stringtranslate.com

Катапульта для самолета

F-14 Tomcat готовится к подключению к катапульте авианосца  Саратога

Катапульта самолета — это устройство, позволяющее самолету взлетать на ограниченное расстояние, обычно с палубы судна. Их также можно устанавливать на наземных взлетно-посадочных полосах, хотя это делается редко. Они обычно используются на авианосцах в качестве средства вспомогательного взлета .

В той форме, которая используется на авианосцах, катапульта состоит из гусеницы или прорези, встроенной в кабину экипажа , под которой находится большой поршень или челнок , прикрепленный через гусеницу к носовой стойке самолета или, в некоторых случаях, к проволочный трос , называемый уздечкой катапульты, прикрепляется к самолету и шаттлу катапульты. Исторически использовались и другие формы, такие как установка стартовой тележки, удерживающей гидросамолет, на длинной балочной конструкции, установленной на палубе военного или торгового судна , но большинство катапульт имеют аналогичную концепцию скользящих гусениц.

Для приведения в движение катапульты использовались различные средства, такие как вес и вышка , порох , маховик , давление воздуха , гидравлическая и паровая энергия , а также твердотопливные ракетные ускорители. ВМС США развивают использование электромагнитных систем запуска самолетов при строительстве авианосцев класса Джеральд Р. Форд .

Исторически сложилось так, что гидросамолеты чаще всего катапультировались, что позволяло им приземляться на воду рядом с судном и подниматься на борт, хотя во время Второй мировой войны (до появления авианосца сопровождения ) обычные истребители (особенно Hawker Hurricane ) иногда катапультироваться с торговых судов (CAM), оснащенных катапультами, для отгона вражеских самолетов, что вынуждает пилота либо отклониться на наземную взлетно-посадочную полосу, либо выпрыгнуть с парашютом или броситься в воду рядом с конвоем и ждать спасения.

История

Первый зарегистрированный полет с использованием катапульты

Катапульта, плавучий дом и неудачный аэродром для перевозки людей Сэмюэля Лэнгли (1903 г.)

Пионер авиации и секретарь Смитсоновского института Сэмюэл Лэнгли использовал катапульту с пружинным приводом для запуска своих успешных летающих моделей и неудачного аэродрома 1903 года . взлет на ограниченное расстояние. [2]

31 июля 1912 года Теодор Гордон Эллисон стал первым человеком, которого запустили с помощью катапульты ВМС США. Военно-морской флот совершенствовал систему пневматической катапульты и установил ее в доке Санти в Аннаполисе, штат Мэриленд . Первая попытка чуть не убила лейтенанта Эллисона, когда самолет вылетел из трапа носом вверх и попал под боковой ветер, толкнув самолет в воду. Эллисон смогла выбраться из-под обломков невредимой. 12 ноября 1912 года лейтенант Эллисон вошел в историю как первый успешный запуск катапульты ВМФ со стационарной угольной баржи. 5 ноября 1915 года лейтенант-коммандер Генри К. Мустин произвел первый запуск катапульты с идущего корабля. [3]

Срок подачи заявок

Межвоенный период и Вторая мировая война

Запуск Supermarine Walrus из катапульты HMS  Bermuda (1943 г.)

ВМС США экспериментировали с другими источниками энергии и моделями, включая катапульты, в которых использовался порох, и варианты маховика. 14 декабря 1924 года с авианосца «Лэнгли» с авианосца  « Лэнгли » был запущен самолет-наблюдатель «Мартин МО-1», которым пилотировал лейтенант Л. К. Хайден , с помощью катапульты, работающей на порохе. После этого запуска этот метод использовался на борту как крейсеров , так и линкоров . [4]

К 1929 году немецкие океанские лайнеры SS Bremen и Europa были оснащены пневматическими катапультами, разработанными авиационной фирмой Heinkel из Ростока [5] . Дальнейшие работы по катапультной авиапочте через Южную часть Атлантического океана проводились в первой половине 1930-х годов с двухмоторными летающими лодками Dornier Wal .

До и во время Второй мировой войны большинство катапульт на авианосцах были гидравлическими. Однако катапульты ВМС США на надводных военных кораблях работали с зарядами взрывчатого вещества, аналогичными тем, которые используются для 130-миллиметровых (5-дюймовых) орудий. Некоторые авианосцы были укомплектованы до и во время Второй мировой войны катапультами на ангарной палубе, которые стреляли по кораблям поперек , но они были непопулярны из-за их короткого пробега, низкого просвета ангарных палуб, неспособности добавить скорость движения корабля к воздушной скорости самолета для взлета. и меньший клиренс от воды (условия, которые давали пилотам гораздо меньше права на ошибку в первые моменты полета). В основном они использовались в экспериментальных целях, а во второй половине войны их использование было полностью прекращено. [4]

Испытательный пуск «Харрикейна» с использованием ракетной катапульты корабля САМ, Гринок , Шотландия, 31 мая 1941 года.

Многие военно-морские корабли, помимо авианосцев, имели на вооружении поплавковые самолеты, гидросамолеты или амфибии для разведки и обнаружения. Они были запущены с помощью катапульты и приземлены в море для подъема краном. Кроме того, концепция подводных авианосцев была разработана многими странами в межвоенный период, вплоть до Второй мировой войны и далее, когда подводная лодка запускала небольшое количество гидросамолетов для наступательных операций или корректировки артиллерии, которые подводная лодка должна была вернуть после выхода из строя. самолет приземлился. Первый запуск линейного крейсера Королевского флота состоялся с авиабазы ​​HMAS  Australia 8 марта 1918 года. Впоследствии многие корабли Королевского флота имели катапульту и от одного до четырех самолетов; линкоры или линейные крейсеры, такие как HMS  Prince of Wales, имели четыре самолета, а HMS  Rodney - два, а меньшие военные корабли, такие как крейсер HMNZS  Leander, - один. На борту были самолеты Fairey Seafox или Supermarine Walrus . Некоторые, например HMS  Nelson, не использовали катапульту, и самолет опускали в море для взлета. У некоторых были сняты самолеты и катапульты во время Второй мировой войны, например, HMS  Duke of York или раньше ( HMS  Ramillies ).

Во время Второй мировой войны ряд кораблей был оснащен катапультами с ракетным приводом: сначала истребительные катапультные корабли Королевского флота, затем вооруженные торговые суда , известные как корабли CAM из «торговых судов, вооруженных катапультами». Они использовались для сопровождения конвоев и отгона бомбардировщиков-разведчиков противника. Корабли CAM имели на борту Hawker Sea Hurricane 1A , [i] получивший название «Hurricat» или «Catafighter», и пилот выпрыгивал, если не мог долететь до посадки. [6]

Находясь в заключении в замке Кольдиц во время войны, британские военнопленные планировали попытку побега, используя падающую ванну, полную тяжелых камней и камней, в качестве движущей силы для катапульты, которая будет использоваться для запуска планера Кольдиц Петух с крыши замка.

Фау-1 наземного запуска обычно поднимались по наклонной стартовой рампе с помощью аппарата, известного как Dampferzeuger («парогенератор»). [7] [8]

Паровая катапульта

Элементы катапульты Шарля де Голля , разобранные во время ее ремонта в 2008 году.
Заключительные проверки катапульты самолета перед полетом на борту военного корабля США «  Джон К. Стеннис».

После Второй мировой войны Королевский флот разрабатывал новую катапультную систему для своего авианосного флота. Командующий К.С. Митчелл , RNV , рекомендовал паровую систему с использованием цилиндра с прорезями как эффективное и действенное средство для запуска нового поколения военно-морских самолетов. Испытания HMS  Perseus , которым пилотировали такие пилоты, как Эрик «Винкль» Браун , с 1950 года показали его эффективность. В середине 1950-х годов военно-морские силы представили паровые катапульты, способные запускать более тяжелые реактивные истребители . Также рассматривались катапульты с пороховым приводом, которые были бы достаточно мощными, но также создавали бы гораздо большие нагрузки на планер и могли бы быть непригодными для длительного использования. [4]

При запуске планка удерживает самолет на месте, пока давление пара возрастает, затем ломается (или «освобождается»; в более старых моделях использовался срезанный штифт), освобождая поршень, который тянет самолет по палубе на высокой скорости. Примерно в течение двух-четырех секунд скорость самолета под действием катапульты плюс скорость вымпельного ветра (скорость корабля плюс или минус «естественный» ветер) достаточна, чтобы позволить самолету улететь даже после отказа одного двигателя. [9]

Страны, сохранившие крупные авианосцы, например, ВМС США и ВМС Франции , до сих пор используют конфигурацию CATOBAR (катапультный взлет, но задержанное восстановление). Тактическая авиация ВМС США использует катапульты для запуска более тяжелой боевой нагрузки, чем это было бы возможно в противном случае. Более крупные самолеты, такие как E-2 Hawkeye и S-3 Viking , требуют катапультного выстрела, поскольку их тяговооруженность слишком мала для обычного взлета с перекатки на палубе носителя. [4]

Типы паровых катапульт

Типы, ранее или до сих пор эксплуатируемые военно-морскими силами Великобритании, США и Франции, включают: [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16]

Уздечники

Военный корабль США « Саратога » на ходу. Узел ловители представляют собой удлинители на концах передних катапульт.

Выступающие угловые аппарели (удерживающие устройства или рожки Ван Велма) на концах катапульты на некоторых авианосцах использовались для захвата уздечек (соединителей между шаттлом катапульты и фюзеляжем самолета) для повторного использования. Были небольшие веревки, которые прикрепляли уздечку к шаттлу, которые продолжались вниз по наклонному рогу, тянув уздечку вниз и в сторону от самолета, чтобы не повредить нижнюю часть живота. Уздечка тогда цеплялась сетями сбоку от рога. Уздечки не использовались на американских самолетах с момента окончания холодной войны , и все авианосцы ВМС США, введенные в строй с тех пор, не имели аппарелей. Последним американским авианосцем, оснащенным уздечником, был военный корабль США Карл Винсон ; начиная с военного корабля США «Теодор Рузвельт», пандусы отсутствовали. В ходе дозаправки и комплексного ремонта в конце 1990-х – начале 2000-х годов с первых трех авианосцев класса «Нимиц» были сняты уздечки . USS Enterprise был последним действующим авианосцем ВМС США , у которого все еще были прикреплены аппарели до его вывода из эксплуатации в 2012 году.

Как и его американские коллеги, французский авианосец « Шарль де Голль» не оборудован уздечниками, поскольку современные самолеты, эксплуатируемые на его борту, используют те же пусковые системы, что и в ВМС США. [18] Благодаря такой взаимной совместимости американские самолеты также могут катапультироваться и приземляться на Шарль Де Голль , и наоборот, французские военно-морские самолеты могут использовать катапульты авианосцев ВМС США. В то время, когда Super Étendard эксплуатировался на борту « Шарля де Голля» , его уздечки использовались только один раз, так как их никогда не возвращали ловцы уздечки.

Авианосцы «Клемансо» и «Фош» также были оснащены уздечками, но не для Super Étendards, а только для того, чтобы ловить и возвращать уздечки Vought F-8 Crusader . [ нужны разъяснения ]

Электромагнитная катапульта

Компьютерная модель линейного асинхронного двигателя, используемого в EMALS.

Размер и потребность в рабочей силе паровых катапульт ограничивают их возможности. Более новым подходом является электромагнитная катапульта, такая как электромагнитная система запуска самолетов (EMALS), разработанная General Atomics. Электромагнитные катапульты создают меньшую нагрузку на самолет и обеспечивают больший контроль во время запуска, обеспечивая постепенное и постоянное ускорение. Ожидается также, что электромагнитные катапульты потребуют значительно меньшего обслуживания благодаря использованию твердотельных компонентов. [19]

С линейными асинхронными двигателями экспериментировали и раньше, например, с системой Electropult компании Westinghouse в 1945 году. [20] Однако в начале 21 века военно-морские силы снова начали экспериментировать с катапультами, приводящимися в движение линейными асинхронными двигателями и электромагнитами . Электромагнитная катапульта будет более энергоэффективной на атомных авианосцах и облегчит некоторые опасности, связанные с использованием пара под давлением. На кораблях с газотурбинными двигателями электромагнитная катапульта устранит необходимость в отдельном паровом котле для выработки катапультного пара. Авианосцы ВМС США класса «Джеральд Р. Форд» и авианосец ВМС НОАК «Тип 003» включали в свою конструкцию электромагнитные катапульты. [21] [22]

Гражданское использование

С 1929 года немецкие лайнеры Norddeutscher Lloyd SS  Bremen и Europa были оснащены пневматическими катапультами, разработанными Heinkel Flugzeugwerke для запуска почтовых самолетов. [23] Эти корабли обслуживали маршрут между Германией и Соединенными Штатами. Самолет с мешками с почтой будет запущен в качестве почтового тендерного судна, когда корабль будет еще за многие сотни миль от места назначения, что ускорит доставку почты примерно на день. Первоначально использовались самолеты Heinkel He 12 , прежде чем их заменили Junkers Ju 46 , которые, в свою очередь, были заменены Vought V-85G . [24]

Немецкая авиакомпания Lufthansa впоследствии использовала специальные катапультные корабли SS  Westfalen , MS  Schwabenland , Ostmark и Friesenland для запуска более крупных летающих лодок Dornier Do J Wal (кит), Dornier Do 18 и Dornier Do 26 на южноатлантической авиапочтовой службе из Штутгарта, Германия, в Наталь, Бразилия. [25] Во время проверочных полетов в 1933 году и регулярных рейсов, начавшихся в феврале 1934 года, Уолс пролетел трансокеанский этап маршрута между Батерстом , Гамбией в Западной Африке, и Фернандо-де-Норонья , группой островов у берегов Южной Америки. Сначала была остановка для дозаправки посреди океана. Летающая лодка приземлится в открытом море, будет подниматься на борт краном, дозаправляться, а затем подниматься с помощью катапульты обратно в воздух. Однако приземление на большие океанские волны приводило к повреждению корпусов летающих лодок. С сентября 1934 года у Lufthansa было по одному кораблю поддержки на каждом конце трансокеанского этапа, обеспечивающему радионавигационные сигналы и запуск катапульт после ночного вывода самолетов в море. С апреля 1935 года «Вальсы» были спущены на воду прямо в море и пролетели всю дистанцию ​​через океан. Это стало возможным, поскольку летающие лодки могли перевозить больше топлива, когда им не приходилось взлетать из воды своим ходом, и сокращали время, необходимое для доставки почты из Германии в Бразилию, с четырех дней до трех.

С 1936 по 1938 год испытания летающей лодки Blohm & Voss Ha 139 проводились на североатлантическом маршруте в Нью-Йорк. Швабенланд также использовался в антарктической экспедиции в 1938/39 году с основной целью найти место для немецкой китобойной станции, на которой катапультированный Вальс обследовал территорию, впоследствии заявленную Германией как Новую Швабию . Все катапультные корабли Lufthansa были переданы Люфтваффе в 1939 году и использовались в качестве тендеров для гидросамолетов во время Второй мировой войны вместе с тремя катапультными кораблями , построенными для военных.

После Второй мировой войны самолеты-амфибии Supermarine Walrus также некоторое время эксплуатировались британской китобойной компанией United Whalers. Действуя в Антарктике, они были запущены с корабля-завода FF Balaena , оснащенного катапультой бывшего военно-морского самолета. [26]

Альтернативы катапультам

Военно-морские силы Китая, Индии и России используют обычные самолеты с авианосцев с « коротким взлетом, но задержанной посадкой » (STOBAR). Вместо катапульты они используют трамплин , чтобы помочь самолету взлететь с положительной скороподъемностью. Самолеты-носители, такие как J-15 , Миг-29К и Су-33, используют собственные двигатели для разгона до скорости полета. В результате они должны взлетать с уменьшенным запасом топлива и вооружения.

Все остальные военно-морские силы с авианосцами используют самолеты с коротким взлетом и вертикальной посадкой (STOVL), такие как вариант B Lockheed Martin F-35 Lightning II , BAE Sea Harrier и AV-8B Harrier II . Эти самолеты могут взлетать вертикально с легким грузом или использовать трамплин для взлета с перекатом с тяжелым грузом. Носители STOVL дешевле и, как правило, меньше по размеру по сравнению с носителями CATOBAR. [27] Британские авианосцы класса «Королева Елизавета» были построены для использования самолетов STOVL из-за ожидаемой стоимости электромагнитной катапульты; у них нет средств для выработки пара для обычной катапульты.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Mk 1A Sea Hurricane представлял собой простую модификацию утомленных боями Hurricanes с расчетом на то, что они будут потеряны после одного полета. Никакого усиления ходовой части для десантирования не было, только места крепления для запуска катапульты.
  1. ^ Макфарланд, Стивен Л. (1997). Краткая история ВВС США . футов. Бельвуар: Центр технической информации Министерства обороны. стр. 2. ISBN 0-16-049208-4.
  2. ^ Стивен Дж. Чант, Дуглас Э. Кэмпбелл (2013). Журнал патентов: инновационные патенты, которые продвинули ВМС США . Syneca Research Group, Inc. п. 289. ИСБН 978-1-105-62562-6.
  3. ^ «У нашего военно-морского флота лучшая катапульта для гидросамолета; новое изобретение капитана Вашингтона И. Чемберса позволяет запускать самолеты с палубы военного корабля в море» (PDF) . query.nytimes.com . Проверено 24 ноября 2015 г.
  4. ^ abcd «Запуск и восстановление: от маховиков к магнитам». navalaviationnews.navylive.dodlive.mil . Архивировано из оригинала 25 ноября 2015 г. Проверено 24 ноября 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  5. ^ "Катапульта Хейнкеля на СС Бремен" . histaviation.com . 3 августа 1929 года . Проверено 13 июля 2017 г. Катапульта HEINKEL K2, установленная на северогерманском лайнере Lloyd «Бремен», который сыграл важную роль в создании недавнего трансатлантического почтового протокола, является результатом двухлетних экспериментов и разработок доктора Эрнста Хейнкеля, ее конструктора.
  6. ^ "Профиль авианосца HMS Ariguani. База данных авианосцев Архива авиации флота 1939-1945" . www.fleetairarmarchive.net . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 15 февраля 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  7. ^ Уэррелл 1985.
  8. ^ Завещатель (2 мая 2011 г.). «Фау 1 самолёт планеты, 2 часть». Архивировано из оригинала 11 апреля 2016 года . Проверено 24 апреля 2018 г. - через YouTube.
  9. ^ аб Фридман, Норман (1983). Авианосцы США: иллюстрированная история дизайна . Издательство Военно-морского института. ISBN 978-0-87021-739-5.
  10. ^ Пауэр, Хью Ирвин (1996). Авиакомпания Лексингтон . Колледж-Стейшн, Техас: Издательство Техасского университета A&M. п. 72. ИСБН 978-0-89096-681-5.
  11. ^ "Глава 4 ПАРОВЫЕ КАТАПУЛЬТЫ" . navyaviation.tpub.com . Архивировано из оригинала 25 ноября 2015 г. Проверено 24 ноября 2015 г.
  12. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 3 июня 2016 г. Проверено 13 мая 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  13. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 3 июня 2016 г. Проверено 13 мая 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  14. ^ "CV-Cats&SkiRamps" . www.mnvdet.com . Архивировано из оригинала 27 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 г.
  15. ^ Помощник авиационного боцмана E3 & 2 . Центр разработки программ военно-морского образования и подготовки. 1983. с. 152. hdl : 2027/uiug.30112101044656 .
  16. ^ Слушания по расследованию контрактов TFX в Постоянном подкомитете по расследованиям Комитета по операциям правительства . Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. п. 19. hdl : 2027/uc1.a0000159228 .
  17. ^ Денисон, КБ (апрель 1957 г.). «Паровая катапультная установка». Журнал военно-морской техники . 10 (2) . Получено 15 мая 2023 г. - из Военно-морского архива - Канадская коллекция.
  18. ^ "¤ ACAM ¤ Связь" . www.acam.asso.fr. ​Архивировано из оригинала 8 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 г.
  19. ^ «История, путешествия, искусство, наука, люди, места - журнал Air & Space» . airspacemag.com .
  20. ^ Линейные электрические машины - личный взгляд ЭРИК Р. ЛЕЙТУЭЙТ ПРОЦЕДУРЫ IEEE, VOL. 63, НЕТ. 2 ФЕВРАЛЯ 1975 ГОДА
  21. ^ «Класс Джеральда Р. Форда (CVN 78/79) - Программа будущего авианосца ВМС США CVN 21 - Военно-морские технологии» . naval-technology.com . Архивировано из оригинала 20 декабря 2013 г.
  22. ↑ Гади, Франц-Стефан (6 ноября 2017 г.). «Новый китайский авианосец будет использовать усовершенствованную систему реактивного запуска». Дипломат .
  23. ^ "Катапульта Хейнкеля на СС Бремен" . histaviation.com . 3 августа 1929 года. Архивировано из оригинала 13 сентября 2017 года . Проверено 13 июля 2017 г. Катапульта HEINKEL K2, установленная на северогерманском лайнере Lloyd «Бремен», который сыграл важную роль в создании недавнего трансатлантического почтового протокола, является результатом двухлетних экспериментов и разработок доктора Эрнста Хейнкеля, ее конструктора.
  24. ^ Кук, Джон (март 2002 г.). «Выстрел с кораблей: авиапочта в Бремене и Европе». Воздушная классика. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Проверено 27 февраля 2013 г.
  25. ^ Корпорация, Боннье (1 февраля 1933 г.). «Популярная наука». Компания Бонньер . Проверено 24 апреля 2018 г. - через Google Книги.
  26. ^ Лондон 2003, с. 213.
  27. ^ «Почему я присоединился к Темной стороне» . Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г.

Библиография

Викискладе есть медиафайлы, связанные с авиационными катапультами .