前言：正当中国持续推进电磁弹射系统之际，美国却宣布放弃电磁弹射器，改回传统蒸汽弹射器，一进一退之间，美中航母技术竞赛的版图正悄然改写，但这个决定的确是当下的美国最明智之举。(注：本文附有美军原版蒸汽弹射器技术手册)
一：美国的“蒸汽霸权”
航母弹射器出现于飞机发明的第二年，美国海军在一艘固定的煤炭驳船上进行了飞机弹射试验，使用的是火药驱动压缩空气弹射器，也就是一个C型汽缸，把发射药装在活塞上，像开炮那样产生火药气体产生推力，随后广泛装在战列舰和巡洋舰上弹射水上飞机，但空气弹射器功率较低，火药燃爆的震动强烈，弹射一次整个甲板都充满火药烟雾，弹射完一次后还花要很长时间清理汽缸，还无法弹射较重的飞机，随着舰载机不断加大，英国又研制了液压弹射器，大量用于二战英美航母，随着喷气舰载机的来临，必须采用更强大的弹射器。
而美国海军的缝管式液压弹射器只能弹射10吨级的飞机，接近液压弹射器的上限，压力高，绳索系统复杂，可靠性很低，没办法达到喷气机起飞需要的速度，美国又花了足够建造三艘埃塞克斯级航母的价钱企图研制更好的火药弹射器，但失败了，接着耗资相当一艘8万吨航母的价格研制内燃式弹射器同样失败了，正好此时英国米切尔公司发明BS-4型蒸汽弹射器，工作原理和压缩空气弹射器类似，但蒸汽锅炉提供高压水蒸气要快于压气机蓄气，弹射能力是液压弹射器的4.5倍，美国马上全套引进了BXS-1型蒸汽弹射器的生产技术，然后在英国货基础上加长，成为C-11型弹射器。
改装在6艘“埃塞克斯”级航母上，每艘安装两部C-11型蒸汽弹射器，能够弹射F-8、A-7、F-4等第二代喷气式舰载机，3艘“中途岛”级航母也改装3部弹射器，“中途岛”号和“罗斯福号舰艏装的是长69米的C-11-1型，左舷弹射器装的是是长度49米的C-11-2型，弹射能力稍弱，“珊瑚海”号以统一为C-11-1型，美国很快用用C-11的技术发展出了第二代C-7弹射器，可弹射20-25吨级的F-4鬼怪式战斗机和A-6入侵者攻击机，之后从“福莱斯特”号、“小鹰”级全部安装了4部弹射器，而英国第三代蒸汽弹射器在1970年出厂时，因伊利莎白大型航母号难产被取消，从此美国就成了世界唯一能制造蒸汽弹射器的国家。
C-13是美国第三代蒸汽弹射器，不再需要钢索牵引，单次发射时间从70秒降低到45秒，作业人员减少了30%，能弹射最大最重的F-14战斗机，从“中途岛”号到“布什”号均使用C-13系列蒸汽弹射器，尼米兹级核动力航母一半装备C-13弹射器，一半装备C-13-2弹射器，C-13-2属第四代蒸汽弹射器，汽缸直径从45.72厘米放大到53.34厘米，基本达到蒸汽类弹射器的极限，弹射间隔为30~45秒，4台弹射器一起可在1分半钟内弹射8架战斗机，每2~3分钟一架的话30分钟内可起飞了72架飞机，4天内可出动975架次，故障率只有万分之0.4次。
二：被嫌弃的蒸汽弹射
经过60多年的实战使用，美国海军对蒸汽弹射可是讨厌到了极点，这种弹射器原理很简单，但加工、运作的要求都很高，它主要由专门提供高温高压蒸汽的锅炉和汽缸筒、活塞、滑块、滑轨、排气管等两部分组成，一台蒸汽弹射器由两台锅炉驱动，锅炉出来的蒸汽通过数百米长的管道和很多调压阀门进入储压罐，为了保持足够的蒸汽流动速率，管路设计非常复杂，储压罐体积25立方米，其中18%装的是液态水，能满足4-5次全功率弹射，一次消耗189-207千克蒸汽，15分钟内连续弹射8次蒸汽压力会下降20%，当储压罐蒸汽压力降低时，罐中的液态水会立刻蒸发产生蒸汽缓减压力下降。
产生高压蒸汽需要大量高纯水，每次弹射都要近2吨，如果是常规动力航母，淡化一吨淡水就需要一吨的柴油，而且，弹射器与航母螺旋桨轴的蒸汽系统是一组的，锅炉连接除用于弹射外还要驱动螺旋桨，通常舰首的1，2号弹射器与动力中轴线两侧的2、3号螺旋桨轴是一组，尽管航母有4条弹射器，但大多数情况下不允许同时使用，因为15分钟内连续弹射8次蒸汽压力会降低20%，动力损失达到37%，航母航速从33节降低到28节，需要等待25分钟让蒸汽系统恢复蒸汽压力，所以航母全速前进时，两台弹射器30分钟内最大出动率不超过20架次，之后需要8-10分钟等待压力恢复。
当弹射器活塞返回时，泄压阀打开，89%的蒸汽自动流向压力比汽缸低095Mpa的冷凝器，冷凝器是加压温度梯度冷凝器，采用多级突扩式散热器，每一级都有不锈钢丝网，20秒内将200千克以上的蒸汽通过海水循环快速冷凝为液态水，这些水因混有部分润滑油，只能用于冲洗甲板、马桶，冷凝器的的功率和重复使用的容量决定了航母的最大出动率，每一次使用弹射器，冷凝器内的蒸汽温度会提高15度，蒸汽压力提高Q12Mpa，消化这部分热量需要60-90秒，连续弹射时冷却的速度跟不上排入速度时会向大气排放，冬季必须不停地向弹射器舱吹注蒸汽，不然会结冰。
三：蒸汽弹射器折磨
弹射器的主体是一个长达90米的侧开缝汽缸，分段制造的缸体呈C形，这是最恶劣的受力结构，每米应力1360吨，总应力高达12万吨，超过任何金属的屈服强度，所以采用大直径厚壁高强度不锈钢精密铸件，每段长度从36.2米到38.9米，铸造完成后需要经过三次复杂的热处理和应力处理确保形变一致，加工许可误差小于0.05mm，同心误差小于0.001mm，安装时须逐寸检查内径误差和圆心误差，100米内偏差不大于0.1mm，该区主龙骨强度加大100%，弹性形变小于001%，安装完成后需要三台膛光机进行进行两轮粗膛，一轮精细膛，确保缸壁的光洁平滑。
为了避免腔光过程出现的局部高热产生局部二次热应力，强制风冷的膛光机一小时只前进20mm，膛完需时1年，膛光了后才可以根据弹射器最后膛光的尺度生产活塞，活塞用6025高强度铝合金采用精铸加数控车床铣床切削生产，长6米，重3吨，端面是一个复杂的凹面带许多连续突起，以增大压力转换推力的接触面积，活塞有7个用于闭气的话塞环，每个环都采用压力腔的设计，有很复杂的截面形状，每台弹射器的活塞尺寸都是不一样的，相互间不能通用，所以会同时生产2-3个备用，由于汽缸是水平放置的，底部的活塞和活塞环受重力影响会产生偏磨，产生明显的漏气时就要二次精密膛光，膛光的后内径会增大几毫米，原有的活塞就不能使用了。
汽缸开缝处通常用用一个C形盖约束缸体受力，C形盖内口留下了一条114厘米的缝，用一条完整的密封条实现汽缸的闭气，密封条决定蒸汽弹射器成功与否，早期的空腔钢丝增强的硫化橡胶条，弹射80次需要检查破损，弹射230次就必须更换，C-13弹射器的密封条是弹性多层钢片和耐高温硫化橡胶，耐压强度提高了4倍，耐磨性提高了10倍，漏气量低了70%，寿命提高33倍，C-13-2换成全金属密封条，密封条受力和磨损很不均匀，每日都需要涂抹润滑剂保养，弹射前需要检查漏气量，出现压力下降速度超过允许标准就必须停机检修，弹射510~660次就要更换，更换一次要60-70人干48小时。
蒸汽弹射器是航母上费用最高的组件，一条要6000万美金，设计寿命只有15年，大修次数4-5次就要更换，全寿命费用要8.64亿美元，占舰体全寿命费用支出的20.8%，大修必须返回纽波特纽斯船厂去做，航母每运行3-5年就需要进行一次返厂大修，半年返回航母基地进行一次中等规模检修，主要内容是检查结构及防腐处理，检查和更换蒸汽系统易损件，维修电路和生活设施，其中40%的工作量是检修蒸汽弹射器，同时一台弹射器要配置58个维护人员，一艘航母上有十分之一的舰员从事和弹射器相关的工作，占用36个乘员舱，还要上千立方米的空间存放各类维护设备。
四：电磁弹射的理想与现实
受够蒸汽弹射器折磨的美国海军在研制新一代“福特”级航母时坚决反对再使用蒸汽弹射器，要求使用更轻更强更平稳的电磁弹射器，美国早在1942年建造了第一条电磁弹射器，研究了60多年，总投入超过20亿美元，认为电磁弹射器没有蒸汽弹射器复杂的蒸汽管路、储气罐、贮水柜，刹车装置、冷凝器、液压系统，重量和体积也差不多缩小50%，航母因此而减轻1000吨，能量转换效率是蒸汽弹射器的十倍，最大输出功率提高了29%，弹射重量提高到34.5吨，作业效率提高了1/4，操作和维护人员可减少30%，维修使用费用相应减少，还能节省大量的淡水和不影响航速。
这么好的弹射器自然是未来的航母最佳选择，只是理想很丰满，现实很骨感，负责计划的海军作战部副部长威廉·A·希拉里迪斯海军中将选择了一家从没有研制过弹射器的通用原子公司作为承包商开发这套有超过300万个部件的电磁弹射器，在国会批准研发预算后通用原子公司分三次向其妻子名下的“咨询公司”支付了45万美元咨询费，退役后还成为了通用原子公司年薪82万美元的高级副总裁，除此还有47名各级官员加入了通用原子公司，薪酬中明确约定公司每获得一份合同就获得0.05%提成，参议院军事委员会的议员们也提出各种拨款修正案为选区所在地的子部件供应商争取订单，换取
500万至3000万美元的选举捐赠。
通用原子公司与海军的合同规定研制花费不论多少都要有固定比例的利润，所以通用原子公司在设计时增加了大量不必要的功能以抬高成本，设立了一系列空壳公司把一个2万美元的电机功率模块抬高到45万美元，一个50美元的电子连接器抬高到1200美元，，一根120美抬高到950美元，一套50万行代码的控制软件硬生生加入100万行毫无意义的注释、重复的函数和无效的逻辑判断，然后按行数多收9000万美元，如果测试中发现一个故障，正常应该是花800万美元优化设计，但却要花4.7亿美元建立一个数据分析中心，全部计入研制费用。
最终电磁弹射器研制费用从3.177亿美元飙升至13亿美元，为了控制成本和赶上“福特”号建造进度，不得不减少飞轮储能系统和地面测试，导致可靠性严重下降，“福特”号因等待电磁弹射器推迟了三年才开始海试，2025年1月，福特号驶入加勒比海威慑委内瑞拉，2号弹射器弹射12次后就出现功率调节模块过热停机，拆装维修耗时45小时，而且由于与其他弹射器没有电气隔离，维修期间必须关闭所有弹射器，2020年6月2日就因功率调节模块发生故障，导致5天都无法弹射舰载机，该问题被视为电磁弹射系统最致命的问题，直接影响到航母的作战能力，但5年了也尚未得到根本解决。
“福特”号至今没有搭载F-35C战斗机，主要原因是弹射系统要求是推力输出稳定，但供电的脉冲功率系统晶闸管阀组经常老化，导致电机末端模块温度高达147°C，出现导通电阻升高，输出电流和电压达不到推力值，无法弹射满载的F-35C战斗机，弹射半载的F-35C战斗机起飞速度也只达到220公里/小时，另外飞轮储能系统弹射时峰值功率超过100兆瓦，产生在弹射轨道周边30米形成400V/m的高强度宽频电磁辐射，通过起落架传导至机身，仅能承受200V/m的雷达和子战系统就会出现精度下降和系统宕机，在机身上增加800公斤的金属屏蔽套也仅能降低20%-30%干扰。
五：结语
电磁弹射器如此多的隐患，特朗普要求放弃电磁弹射系统，改回传统蒸汽弹射系统自然一个是明智之举，蒸汽弹射系统的厂家虽然倒闭了，但设计图纸还在，还有大量熟悉蒸汽弹射系统的维修人员，举全国之力说不定还能再生产出来，但也不能太乐观，因为作为现代三大航母技术发明者的英国现在也造不出蒸汽弹射器了，用上了滑跳甲板，考虑到美国现在的拉垮工业，蒸汽弹射系统也未必恢复得了，实在不行可以学英国，为“福特”级4号舰加上滑跳甲板，只起飞F-35B战斗机，问题不就解决了。
就算恢复得了，但“福特”级改回蒸汽系统要增加10多千米蒸汽管路，这些双通道管路需要布置在互不相邻的防水舱室内，还不允许布置在机库顶和人员活动或居住区域，重新设计需要付出非常巨大的代价，而且还需要重新划出4000立方米的舱室容纳弹射器，最后蒸汽管路重量超过6000吨，弹射器重量2400吨，加强龙骨和甲板也要上千吨，增加的重量足以让10万吨航母头重尾轻，稳心失调，只能加配重增加排水量，必将造成巨大成本、时间与系统整合风险。
以下是美军原版蒸汽弹射器手册，这是一本很厚的技术书籍，由于篇幅有限，只放了一些简单易明的几页。
