В авиации трамплин представляет собой изогнутую вверх рампу, которая позволяет самолету взлетать с взлетно-посадочной полосы, короче требуемого разбега самолета при взлете . Подталкивая самолет вверх, можно добиться взлета на более низкой скорости , чем требуется для устойчивого полета, при этом позволяя самолету разогнаться до такой скорости в воздухе, а не на взлетно-посадочной полосе. Трамплины обычно используются для запуска самолетов с авианосцев , у которых нет катапульт .
Считается, что первое использование трамплина произошло во время Второй мировой войны , когда к HMS Furious была добавлена временная рампа для облегчения взлета тяжело нагруженных Fairey Barracudas , выполняющих ударную миссию по немецкому линкору Tirpitz . В эпоху холодной войны эта концепция изучалась как средство уменьшения длины полетных палуб, необходимых для будущих авианосцев, а также для облегчения использования все более тяжелых самолетов в море. Королевский флот проявил особый интерес к прыжкам с трамплина в 1970-х годах, проведя серию испытаний совместно с недавно разработанным истребителем Hawker Siddeley Harrier VSTOL , прежде чем решил интегрировать эту функцию в свое следующее поколение авианосцев класса Invincible . .
Доказав свою эксплуатационную ценность, многие военно-морские силы приняли трамплин на свои собственные авианосцы и десантные платформы, а также изучалось его использование на суше. Прыжок с трамплина можно использовать двумя различными способами: самолет с коротким взлетом, но с остановкой восстановления ( STOBAR ) и самолет с коротким взлетом и вертикальной посадкой ( STOVL ); они относятся к эксплуатации обычных самолетов и самолетов VSTOL соответственно. Авианосцы с катапультами стали меньшинством в XXI веке отчасти из-за снижения стоимости и сложности операций по прыжкам с трамплина.
_underway_in_the_Adriatic_Sea,_22_February_2023_(230222-N-MW880-1248).JPG/1280px-Spanish_amphibious_assault_ship_Juan_Carlos_I_(L-61)_underway_in_the_Adriatic_Sea,_22_February_2023_(230222-N-MW880-1248).JPG)
Самолет должен набирать поступательную скорость во время длительного разбега при взлете. По мере увеличения скорости движения крылья создают большую подъемную силу . При достаточно высокой скорости подъемная сила превысит вес самолета, и самолет станет способен к продолжительному полету. Поскольку самолет должен достигать скорости полета, используя только собственные двигатели, требуется длинная взлетно-посадочная полоса, чтобы самолет мог набирать скорость. На авианосце полетная палуба настолько коротка, что большинство самолетов не могут достичь скорости полета, не дойдя до конца палубы. Поскольку подъемная сила меньше силы тяжести, самолет потеряет высоту после того, как колеса покинут кабину экипажа, и, возможно, упадет в море.
Трамплин для прыжков с трамплина в конце кабины экипажа перенаправляет самолет на небольшой угол вверх, преобразуя часть движения самолета вперед в положительную скорость набора высоты . Поскольку самолет все еще движется со скоростью, недостаточной для создания достаточной подъемной силы, его скорость набора высоты начнет падать, как только он покинет кабину экипажа. Однако старт с трамплина дал самолету дополнительное время для продолжения ускорения. [1] К тому времени, когда его восходящая скорость упадет до нуля, самолет будет двигаться достаточно быстро, чтобы его крылья могли создавать достаточную подъемную силу. В этот момент самолет будет находиться в стабильном полете, стартовав с носителя, ни разу не опустившись ниже высоты кабины экипажа. [2]
На многих современных авианосцах катапульты отсутствуют, поэтому тяжелым самолетам приходится взлетать с помощью собственных двигателей. Трамплины позволяют взлетать более тяжелым самолетам, чем позволяет горизонтальная палуба. Однако запуски с трамплина не могут сравниться с полезной нагрузкой, которую обеспечивают высокоскоростные запуски с катапульты. [3] Хотя такие самолеты, как F/A 18 , которые обычно запускаются с помощью катапульты, могут использовать трап, это обычно происходит за счет уменьшения емкости топлива или боеприпасов, что существенно отрицательно влияет на объем миссии. . [4]
Первые авианосцы могли запускать самолеты, просто поворачиваясь против ветра и добавляя собственную скорость корабля к воздушной скорости, которую испытывал самолет. Во время Второй мировой войны самолеты-носители стали настолько тяжелыми, что стал желателен искусственный взлет . Палубные катапульты использовались для разгона самолетов до взлетной скорости, особенно при запуске тяжелых самолетов или когда было неудобно менять курс. [5] Первое использование трамплина произошло в 1944 году, когда британский авианосец HMS Furious нанес удар по немецкому линкору «Тирпиц» . В конце кабины экипажа временно установили относительно грубую трамплин для прыжков с трамплина, который помог тяжело нагруженным бомбами Fairey Barracudas взлететь. [6] [7]
В годы, последовавшие за Второй мировой войной, преобладающая тенденция к увеличению количества тяжелых авианосных самолетов продолжала быстро развиваться, что привело к опасениям, что в конечном итоге такое увеличение превысит жизнеспособные возможности полезной нагрузки любой катапультной системы. Соответственно, были проведены исследования альтернативных методов облегчения взлета. Исследование NACA , завершенное в 1952 году, предложило использовать трамплин после катапульты самолета для оказания дополнительной помощи вылетающим самолетам. [8] [2]
В своей магистратуре 1973 года. диссертация, лейтенант-коммандер. Доктор Тейлор из Королевского военно-морского флота Великобритании предложил использовать трамплин, чтобы помочь прыжковому самолету Harrier взлететь. [9] Его конструкция трамплина, имевшая кривую форму, поначалу была встречена со скептицизмом, но другие официальные лица поддержали испытания этого предложения. [7] Таким образом, первоначальные испытания с использованием различных углов наклона были проведены в RAE Bedford ; В качестве самолета использовался двухместный демонстратор Harrier G-VTOL . [1] [10] Результаты были дополнительно проверены с помощью методов компьютерного моделирования и моделирования. [7] Эти испытания показали, что производительность увеличивается с увеличением угла прыжка с трамплина, но проектировщики решили выбрать минимальный угол, предположительно, причина этого выбора заключалась в том, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на шасси самолета. [11]
В 1970-е годы Королевский флот рассматривал возможность строительства крейсера со сквозной палубой или легкого авианосца и решил интегрировать в проект трамплин. [7] Соответственно, авианосцы класса «Инвинсибл» были построены с трамплинами, что значительно сокращало расстояние, необходимое для взлета «Харриеров», даже когда они были отягощены полезной полезной нагрузкой. [11] [12] Лыжный трамплин оказался относительно дешевым и простым дополнением к носителям, состоящим из стальной конструкции без каких-либо движущихся частей. К первому авианосцу этого типа, HMS Invincible , был пристроен трамплин, когда он доукомплектовывался в Барроу; он был установлен под консервативным углом 7°. 30 октября 1980 года летчик-испытатель лейтенант-коммандер Дэвид Пул совершил первый взлет с трамплина в море с помощью прыжка с трамплина. [7] HMS Illustrious также изначально был оснащен аппарелью с углом наклона 7°; однако HMS Ark Royal с самого начала строился с наклоном рампы 12°, что было определено как оптимальный угол. Два предыдущих корабля впоследствии были оснащены аппарелями с углом наклона 12° для улучшения характеристик самолетов. [7]
После успеха «Харриера» трамплин стал проверенным методом запуска самолетов с кораблей без сложности и затрат, присущих катапульте. Более того, более поздние модели трамплинов имеют усовершенствования по сравнению с оригинальной конструкцией; Было установлено, что даже относительно незначительных выбоин или дефектов на абсолютно гладкой поверхности было достаточно, чтобы вызвать растрескивание шасси самолета. Именно по этой причине Королевский военно-морской флот ввел более строгие конструктивные допуски в характеристиках аппарели авианосцев класса «Куин Элизабет» . [7] Современный трамплин может быть построен как единая съемная конструкция, размещенная на носовой полетной палубе, а не полностью интегрирован в носовую часть корабля. [7]
Трамплины были добавлены не только на авианосцы, но и на многочисленные десантные корабли и десантные вертолетные доки, чтобы лучше облегчить эксплуатацию самолетов STOVL. [7] Австралийские и испанские десантные вертолетные доки класса «Хуан Карлос» (LHD) также были оборудованы трамплинами для облегчения потенциальных операций STOVL. Несколько необычно то, что ВМС США никогда не использовали лыжные трапы на своих десантных кораблях, несмотря на то, что они активно используются самолетами VSTOL, такими как несколько моделей прыжковых реактивных самолетов Harrier и Lockheed Martin F-35B Lightning II ; Утверждается, что это связано с их операциями, включающими совместное использование вертолетов и лодок. [7]
К началу двадцать первого века военно-морские силы Великобритании, Китая, Индии, Италии, России, Испании и Таиланда имели авианосцы, оборудованные трапами для катания на лыжах. [7] После вывода из эксплуатации бразильского авианосца «Сан-Паулу» в 2017 году США и Франция остались единственными двумя странами, которые все еще использовали авианосцы с катапультами.
На авианосцах с коротким взлетом, но с задержанным восстановлением ( STOBAR ) обычные самолеты запускаются с трамплина. Пилот увеличивает тягу самолета за счет включения форсажных камер, удерживая самолет за счет торможения. Две панели поднимаются с палубы авианосца перед основными стойками шасси самолета, обеспечивая неподвижность самолета. По команде пилот отпускает тормоз; панели палубы возвращаются в свои пазы; и самолет быстро выруливает вперед с максимальной тягой. Перекат через лыжную рампу запускает самолет как вверх, так и вперед. [13] [14]
МиГ -29 , стартующий через трамплин авианосца класса «Кузнецов» , может взлетать со скоростью около 70 узлов (130 км / ч; 81 миль в час) вместо обычных 140 узлов (260 км / ч; 160 миль в час) (в зависимости от многих факторов, таких как полная масса). [15]
За исключением США и Франции, все военно-морские силы мира, которые в настоящее время эксплуатируют военно-морские самолеты с авианосцев, используют трамплины для прыжков с трамплина. [16]
Самолеты с коротким взлетом и вертикальной посадкой ( STOVL ) совершают обычный взлет с перекатом, при этом реактивные выхлопные трубы настроены на обеспечение максимальной тяги вперед. Когда самолет приближается к трамплину, выхлопные форсунки вращаются, обеспечивая подъемную силу и тягу вперед. Такой взлет позволяет использовать больший взлетный вес, чем горизонтальный запуск без посторонней помощи, поскольку трамплин обеспечивает вертикальный толчок, когда это наиболее необходимо, прямо при взлете на самой низкой скорости взлета. [17]
Взлет с трамплина считается более безопасным, чем взлет с платформы с плоской крышей. Когда Harrier стартует с американского десантного вертолета (LHA), он завершает разбег и начинает полет на высоте 60 футов (18 м) над водой. У него может не быть положительной скороподъемности , особенно если во время разбега корабль наклонил нос вниз. Используя трамплин, «Харриер» обязательно взлетит с положительной скоростью набора высоты, а его инерция поднимет его на высоту от 150 до 200 футов (от 46 до 61 м) над водой. [16]
В 1988 году отряд морской пехоты США McDonnell Douglas AV-8B Harrier II провел серию летных испытаний на испанском авианосце Príncipe de Asturias . Было обнаружено, что условия взлета, при которых используются все 750 футов (230 м) кабины экипажа класса Tarawa , займут только 300 футов (91 м) с трамплином Asturias 12 ° для трамплина; это резкое улучшение для корабля без катапульт было описано как «просто удивительное». [16]
В начале 1990-х годов ВВС США изучали возможность использования трамплинов на суше для обеспечения взлета с короткой площадки; этот подход рассматривался как «возможное решение проблемы отказа от взлетно-посадочных полос в Европе» во время холодной войны . Было установлено, что при использовании трамплина с углом вылета в девять градусов расстояние, необходимое для взлета McDonnell Douglas F/A-18 Hornet, сократится примерно вдвое. [18]
{{cite journal}}: CS1 maint: бот: статус исходного URL неизвестен ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )