微觀航母之彈射器發(fā)展史

希弦

目前蒸汽彈射器的結(jié)構(gòu)與性能都已成熟，單從機(jī)械角度看已達(dá)到性能的頂峰。彈射器，與斜角甲板、光學(xué)助降系統(tǒng)已定性為目前航母的“頂配”。特別是彈射器技術(shù)，目前已是美國一枝獨(dú)秀，是其航母戰(zhàn)斗力的核心標(biāo)志之一。美國海軍航母彈射器的技術(shù)發(fā)展歷程，與此前《微觀航母》系列文曾介紹的斜角甲板、光學(xué)助降系統(tǒng)多有類似，也是“航母技術(shù)大國”的英國與“航母技術(shù)強(qiáng)國”的美國在互通著有無。彈射器的發(fā)展歷程除了前衛(wèi)的電磁彈射器和最熟知的蒸汽彈射器外，向前回溯曾有過作為“主流”或“試錯(cuò)”而發(fā)展的液壓彈射器、火藥彈射器、壓縮空氣彈射器，也有過飛輪彈射器、燃?xì)鈴椛淦鳌姎鈴椛淦鬟@樣的“花絮”。

非主流的早期彈射器

梳理彈射器的發(fā)展歷程，依舊是沿襲著“戰(zhàn)場需求牽引武器研發(fā)”的規(guī)律。在艦載機(jī)從雙翼機(jī)、單翼活塞機(jī)，向噴氣式、超音速演變的這一過程中，戰(zhàn)場需求“牽引”推動(dòng)著用于輔助艦載機(jī)起飛的彈射器的研發(fā)和進(jìn)步。但彈射器發(fā)展的開端，并不是為航母而生。這是因?yàn)?，?dāng)時(shí)艦載機(jī)的載機(jī)平臺還不是航空母艦，而是諸如戰(zhàn)列艦、巡洋艦等昔日海上編隊(duì)的旗艦。當(dāng)時(shí)，艦載機(jī)是艦隊(duì)指揮官的“空中的眼睛”，用來對敵方海上編隊(duì)搜索偵察、跟蹤監(jiān)視，以及在巨艦重炮“對轟”中進(jìn)行火力測距和校射。即便是在航母出現(xiàn)的早期，由于其載機(jī)數(shù)量仍有限，巡洋艦、戰(zhàn)列艦搭載的飛機(jī)還是艦隊(duì)空中能力的有益補(bǔ)充，航母上的艦載機(jī)則集中力量來完成戰(zhàn)斗和攻擊任務(wù)。

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(jī)加速的彈射器構(gòu)想。這種構(gòu)想與冷兵器時(shí)代攻城戰(zhàn)中所使用的拋石機(jī)原理類似，但這種設(shè)計(jì)只停留在紙面和發(fā)明專利中。利用重物下墜的加速度，再通過轉(zhuǎn)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(jī)，其重量應(yīng)是飛機(jī)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（Washington Chainbers）、西奧多·埃瑞森（Theodore Ellyson）上尉以及格倫·寇蒂斯（Glenn Curtiss）為首的團(tuán)隊(duì)并未放棄這一想法。他們將提供動(dòng)力源的重物砝碼變換成壓縮空氣推動(dòng)的氣缸，利用氣體膨脹推動(dòng)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)繩索，通過壓縮空氣的壓力和噴射量來調(diào)節(jié)彈射力量的大小。這個(gè)設(shè)計(jì)最后獲得了美國海軍技術(shù)辦公室的認(rèn)可，并開始了實(shí)物的研制試驗(yàn)工作。壓縮空氣彈射器由華盛頓海軍造船廠制造完成后，在安納波利斯的美國海軍學(xué)院組裝完畢。

1912年7月31日，壓縮空氣彈射器進(jìn)行了第一次彈射試驗(yàn)。好消息是作為試飛員的西奧多·埃瑞森成為了彈射器系統(tǒng)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(jìn)的）加速度產(chǎn)生了突然的升力，使離開彈射器的“寇蒂斯”雙翼機(jī)的機(jī)頭明顯上揚(yáng)，最終失速墜機(jī)。幸運(yùn)的是，埃瑞森成功脫險(xiǎn)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(jìn)行了改裝，加裝了一個(gè)閥門來保證只有在彈射行程到1/3時(shí)彈射器才會產(chǎn)生最大推力。

1912年12月12日，埃瑞森駕駛著“寇蒂斯”從?？吭诎⒓{卡斯蒂亞河（華盛頓海軍造船廠附近）上的煤駁船上成功彈射起飛。1915年，美國海軍的“北卡羅來納”號巡洋艦成為世界上第一艘安裝了飛機(jī)彈射器的艦艇。1915年11月5日，亨利·馬斯廷（Henry Musfin）駕駛“寇蒂斯”AB-2水上飛機(jī)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(fā)展由于資金和戰(zhàn)事的問題出現(xiàn)了停滯。

一戰(zhàn)后，美國海軍重啟了彈射器的研發(fā)，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(chǎn)。由此到20年代，幾乎所有的美國海軍的戰(zhàn)列艦和巡洋艦上都加裝了彈射器。最初的MKl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(shí)。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(dá)到了2800多千克，彈射末速度達(dá)到了98千米/小時(shí)。但隨著飛機(jī)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(shù)瓶頸，已不能滿足戰(zhàn)場需求。

美國海軍的注意力由此轉(zhuǎn)向了能量密度更高的火藥彈射器。但火藥彈射器在彈射器的發(fā)展史上只是“曇花一現(xiàn)”。火藥已經(jīng)過較長時(shí)期的軍事應(yīng)用，性能已成熟穩(wěn)定可控。經(jīng)過一系列試驗(yàn)和測試，通過調(diào)整裝藥量和增加轉(zhuǎn)盤的質(zhì)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(jī)結(jié)構(gòu)和飛行員承受的限度。1924年12月14日，安裝在“密西西比”號戰(zhàn)列艦的火藥彈射器成功地將海軍飛行員費(fèi)勒斯上尉（W.M.Fellers）駕駛的馬丁MO-1飛機(jī)彈射升空。

但火藥彈射器的問題是：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(xù)時(shí)間太短，彈射負(fù)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(huán)，彈射過程中火藥燃燒產(chǎn)生的氣體是直接排出的，只能在甲板上使用，并不適于在當(dāng)時(shí)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(yōu)勢，讓美國海軍對其念念不忘，在戰(zhàn)后發(fā)展的彈射器中仍有所應(yīng)用。

此間英國海軍對彈射器技術(shù)的發(fā)展也是興趣盎然，雖然相對美國稍有幾年滯后，但在節(jié)奏上一樣。英國彈射器的結(jié)構(gòu)方案，起初雖有電力、水力和壓縮空氣的設(shè)想，但最終在1917年定型并進(jìn)行了飛機(jī)彈射試驗(yàn)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(yīng)用后，英國海軍也推出了相應(yīng)的型號。

在彈射器即將邁入二戰(zhàn)時(shí)期的“液壓彈射”時(shí)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(shè)計(jì)方案具有平穩(wěn)可控的大牽引力和高彈射末速度的優(yōu)點(diǎn)。飛輪式彈射器采用一個(gè)6噸重的水平順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的飛輪，由粗壯的軸承穩(wěn)固地安裝在甲板下層，啟動(dòng)時(shí)讓飛輪高速旋轉(zhuǎn)，通過控制多個(gè)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(jī)。

1932年，飛輪式彈射器在陸上機(jī)場通過測試后，安裝到了CV-2“列克星敦”號和CV-3“薩拉托加”號航母上，其彈射沖程20米，彈射重量可以達(dá)到4540千克，末速度64千米/小時(shí)。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(diǎn)更明顯。甲板下重達(dá)6噸的高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，對艦艇的穩(wěn)定性很不利。另外，摩擦盤的磨損、震動(dòng)等諸多方面的機(jī)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(shù)發(fā)展史上的曇花一現(xiàn)。

大型彈射器的開端——液壓式

20世紀(jì)30年代是機(jī)械技術(shù)發(fā)展的高速期，各種原理的新設(shè)計(jì)層出不窮。就液壓技術(shù)而言，其在海軍中的應(yīng)用已無所不在，從數(shù)千Ⅱ屯重巨炮的炮塔轉(zhuǎn)向到電梯升降，高壓和超高壓液壓技術(shù)都在成熟中。最終，美國海軍在第三代彈射器的發(fā)展上選擇了由奧的斯電梯公司的工程師?？颂m·凱瑞（Falkland Cary）設(shè)計(jì)的液壓式。液壓式彈射系統(tǒng)的出現(xiàn)標(biāo)志著彈射器大型化的開端，也意味著其應(yīng)用平臺已由戰(zhàn)列艦巡洋艦等業(yè)余載機(jī)平臺轉(zhuǎn)向了新一代海上旗艦——航空母艦。

隨著航母的艦載機(jī)由雙翼機(jī)升級為單翼機(jī)，全金屬機(jī)體結(jié)構(gòu)、螺旋槳艦載機(jī)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(jī)和魚雷攻擊機(jī)。美國海軍航母上也開始考慮安裝彈射器。在二戰(zhàn)前夕，美國海軍中有約60%的艦隊(duì)航母安裝了彈射器。但當(dāng)時(shí)對航母指揮官來說，彈射器的作用還并不明顯?！叭装骞簟睉?zhàn)術(shù)下的艦載機(jī)編隊(duì)，大多數(shù)情況還青睞以傳統(tǒng)的隊(duì)列起飛，以最快的速度投送最大的攻擊數(shù)量。

但到了二戰(zhàn)末期，航母艦載機(jī)中已有40%采用彈射起飛，和戰(zhàn)前的不到6%反差明顯，這主要是源于艦載機(jī)性能的提升、更大更重，也需要更長的跑道。比如，“復(fù)仇者”魚雷轟炸機(jī)，當(dāng)甲板風(fēng)速為56千米/小時(shí)時(shí)，滿掛載的“復(fù)仇者”需要150米的跑道即可起飛，但當(dāng)甲板風(fēng)速降為9千米/小時(shí)時(shí)，“復(fù)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(jī)量，進(jìn)而減少一個(gè)波次的出動(dòng)數(shù)量，影響戰(zhàn)斗力。那么，這個(gè)時(shí)候彈射器的作用就凸現(xiàn)出來了。彈射器可以讓“復(fù)仇者”在5.6千米，小時(shí)甲板風(fēng)的情況下滿載起飛，打擊波次的艦載機(jī)數(shù)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(dòng)力源來擠壓、驅(qū)動(dòng)液壓油，再以高速流動(dòng)的液壓油推動(dòng)活塞，借由活塞的高速移動(dòng)帶動(dòng)一系列復(fù)雜的滑車、滑輪與纜線機(jī)構(gòu)，然后利用與纜線連接的彈射梭帶動(dòng)、牽引飛機(jī)加速。美國海軍的首臺液壓彈射器的工程樣機(jī)在1935年試制完成，其優(yōu)點(diǎn)不僅是體積上的緊湊，維護(hù)上的較為方便，而且在性能上只需要113米的距離就可以將2500千克重的飛機(jī)推進(jìn)到72千米，小時(shí)的速度。液壓的能量可以由火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(dòng)機(jī)。美國海軍認(rèn)可了這種潛力巨大的彈射器的表現(xiàn)，并定型開始裝備H系列液壓彈射器。改進(jìn)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(shí)的末速度，成為美國二戰(zhàn)初期最好的彈射器。

專門為超級航母“埃塞克斯”級專門設(shè)計(jì)的MK4型液壓彈射器，其彈射能力通過彈射功率調(diào)節(jié)器可以在1600千克到7300千克之間調(diào)節(jié)，彈射沖程增加到31.7米，末速度為145千米/小時(shí)。MK4型可以彈射當(dāng)時(shí)航母上從F4F“野貓”到“復(fù)仇者”魚雷轟炸機(jī)的所有主力戰(zhàn)機(jī)。MK4在取消了彈射功率調(diào)節(jié)器、結(jié)構(gòu)簡化后衍生出了MK5型液壓彈射器，其不僅用于護(hù)航航母，還用于海軍的小型機(jī)場上。在美國海軍太平洋戰(zhàn)爭的“跳島戰(zhàn)術(shù)”中，在硫磺島、沖繩和諾曼底等登陸戰(zhàn)的灘頭陣地的臨時(shí)機(jī)場、野戰(zhàn)機(jī)場上，都有MK5型液壓彈射器的身影。

二戰(zhàn)結(jié)束以后，噴氣式飛機(jī)的潮流襲來，飛機(jī)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(shù)的巔峰，能夠達(dá)到6820千克的彈射重量和193千米，小時(shí)的末速度，安裝在經(jīng)現(xiàn)代化改裝的“埃塞克斯”級航母上，勉強(qiáng)滿足了第一代艦載噴氣機(jī)的彈射需求。MK8型液壓彈射器彈射沖程已經(jīng)達(dá)到53.1米，隨著艦載機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，艦載機(jī)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(zhàn)后美國海軍設(shè)計(jì)的超級航母“美國”號上，計(jì)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(biāo)是，45噸彈射重量、144千米，小時(shí)的末速度或者20噸彈射重量、194千米，小時(shí)末速度（這是噴氣式艦載機(jī)的最低起飛速度）。MK9型的彈射沖程達(dá)到了70米，加上附屬延伸距離一共90米。雖然MK9研制出樣機(jī)并安裝到“中途島”號航母上進(jìn)行了試驗(yàn)，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(jìn)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(qū)動(dòng)滑輪一纜線機(jī)構(gòu)的牽引能力。但這樣一來，相關(guān)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(jì)50年代的制造工藝與材料技術(shù)，也將是一大挑戰(zhàn)。另外，液壓彈射器使用的液壓油，在高速流動(dòng)推進(jìn)時(shí)容易出現(xiàn)沸燃現(xiàn)象，在安全性與可靠性上都存在問題。液壓油推動(dòng)的活塞速度在提高到一個(gè)上限后，效率上也開始迅速下降。因此，繼續(xù)提高液壓作業(yè)壓力所能帶來的效益已很有限。對于美英海軍而言，急需發(fā)展采用全新工作機(jī)制的新型彈射器。

開槽汽缸式設(shè)計(jì)的出現(xiàn)

戰(zhàn)后美國海軍對新一代彈射器的開發(fā)，除了繼續(xù)液壓彈射器的改良型外，還有電力驅(qū)動(dòng)的彈射器設(shè)計(jì)以及繼續(xù)采用火藥作為動(dòng)力的開槽汽缸式設(shè)計(jì)。最后一個(gè)選項(xiàng)才是蒸汽為動(dòng)力的開槽氣缸式彈射器（也就是蒸汽彈射器）。

美國海軍重點(diǎn)發(fā)展的開槽汽缸式彈射器，其技術(shù)源于二戰(zhàn)時(shí)期的德國。二戰(zhàn)后期，德國V-1巡航導(dǎo)彈的發(fā)射就采用開槽汽缸式彈射器的彈射，以過氧化氫一過錳酸鈉混合液體的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高壓氣體作為動(dòng)力來推動(dòng)活塞，然后活塞再帶動(dòng)V-1巡航導(dǎo)彈加速升空。二戰(zhàn)結(jié)束后，美軍將繳獲的V-1巡航導(dǎo)彈系統(tǒng)帶回了本土并展開相關(guān)研究和測試。

美國發(fā)展的以火藥作為動(dòng)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(gè)汽缸全長的溝槽，通過火藥爆炸產(chǎn)生的氣體壓力，便可驅(qū)動(dòng)活塞沿著汽缸高速移動(dòng)?；钊敳縿t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(jī)連接，利用高壓氣體壓力推動(dòng)活塞沿著汽缸高速移動(dòng)，便能牽引飛機(jī)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(jī)，不再需要液壓彈射器中復(fù)雜的滑輪一纜線機(jī)構(gòu)，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了重量。

在推動(dòng)汽缸活塞的動(dòng)力來源上，相較于德國的通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高壓氣體、英國的使用艦艇主機(jī)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，美國海軍之所以延續(xù)了此前采用的火藥，是認(rèn)為火藥占用的重量與空間都更小，通過引爆火藥直接產(chǎn)生高壓氣體，比危險(xiǎn)的混合液體化學(xué)反應(yīng)或鍋爐蒸汽動(dòng)力方式更為簡單直接、性能穩(wěn)定可靠。

美國海軍從1945年便開始發(fā)展利用火藥作為動(dòng)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(tǒng)C1型。通過多次實(shí)際測試，C1展現(xiàn)出了可將13.6噸重物加速到111千米/小時(shí)的性能。盡管試驗(yàn)中還存在許多問題，但美國海軍認(rèn)為用火藥作為動(dòng)力的開槽氣缸式彈射器的設(shè)計(jì)可行，存在的問題可以通過技術(shù)改進(jìn)解決。美國海軍計(jì)劃發(fā)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”級的SCB-27C現(xiàn)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(jī)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(zhàn)斗機(jī)的C10型。在“福萊斯特”級上預(yù)計(jì)安裝C7與C10各兩部，在“埃塞克斯”級改裝中預(yù)計(jì)安裝2部C10。

雖然美國海軍對這種以火藥為動(dòng)力的開槽汽缸式彈射器的發(fā)展抱以極大的熱情和樂觀，但在技術(shù)發(fā)展中卻遭遇諸多遲遲無法解決的問題，未能有突破性進(jìn)展。以火藥為動(dòng)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(chǎn)生推動(dòng)活塞的高壓氣體：在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)如何保持汽缸的密封，以免氣體外泄導(dǎo)致壓力下降。使用火藥作為彈射器的動(dòng)力來源，就要面對大量彈射用火藥的儲存問題，必須設(shè)置專用的火藥庫與相關(guān)處理設(shè)施。出海部署中大強(qiáng)度高頻的彈射作業(yè)，就需要航母攜帶足夠量的彈射用火藥，這勢必會占用寶貴的艦體內(nèi)部空間，并帶來額外的危險(xiǎn)。在火藥的使用、高壓氣體的產(chǎn)生過程中，火藥的藥室勢必會產(chǎn)生高溫，藥室過熱就會限制彈射器的作業(yè)頻率，而彈射器又是航母上必須要頻繁使用的一項(xiàng)裝備。

對于汽缸的密封問題，在“原型”德國V-1巡航導(dǎo)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(jī)構(gòu)即可滿足要求。但美國海軍發(fā)展的以火藥為動(dòng)力的開槽汽缸式彈射器，卻要將重達(dá)二三十噸的轟炸機(jī)彈射出去，開槽汽缸密封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就成為彈射器設(shè)計(jì)上的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。當(dāng)火藥引爆產(chǎn)生高壓氣體推動(dòng)活塞時(shí)，需要恰當(dāng)?shù)亍伴_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(yùn)動(dòng)借以帶動(dòng)彈射滑塊，又能不破壞汽缸的密封。由于開槽貫穿整個(gè)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。

不過，同時(shí)期英國開發(fā)的蒸汽彈射器已經(jīng)顯露出更高的實(shí)用性與發(fā)展?jié)摿ΑＵ羝麖椛淦饕彩情_槽氣缸式彈射器，只不過是選擇了鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽作為推送活塞的動(dòng)力。把主機(jī)鍋爐產(chǎn)生的一部分蒸汽分給彈射器使用，將造成主機(jī)可用的推進(jìn)功率減少，導(dǎo)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(jià)仍是完全可接受的。英國在開槽氣缸式彈射器的發(fā)展上，不僅是正確地選擇了以航母本身主機(jī)鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽作為彈射器的動(dòng)力，更為關(guān)鍵的是科林·米切爾（Colin Mitchell）創(chuàng)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(shè)計(jì)稍后演變?yōu)榇朆SX的蒸汽彈射器原型。1950年英國海軍在“巨人”級輕型航母“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(fù)載的彈射滑車的彈射試驗(yàn)開始，到無人駕駛飛機(jī)的彈射，再到1951年年中開始的彈射有人駕駛飛機(jī)。鑒于“英仙座”號的試驗(yàn)成果，美國海軍在1952年1月邀請作為蒸汽彈射器技術(shù)展示艦的“英仙座”號訪美，在費(fèi)城海軍船廠和諾福克進(jìn)行了性能展示?！坝⑾勺碧栐诿绹M(jìn)行了大約140次的彈射測試，美國海軍的F2H、F3D、F9F-2等機(jī)型成功進(jìn)行了蒸汽彈射測試。

“英仙座”號結(jié)束了在美國的性能展示活動(dòng)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(jìn)后在本土自行制造。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(fā)芽，又發(fā)展出了C11 Mod.1、C7、C13 Mod.1、C13 Mod.2，以及蒸汽彈射器最高技術(shù)成就的代表C13 Mod.3型。

蒸汽彈射器雖然彈射能力強(qiáng)，但也有明顯缺點(diǎn)，不僅極為笨重，維護(hù)人數(shù)多，而且彈射作業(yè)需要消耗大量蒸汽、難以持續(xù)高強(qiáng)度作業(yè)。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(nèi)燃彈射器來取代蒸汽彈射技術(shù)。內(nèi)燃彈射器與火藥彈射器本質(zhì)上多有神似，彈射器的動(dòng)力也來自于化學(xué)能，是將JP-5航空燃油、壓縮空氣與水的組合作為推進(jìn)劑，將三者持續(xù)噴射到燃燒室中，燃燒的航空燃油與燃燒室中的水產(chǎn)生高溫高壓氣體，通過噴口噴射到氣缸中，推動(dòng)活塞和彈射滑塊帶動(dòng)艦載機(jī)運(yùn)動(dòng)。

由于液體燃料的能量釋放密度比蒸汽儲能密度高出數(shù)百倍，所以內(nèi)燃彈射器的功率更為強(qiáng)大，對淡水的消耗更少。內(nèi)燃彈射器通過對燃料和氧化劑的調(diào)節(jié)，即可調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力，對彈射能力的調(diào)節(jié)范圍更大。由于內(nèi)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(tǒng)的體積和重量。但內(nèi)燃彈射器彈射作業(yè)需要解決系統(tǒng)的散熱問題，如果冷卻系統(tǒng)不能短時(shí)間內(nèi)將燃燒室的溫度降下來，系統(tǒng)就會因過熱而延長彈射作業(yè)間隔。最終，原計(jì)劃在“企業(yè)”號以及后來的核動(dòng)力超級航母上裝備的C14型內(nèi)燃彈射器，因?yàn)槭芟抻诋?dāng)時(shí)技術(shù)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(wěn)定，而未能裝備，美國海軍也在60年代徹底取消了內(nèi)燃彈射器的研制發(fā)展計(jì)劃。