第一五八章 彈射之難
毫無疑問，蒸汽彈射器是海軍裝備中高精密重型機械產品之一，它的研發與應用、維修與淘汰，都屬於海軍裝備二級機密。
位於共和國廣西防城港海軍航母養護基地內，隸屬於共和國重型機械工業集團公司的第2157廠，便是專為蒸汽彈射器而開辦的軍工企業，共和國當前三艘華夏名人級常規動力航空母艦，“炎黃”、“世民”、“漢武”等，以及尊嚴級大型核動力航空母艦首艘“尊嚴”號，這四艘航空母艦所配置的蒸汽彈射器都是由該廠製造。
唐仁輝一行人運氣不錯，十多年前因自來水管爆裂噴湧而靈感突現的科研勇士，也就是如今第2157廠總工程師的蒙武易正好在，曾與數千科研人員一道為“323”工程努力的蒙武易，現如今已經是共和國海軍“40”工程的總設計師，他依然在自己的老專業上努力著，不過他現在所帶領的科研團隊所奮鬥的目標還是彈射器，不過已經不是以蒸汽為動力，而是改用電能。
電磁彈射器研發相當困難，困難到已經讓這位當年雄姿英發的年輕人白了頭，聽說在基地內進行例行養護的“世民”號所有彈射器組都出現了過度疲勞使用而造成壽命銳減甚至到了不得不提前更換的地步，這位才四十餘歲卻滿頭白發的科研強人愣是從上海趕回了防城港，親自上艦為“世民”號航母蒸汽彈射器組進行了大檢查，無奈狀況實在糟糕，赫赫戰功背後，是彈射器日複一日的高強度使用，不提前報廢才怪。
蒙武易年齡遠沒有唐仁輝大，倒是和第三艦隊司令宋成豪中將相仿，因而在這些天裏他倒是很對宋成豪胃口，倆人很談得來，對海軍各方麵都了如指掌的宋成豪自然也知道蒙武易就是電磁彈射器的研發總設計師。
重大科研工程包括國防工程在內研發隊伍普遍年輕這是共和國的一大特點，因為共和國本身都才建國十餘年，或許也正是因為年輕，幹勁十足而且毫不畏懼，得到了“炎黃脊梁”科研計劃成果支持的電磁彈射器研究進度非常之快，因而在這一問題上，宋成豪很樂意請教蒙武易，彈射功率可大幅調節的電磁彈射器將會給航母作戰帶來曆史性的革命，所以他倒是已經開始想象無人戰鬥機上航母後彈射起飛作戰的樣子。
接觸不多但相見恨晚，很快就成為好友的蒙武易和宋成豪倆人很遠就看到了對方，戴著厚厚眼鏡的蒙武易微微一笑算是打了招呼，主動上前和難得來此的國防部部長唐仁輝上將握了握手，這才側目看了看一身工作服打扮的宋成豪，還別收，真像是一個老工人。
“這位便是2157廠總工程師兼廠長，他還是咱們401工程的總設計師……”杵在一旁沒事兒的宋成豪趕緊介紹道。
“還用得著你介紹嗎？”唐仁輝一笑，一把拉過蒙武易，看著宋成豪指著蒙武易一字一句的說道：“你可能想不到吧，我和蒙武易是老鄉，我還在陸軍第一集團軍那會兒，咱就已經認識了，還用得著你來介紹？”
宋成豪隻能驚訝得無言以對，原本以為蒙武易是一個毫無背景的高技術型人才，一心隻會撲在科研上，但沒想到這廝還有如此之強悍的關係，倒是一直沒聽蒙武易提起過，看來蒙武易此人不簡單，和國防部部長關係匪淺卻不為外人所知，不得不說，深藏不露才是高人啊！
“老宋，順便透露一個小秘密給你聽！”唐仁輝湊近宋成豪一旁，小聲的說道：“你小子昨晚在老蒙家裏喝了幾斤幾兩茅台我都能知道得一清二楚，不因其他，就因為蒙武易的夫人都是我給介紹的，他夫人是我在一次軍事演習中意外負傷後在軍區總醫院認識的一位護士，認了幹妹妹之後不久才結識了在國防科工委遊說蒸汽彈射器的刺頭兒小子蒙武易。”
說著，唐仁輝看了蒙武易兩眼，繼續道：“我當時就知道，這家夥肯定有兩把刷子，否則他們科研所怎麽敢於將項目爭取的重任交給他來京完成了，所以我這才將他介紹給了你們海軍司令陳紹寬！”
唐仁輝猛拍了蒙武易的肩膀兩下，大笑道：“還真沒想到，這小子愣是有貨，十分鍾不到就把陳紹寬給說服了，海軍力挺蒸汽彈射器這個項目，而我也覺得蒙武易這人有能力更有幹勁，是個值得托付的人，因此我就把我小妹介紹給了他，隻可惜蒙武易這人整天隻知道科研科研，這還都得怪海軍，搞完了蒸汽彈射器又要搞什麽電磁彈射器嘛，弄得人家蒙武易都無法照顧家裏，至今都還隻有根獨苗，你說，你們海軍到底是怎麽回事兒？”
“什麽我們海軍我們海軍的，獨生子女不是挺好嗎？我就隻有一個寶貝女兒，而且不想再有第二個孩子！”
宋成豪立馬反對唐仁輝的這種思想，共和國雖然沒有將計劃生育列為國策，但隨著共和國經濟越發發達，物質生活殷實之下人們反倒沒有了造人的積極性，“越窮越生、越生越窮”的惡性循環消失不見，人口的增長率已經幾乎逼近停滯態勢，人口總數很難打破九億大關，許多家庭都願意隻生一個，多年以後人口反倒會減少而且呈現老齡化趨勢。
一對夫妻生育兩個子女的鼓勵政策已經有很多省市實施，還曾發生過生育六胞胎的母親被政府授予英雄母親的大新聞，可見政府已經意識到了人口日趨老齡化和負增長化的弊端，但宋成豪依然屬於力挺獨生子女思想一員。
“我看，你不是不想要第二個孩子，是沒時間製造罷了！”
唐仁輝口無遮攔的開了句玩笑，蒙武易倒是覺得沒什麽，不過宋成豪倒是立馬回味過來，原來唐仁輝說來說去都是在說海軍的不是，海軍將領忙得無法顧家生孩子，還連累為海軍服務的科研人員，都說“唐老鴨”嘴巴最硬最長，現在看來，宋成豪還想加一句“最毒”。
小玩笑最能調節氣氛，無法享受生育製造過程的宋成豪隻能無奈笑笑，而蒙武易和唐仁輝倆人倒是暢懷而笑，三人倒是很輕鬆自在的就走進了保密森嚴的第2157廠廠區。
顧名思義，蒸汽彈射器所使用的動力來源便是蒸汽，作為彈射動力所在，對於航行在海上的戰艦，蒸汽的產生便是一個問題。
輕型水麵艦艇采用中高速柴油機，比如3500噸級以下的護衛艦，而燃氣輪機則多用於中型水麵艦艇，比如3000至10000噸級別的驅逐艦和巡洋艦，至於蒸汽動力，則多見於大型水麵艦艇，比如航空母艦、戰列艦和核動力潛艇，因為核動力也是蒸汽動力係統範疇。
蒸汽彈射器要裝備於航空母艦，首先需要考慮的重要依照便是航母的動力，共和國華夏名人級三艘航空母艦在現代化改造之前都采用的是蒸汽動力係統，而且由於型號統一且有規範的建造標準，因而三艘航母蒸汽壓力一致，這倒是為日後蒸汽彈射器研發問世之後，更好應用於華夏名人級航母提供了極大便利。
有了統一一致的蒸汽壓力，蒸汽彈射器的研製便有了很好的設計參照數據，因而軍用蒸汽彈射器的一係列建造標準，也是圍繞華夏名人級蒸汽動力所產生蒸汽壓力這一數據而來的，容器、管路、閥門、儀表等等設計標準也自然隨著研發的深入而逐步完善，設計、檢驗、維修、保養等規範也都日臻合理。
倒是，後來共和國海軍越發看重燃氣輪機技術在海軍艦艇中應用的廣闊前景，這樣一來也就意味著蒸汽彈射器隻能是小批量生產應用於航空母艦的特種機械產品，無法批量生產之下自然是價格昂貴，不過還在海軍不差錢，讓科研人員不要憂心錢的事情大膽研究，這才讓蒙武易等人沒有了思想包袱大膽開拓創新，才有了如今共和國海軍已經使用的很是成熟的蒸汽彈射器。
在通往生產車間的路上，作為該廠總工程師的蒙武易介紹道：“蒸汽彈射器的動力來源是來自於戰艦主動力鍋爐的蒸汽，而考慮到航母不會隨時處於高速航行狀態，因而鍋爐也不會時刻保持最高壓力狀態，因而我們設計的蒸汽彈射器取用蒸汽動力係統95%功率之時的蒸汽壓力。”
“同時，考慮到從蒸汽主動力係統到彈射器蓄壓罐之間，還得有數百米長的管道和眾多閥門，傳送的蒸汽會有一個溫度和壓力的梯度，為此我們還設計了壓力儲蓄管道！”
蒙武易指了指當前眾人所看到的車間，說道：“簡單舉個例子，航母前甲板一號和二號彈射器與航母主動力中軸線兩側的二號和三號螺旋槳驅動軸所在蒸汽動力係統為一組，彈射器與自己所配鍋爐直接相連，而兩台彈射器組的儲壓係統又直接互聯，在必要之時可以讓使用頻率低的補充使用頻率高的蒸汽，這一部分同樣有大量的管道和閥門，還得有一個可操作互逆的平衡係統，因而增加了總體結構的複雜程度！”
“當然，由於軍方要求彈射器組也要有抗損能力，所以所有管道都是雙通道的，且不會不至於機庫頂板和人員密集艙室，因而管道會有一部分是為了繞開一些艙室而增加的，這樣一來，零零種種加在一起，裝備四組彈射器的單艘航母會有75146米長、重達6458噸的蒸汽管道，可以想象，電磁彈射器能將這些管道、閥門等等省掉，電纜、控製器等重量和體積數據都很小，將會為航空母艦騰出更大的利用空間和載重，極大有利於戰鬥力的提升！”
宋成豪讚許的點著頭，而站在一旁觀望車間內生產狀況的唐仁輝也自然知道這一點，雖然他是陸軍出生，可這海軍的航母就好比陸軍的主戰坦克，能大幅提升內部空間利用率和減少不必要的負重，肯定有利於主戰坦克的戰鬥力提升，這樣一來就不難理解為什麽海軍如此積極熱情的支持電磁彈射器的研發了，將來都是核動力航母，電能有的是，輸電電纜顯然不會比蒸汽管道還龐大沉重。
“當然，在電磁彈射器問世之前，我們還將長期使用複雜的蒸汽彈射器，這是無法避免的客觀事實！”宋成豪很是無奈的說道。
作為第三艦隊司令的宋成豪對旗艦“世民”號航母很熟悉，對於航空母艦作戰重要一環的彈射工作也是如數家珍，不用專家蒙武易介紹，他很早就鑽研過常規動力航母的蒸汽彈射原理和規律，在他看來，蒸汽彈射器的操作與維護是一個極為負責的係統性工程。
一台蒸汽彈射器需要由兩台鍋爐直接驅動，而這兩台鍋爐同時還得驅動一個艦船動力主軸，在蒸汽彈射器使用之時，鍋爐裏的蒸汽將經過複雜的輸送管道和壓力儲蓄管道進入蓄壓器補充，因為掃氣容積3.25立方米的彈射器單次彈射就會消耗掉200公斤左右的蒸汽，而濕式儲壓罐的25立方米體積中有將近兩成是液態水，這些液態水是待鍋爐蒸汽經管道輸送而來為其補充之時產生蒸發效應，進而緩解壓力的急速下降。
航空母艦作為軍事武器裝備，顯然也有可能遇到不可預測的緊急狀況，而往往稱謂的應急彈射起飛能力，其實就是指蒸汽彈射器儲壓罐內所剩餘蒸汽其實並不夠一次彈射，但由於任務緊急不得不彈射起飛艦載機，在如此狀況之下，可以利用增壓泵向儲壓罐注水，壓縮儲壓罐內不多的蒸汽提及從而提高其壓力，達到彈射起飛艦載機的壓力值，進而完成應急彈射起飛作業。
“世民”號航母作為第三艦隊中的“大忙人”，隻要航母戰鬥群在海上保持巡弋甚至單艘活動之時，該航母的四組蒸汽彈射器就都有任務，每天都有或多或少的彈射任務，有時候甚至會發生集中連續使用某一組彈射器的狀況，因而在這樣一種高負荷運轉下，彈射器組不提前退休，天理何存。
當然，不管蒸汽彈射器是否狀況良好，航空母艦一向很少采用四組彈射器同時高頻率工作的方式，因為這樣一來，蒸汽的損耗會非常之快，宋成豪就曾清晰的記得，“世民”號航母曾同時使用四組蒸汽彈射器，在8分鍾之內一共彈射32架艦載機起飛，結果就是，航母蒸汽動力係統在這短短八分鍾之內損失了三噸多的蒸汽，這幾乎相當於燃起動力係統全功率工作25分鍾所能產生的蒸汽量。
當時如果繼續彈射，那麽蒸汽係統的壓力損失會達到20%，功率會損失達37%，而航母也將會從33節高航速降低到28節，且不再具備彈射起飛的能力，至少得等待20分鍾才能恢複，除非使用應急彈射起飛方式，可這種方式對於一組蒸汽彈射器而言，在其服役生涯裏隻能使用兩次，不過好在這種狀況從未發生過，否則就算應急起飛完成之後恢複半個小時乃至一個小時，完成任務返港之後，“世民”號航母四組彈射器無論如何都得報廢。
經過長期的使用，共和國海軍航母戰鬥群在海上展開訓練或者是參與戰事，都會很注意安排彈射起飛秩序，一般情況下都會嚴格的控製蒸汽彈射器的使用頻率，以雙區雙彈射方式以兩分鍾一次完成10架艦載機彈射之後，將清空甲板使用另一區的雙彈射器繼續彈射，雖然彈射40架左右艦載機會需要約莫35分鍾時間，可這樣一來倒是非常節約寶貴的蒸汽彈射器使用壽命以及來之不易的航母燃氣動力係統所供給的蒸汽。
不過可惜的是，“世民”號航母部署的地方是在多邊形勢複雜的東南亞、印度洋與波斯灣地區，大量的參與戰事也導致“世民”號沒有條件慢悠悠的彈射，緊急出動戰鬥機都是稀鬆平常之事，因而造成了彈射器使用很無規律，這就好比無規律的生活會給人類身體帶來傷害一樣，彈射器作為機器同樣有使用壽命，折壽也就成了理所應當。
生產管道的車間並不大，蒸汽管道其實都是外購而來，這一個車間的存在意義更重在於檢測，攸關軍國大事的航母蒸汽彈射器要真是因為某一段管道出現紕漏而導致彈射器無法正常使用，那才真是誤了軍國大事，所用技術工人們不敢馬虎，每一組彈射器所需的管道都需要進行檢查。
一行人繼續往前走，很快就來到了第2157廠比較重要的一個車間——汽缸加工車間，因為蒸汽彈射器的主體其實就是一個側開縫的汽缸，缸體呈受力結構最為惡劣的c形，長達90米的側縫開口處的應力總和高達12萬噸，平均算下來每米的應力有一千多噸，放眼當今全世界，還找不出什麽金屬的屈服強度能夠承受如此變態的應力考驗，所以汽缸肯定需要設計特殊結構來分攤應力，而就製造而言，共和國海軍當前使用的汽缸和活塞都是高強度高精度不鏽鋼鑄造件。
從柳州鋼鐵公司運抵車間的缸體鑄件長度不到四米，入廠之後要接受三次複雜加工的熱處理和應力處理，其最終加工結果就是要確保每一段缸體受熱後熱變形一致且加工誤差小於百分之五毫米、同心誤差小於千分之一毫米。
在航母上吊裝到位以後，還得用光學分光檢測法檢測每一節的軸心，確保彈射器100米通長內軸心偏差不小於十分之一毫米，當然要做到這一點，被安裝位置的航母龍骨也得加強一倍，確保該區域的剛性可以保證海浪砰擊所致的彈性變形小於萬分之一。
汽缸安裝完成之後便會使用自動鏜光機器人對內壁進行鏜磨，以達到讓汽缸通長內壁光滑整潔圓形度高的目的，而鏜磨的過程中又會不可避免的產生局部高溫高熱，易產生局部二次應力，所以就算有強製風冷，鏜磨的速度依然被限定得很慢，每小時的工作步進距離不到20毫米。
得益於技術的進步與製造工藝的成熟，第2157廠汽缸車間已經可以在車間內對汽缸進行粗鏜，而且是采用兩台機器人同時作業，完成粗鏜之後的汽缸最後隻需要一輪高精度的精細鏜磨便能達到使用需求。
蒸汽彈射器生產周期漫長，最大的困難就在於汽缸通長的鏜磨過程實在緩慢，一組汽缸從鑄件進廠到完成精細鏜磨，整個工期需要一年時間，更為麻煩的是，由於汽缸的精度製約了活塞的精度，因而彈射器汽缸內膛被檢測合格之後，才會以其最後鏜光的精度尺寸來製造四個活塞，其中有三個是備用。
彈射器所用活塞長達6米重達3噸，是用6025鋁合金製造而成，加工采用精鑄加切削的方式生產，而且由於活塞工作之時會承受很大的作用力，也經常被高過載考驗，因而活塞端麵需要加工出許多的凹麵和連續凸起，即在確保活塞強度之下提高端麵麵積增大壓力轉化為推理的接觸麵積。
眾人繼續前行，很快就來到了活塞加工車間，由於活塞有七個活塞環用於閉氣，這種非閉合的活塞環都是采用特種材料製作且截麵形狀複雜采用的是壓力腔設計，讓引入汽缸內的高壓蒸汽能將其壓緊在汽缸壁進行閉氣，受製於汽缸為c形而導致的閉氣環效率不足，所以才會讓單個活塞配置七個閉氣環，這也是考慮到水平放置的汽缸會讓閉氣環在重力作用下，導致閉氣環底部和汽缸壁過度摩擦而造成偏磨損壞，壞了一個之後還有另外幾個作為閉氣補充，但要是最後一個閉氣環都不能正常閉氣了，彈射器也就該回廠大修了。
站在車間內中央通行黃線內，蒙武易指著一片熱鬧景象的加工場景，介紹道：“蒸汽彈射器大多數時候出現大修需求，都是因為閉氣環失效所致，也就是出現了偏磨現象，為了解決這問題，我們首先得用上當初生產活塞之時多生產出來的兩三個備用活塞，它們當初都未加工其表麵，所以彈射器解決偏磨，就對汽缸內壁再進行一次精密加工即可，在較短的周期內便可以讓彈射器恢複作業能力，這也是為什麽我們的蒸汽彈射器設計使用壽命是15年，卻需要4至5次大修的原因！”
“那‘世民’號航母為何四個彈射器組都要更換呢？”唐仁輝不解的問道。
“這不一樣，我剛剛所講的是彈射器回廠大修僅僅是因為偏磨現象，這一故障的大修周期最長不過三周，可‘世民’號航母的不僅僅出現了偏磨現象，還有其他方麵的問題！”
蒙武易沒有繼續說話，而是帶著眾人離開了汽缸車間，來到了一個門外竟然有荷槍實彈崗哨的車間前，這才說道：“這麽說吧，每一艘航母的彈射器組都得配置一個關鍵性的部件，那就是蒸汽變速率閥門，‘世民’號航母的故障中，還包括這些個閥門已經出現了質量問題！”
“這個我知道，剛開始問世的蒸汽彈射器，隻要彈射員摁下彈射按鈕，憋足了氣的蒸汽彈射器讓開關閥瞬間打開，蒸汽不受控製的快速衝進汽缸內推動活塞，以至於被彈射的艦載機飛行員感覺像是被一炮轟了出去一樣！”
唐仁輝的解說得到了蒙武易點頭讚同，他帶著眾人慢慢走進這個關鍵性部件生產車間，同時說道：“當初的確是像唐部長所說的那樣，我們的彈射器啟動之時高壓蒸汽直接湧入儲壓罐，彈射器瞬間就會產生兩百噸左右的推力，讓二十多噸重的噴氣式模擬艦載機和測試飛行員假人產生了過大的縱向過載，飛機機體承受不住，人體就更加承受不住。
“因而，後來我們才考慮加入一個變速率閥門，讓彈射初期湧入較少蒸汽，然後隨著彈射的繼續進行，注入更多的蒸汽，如此一來變速率閥門的精確氣密性和快速反應性就非常重要！”
走進生產線末端已經生產好的一台變速率閥門前，蒙武易介紹道：“采用液壓控製的變速率閥門重達25噸，其主要用途是控製蒸汽向彈射器汽缸注入的蒸汽流量，它配置有壓力傳感器和溫度傳感器，在蒸汽彈射器整個助推過程極為短暫的2.5秒間，變速率閥就要在如此之短的時間內形成一個曲線規律，改變其閥芯的通徑大小，進而讓整個彈射過程中蒸汽的湧入呈現曲線上升，不至於讓被彈射的艦載機和飛行員都承受不了。”
“當前的變速率閥門響應時間已經達到了巔峰，千分之一秒之內的流量改變率可以達到30左右，從某種角度來講，當前我們所看到的變速率閥門已經到了機械的物理極限，再無絲毫的改進餘地，也就是說不可能反應再快了，而我們的彈射器峰值過載也將定格在4.5個g，這樣一個過載，飛行員和艦載機都能接受！”
“可問題就在於‘世民’號的變速率閥出現了質量問題，我們不敢保證繼續使用下去，它會不會出現問題，會不會出現未能變速率控製蒸汽，而造成被彈射艦載機以超過9個g的過載被炮轟出去一般，那樣強大的過載之下，飛行員肯定無法正常操作飛機，而飛機也將因為嚴重過載而直接解體，為了杜絕因彈射而造成機毀人亡的惡性事故，所以我們要對‘世民’號航母的彈射器組進行大規模的換新，其中部件之一便是這變速率閥門！”
說到這兒，站在一旁的宋成豪自然是唏噓不已，如此重要精密的部件都因頻繁使用而出現了問題，“世民”號航母看來還真是應該好好休息休息了。