——諾斯洛普·格魯門和通用原子公司分別簽訂了兩份類似的合同，委托他們進行為期48個月的航母電磁彈射器項目評估及風險降低階段的研究及試驗。美國海軍給這兩家公司都撥了6177萬美元，供其展開驗證原型機的建造。

兩家公司分別承擔其中一些關鍵性系統的開發，美國海軍給出38項具體的技術建議、7項競爭性報價、2項突破獎勵的條款。研發工作的90%在加利福尼亞州的陽光谷完成，10%在新澤西州的麥克圭爾-迪克斯-萊克赫斯特聯合基地完成。

諾·格公司于2003年率先展示了一臺長度50米的1:4縮比樣機，并計劃以此作為驗證機來研發工程樣機。可是美國海軍空戰中心在2004年初對兩家公司的驗證機進行審查后，決定選擇通用原子公司為電磁彈射器的主承包商。2004年4月，美國海軍空戰中心將總額1.45億美元、為期5年的正式合同授予通用原子公司。自此，通用原子與北美Qinetiq、Kato工程、Curtiss-Wright EMD、德克薩斯大學電磁中心、Alion科技、STV及L-3通訊脈沖科技等公司一起合作,研發和建造電磁彈射器工程樣機。

2010年12月18日，在新澤西州麥克圭爾-迪克斯-萊克赫斯特聯合基地，美國海軍使用電磁彈射器(EMALS)成功彈射了1架F/A-18E"超級大黃蜂"戰斗攻擊機，此后又繼續對T-45C艦載教練機、C-2A艦載戰略運輸機、E-2D艦載預警機等進行了100多架次彈射試驗。2011年11月18日，美國海軍又在麥克圭爾-迪克斯-萊克赫斯特聯合基地使用電磁彈射器，2013功彈射了1架F-35C。2011年末，通用電氣原子公司電磁系統部交付第12個也是最后一個用于航母電磁彈射器(EMALS)的儲能電機。2013年3月14日，美國海軍航母電磁彈射器完成了儲能電機共享試驗，比預定日期有所提前。

2013年6月25日，美國海軍開始進入第二階段航母電磁彈射器的彈射試驗，并于當天成功彈射了1架EA-18G"咆哮者”電子戰飛機。美國海軍電磁彈射器綜合項目小組負責人喬治·蘇利奇表示，2014年后半年進行的第二階段測試將會進行300架次彈射，而且這些彈射將模擬不同航母工況，包括偏心彈射和設定系統故障彈射，從而驗證飛機能達到起飛末速度，驗證臨界彈射可靠性。這一系列事例，表明美國新型航母電磁彈射系統正在快速走向實用。

美國海軍“福特”級航母首艦“福特”號是目前全球唯一采用電磁彈射系統的現役航母。該艦于2013年11月下水，2017年4月進行首次海試。從下水到首次海試，該艦歷經約3年零5個月的時間。2017年5月31日，紐波特紐斯造船及船塢公司將“福特”號移交美國海軍，2017年7月22日，該艦入列服役。

2017年7月，福特級航母進行了首次彈射發射和攔阻著陸測試。此后，該艦針對電磁彈射系統和攔阻著陸裝置進行了多次海上測試，但結果并不十分理想。2017年出臺的一份報告中的確曾經提到，福特級航母現階段所使用的電磁彈射系統的成本已經上漲至9.6億美元，這一數字相比較2004年的預期已經高出了8.1億美元。

2019年，時任美國總統特朗普甚至呼吁在未來的“福特”級航母上重新安裝蒸汽彈射器。他指出，“福特”號的電磁彈射系統不僅“不可靠”，而且導致了工期延誤和成本超支。2021年，Behler在年度報告中稱，在2019年至2020年9月進行的11次交付后海上測試期間，“福特”號進行了3975次起飛和著陸操作，平均181次起降發生一次故障，這“遠遠低于預期”，該艦原本預計4166次起降才發生一次故障，但實際故障率竟是理論故障率的23倍。其中，2020年發生的2次故障還導致彈射器3天無法正常使用。

2022年7月，通用原子電磁系統公司(GA-EMS)宣布，使用電磁飛機彈射系統(EMALS)和先進攔阻裝置(AAG)的第10000次彈射和降落已經在美國海軍杰拉爾德·福特號航母(CVN 78)上成功進行并安全完成，這標志著福特號航母在正式作戰部署前的又一個重要里程碑。

中國

2022年6月17日，中國福建號航空母艦下水命名儀式在中國船舶集團有限公司江南造船舉行。福建艦是中國完全自主設計建造的首艘彈射型航空母艦，采用平直通長飛行甲板，配置電磁彈射和阻攔裝置，滿載排水量8萬余噸。

典型彈射器

C13蒸汽彈射器

蒸汽彈射器主要由蒸汽系統、彈射(發動)機系統、潤滑系統、液壓系統、復位發動機系統與驅動系統、首輪拖曳系統以及彈射控制系統等幾部分組成。

蒸汽系統

蒸汽系統是蒸汽彈射器的動力源，用來向彈射機系統(LaunchingEngineSystem)提供蒸汽，它一般由2個濕式蓄壓罐(或4個千式蓄壓罐)、彈射器溝槽預熱系統、蒸汽滅火系統以及相關的各類閥門與蒸汽管路組成。

彈射機系統

彈射機系統是蒸汽彈射器系統的主要部件，其功能是利用蒸汽系統提供的動力，將艦載機加速到起飛速度，完成彈射作業。彈射機系統組件較多，但大部分組件的作用都是對蒸汽進行控制，確保彈射操作時蒸汽作用到彈射發動機活塞上。彈射機系統的主要組成部分包括彈射閥組件、汽缸、活塞總成、汽缸蓋板、密封條、彈射滑塊及其運行的軌道蓋板(兼作為飛行甲板的一部分)、水剎、排氣閥等。彈射閥組件與蓄壓罐相連，工作溫度下，彈射閥開啟時蓄壓罐內的蒸汽將釋放到彈射機的汽缸中。汽缸內安裝有兩套活塞裝置，左汽缸活塞、右汽缸活塞以及附屬部件等，左右活塞由彈射滑塊組件連接在一起，彈射滑塊與艦載機前起落架上的彈射桿相連。彈射時，彈射機汽缸內的高壓蒸汽驅動活塞運動，活塞帶動滑塊運動，將艦載機彈射出去。艦載機彈射升空后，活塞和彈射滑塊通過安裝在彈射機汽缸前端的水剎制動減速、停止運動。

潤滑系統

潤滑系統作用是在彈射裝置啟動前和活塞組件運動及復位前向動力汽缸、密封條和汽缸蓋等內壁以噴霧形式供應潤滑油，進而確保汽缸壁在活塞通過前得到均勻的潤滑。其構成上比較常規，主要由潤滑泵電動機裝置、潤滑油箱、氣動潤滑控制閥、氣動電磁閥和計量泵等組成，在蒸汽彈射器的汽缸蓋上設3點潤滑孔。

液壓系統

液壓系統其功能是為彈射裝置液壓部件提供液壓油。結構依舊常規，由1個主液壓蓄壓器、1個氣瓶、3個主液壓泵、1個增壓泵與過濾器單元、1個重力供油箱、1個輔助油箱以及1個循環泵等組成。顧名思義，復位發動機系統的功能就是，在每次彈射作業結束后，通過鋼索迅速將活塞和彈射滑塊拉回復位到初始位置，以便進行下一次彈射作業。

這套系統由液壓馬達、液壓泵站、抓曳車、復位油缸、緩沖油缸、滑輪組、復位卷筒、鋼索系統、張緊機構、蓄能器組成，其實質就是一套液壓系統和滑輪系統。首輪拖曳系統先把低速移動到彈射起始位置的艦載機緩沖制動，緩沖制動過程中通過飛行甲板的引導坡道把安裝在艦載機前起落架前面的彈射拖曳桿滑落到彈射滑塊的掛鉤上，同時前起落架后面的限位桿尾端被引導坡道內的固定器鉤住。對艦載機的緩沖制動完成后，再通過張緊油缸的工作來消除彈射滑塊與艦載機拖曳桿、限位桿及限位桿固定器等之間的間隙，防止彈射初始時的不必要沖擊和飛機隨波浪擺動，最終實現艦載機起飛前的正確定位。

EMALS電磁彈射器

EMALS是設計用于擴展美海軍未來航母能力的新一代艦載機彈射系統，可適用于美海軍所有現役和未來一段時間內的艦載機。

EMALS系統采用直線電機原理，類似于“電磁炮”，在飛機發射軌道上鋪設足夠多的電磁繞組線圈，當線圈通電后，產生電磁斥力，將金屬滑塊推出并加速，滑塊帶動飛機達到起飛所需要的最低速度，從而實現飛機在航母上的起飛。

?美國福特航母首先采用了EMALS系統，EMALS系統采用中壓交流驅動技術，啟動瞬間電流較大，又由于是交流電，一般的儲能設備存儲的都是直流，無法直接儲存交流電，因此設計了飛輪儲能設備，可將交流電存儲在高速旋轉的電機里，彈射飛機時釋放交流電能，同時飛輪的轉速也下降了，再次彈射前進行充電，飛輪繼續保持高速旋轉，準備下一次彈射。

發射電機系統

發射電機系統采用緊湊的模塊化集成飛行甲板結構，直線感應電機配置，能將電流轉換為電磁力，將飛機加速送進發射道，和蒸汽彈射裝置一樣通過一個簡單的移動穿梭倉發射飛機。飛機發射后，電機電流逆轉將穿梭倉完全制動，而無需使用水剎裝置。由此可見，直線感應電機是整個電磁彈射器的核心部件。美國目前研制的直線感應電機要求的峰值功率必須在100兆瓦以上，而民用的功率遠遠低于這個水平，為此，美國只好給每部電磁彈射器都配備4臺30兆瓦直線感應電機。

電力儲能系統

航母自身的電力主要來自于核反應堆，但是該電力無法提供100兆瓦以上的峰值功率，因此需要電力儲能系統將電力儲存，經積累后再高密度釋放，以達到整個系統正常工作時的需求。電力儲能系統為每次2~3秒的發射過程輸送所需能量，并在彈射間隙接受航母電源充電。

功率轉換電子系統

功率轉換電子系統將從電力儲能系統接收的電力轉換為電壓電流合適的能量波，驅動穿梭倉沿發射道運動。這個功率轉換系統，采用了通用原子商用電源裝置生產線的可靠技術，被封裝為一個盒裝壓縮模塊，安裝在甲板下面。系統僅作用于對彈射起作用的線圈，從而使整個系統高效運轉。它還能通過改變對直線感應電機供電的電壓、頻率，使電磁彈射器在整個速度范圍內都以高效率運轉。