stringtranslate.com

Электромагнитная катапульта

Электромагнитная катапульта , также называемая EMALS («электромагнитная система запуска самолетов») по названию конкретной американской системы, является типом системы запуска самолетов. В настоящее время только Соединенные Штаты и Китай успешно разработали ее, и она установлена ​​на авианосцах класса Gerald R. Ford и китайском авианосце Fujian . Система запускает самолеты с палубы с помощью катапульты , использующей линейный индукционный двигатель вместо обычного парового поршня .

Электромагнитные катапульты имеют ряд преимуществ по сравнению с паровыми аналогами. Поскольку скорость ускорения самолета более равномерна (и настраивается), нагрузка на планер самолета значительно снижается, что приводит к повышению безопасности и выносливости, а также снижению затрат на техническое обслуживание самолета. Электромагнитные системы также весят меньше, как ожидается, будут стоить меньше и требовать меньшего обслуживания, и могут запускать как более тяжелые, так и более легкие самолеты, чем паровые катапульты. Они также занимают меньше места под палубой и не требуют пресной воды для своей работы, тем самым снижая потребность в энергоемком опреснении .

История

Разработанные в 1950-х годах паровые катапульты оказались исключительно надежными. Авианосцы, оснащенные четырьмя паровыми катапультами, могли использовать по крайней мере одну из них в 99,5% случаев. [1] Однако у них есть несколько недостатков. Одна группа инженеров ВМС писала: «Главный недостаток заключается в том, что катапульта работает без обратной связи . Без обратной связи часто возникают большие переходные процессы в силах буксировки, которые могут повредить или сократить срок службы планера». [2] Паровая система массивна, неэффективна (4–6%), [3] и сложна в управлении. Эти проблемы управления позволяют паровым катапультам авианосцев класса «Нимиц» запускать тяжелые самолеты, но не такие легкие, как многие беспилотные летательные аппараты .

Компания General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) разработала первую современную электромагнитную катапульту, [4] названную Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS), для ВМС США . Система была установлена ​​на авианосце USS Gerald R. Ford , заменив традиционные паровые катапульты . Это нововведение устраняет традиционную необходимость в выработке и хранении пара, освобождая значительную площадь под палубой. С помощью EMALS Gerald R. Ford может выполнять на 25% больше запусков самолетов в день, чем класс Nimitz , и требует на 25% меньше членов экипажа. [5] EMALS использует линейный индукционный двигатель (LIM), который использует переменный ток (AC) для генерации магнитных полей, которые приводят в движение тележку по рельсам для запуска самолета. [6] [7] Система, несколько похожая на EMALS, электропульта Westinghouse , была разработана в 1946 году, но не была развернута. [8]

Китай разработал электромагнитную катапультную систему в 2000-х годах для авианосцев, но с другим техническим подходом. Китайцы приняли средневольтную систему передачи постоянного тока (DC) [9] вместо системы катапульт переменного тока, разработанной Соединенными Штатами. [6] [10]

Системы в стадии разработки

Концепция наземного шасси предназначена для гражданского использования и развивает идею электромагнитной системы запуска самолета на шаг дальше, при этом все шасси остаются на взлетно-посадочной полосе как при взлете , так и при посадке . [11]

Китай

Контр-адмирал ВМС Китая Инь Чжо заявил, что следующий авианосец Китая также будет иметь электромагнитную систему запуска самолетов. [12] В 2012 году СМИ заметили несколько прототипов, а самолеты, способные осуществлять электромагнитный запуск, проходят испытания на исследовательском объекте ВМС Китая. [13]

Согласно отчету, опубликованному в июле 2017 года, строительство авианосца Тип 003 было перенесено с целью выбора между паровой или электромагнитной катапультой, а последние результаты конкурса показывают, что на авианосце Тип 003 будут использоваться электромагнитные пусковые установки. [14] [15]

Военный руководитель Китая утверждает, что был достигнут прорыв в области электромагнитных систем запуска для авианосцев, и будет использовать такую ​​систему на третьем авианосце, который Китай построит после Type 002. Система запуска питается от ископаемого топлива через генераторы и конденсаторы. [16] [17] [18] Проектированием авианосца Type 003 руководит контр-адмирал Ма Вэймин .

Электромагнитная катапульта Китая была установлена ​​на третьем авианосце, авианосце «Фуцзянь» . [19] [20]

Россия

Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) разрабатывает новые пусковые установки для боевых самолетов, базирующихся на авианосцах, сообщил ТАСС 4 июля 2018 года президент ОСК Алексей Рахманов . [21]

Соединенные Штаты

General Atomics EMALS была разработана для авианосца класса Gerald R. Ford и для него. [22] Предложение о модернизации его для авианосцев класса Nimitz было отклонено. Джон Шэнк сказал: «Самые большие проблемы, с которыми сталкиваются авианосцы класса Nimitz, — это ограниченная возможность генерации электроэнергии, а также вызванное модернизацией увеличение веса корабля и эрозия запаса центра тяжести, необходимого для поддержания устойчивости корабля». [23]

Индия

В 2013 году ВМС Индии , как сообщается, пытались оснастить авианосец электромагнитной катапультой, которая могла бы позволить запускать более крупные самолеты, а также беспилотные боевые летательные аппараты . [24] Хотя изначально планировалось, что ее импортируют из иностранных фирм для INS Vishal , по сообщениям от 2024 года, она разрабатывается самостоятельно компанией Bharat Electronics при содействии компаний частного сектора. Концепция системы была продемонстрирована высокопоставленным должностным лицам ВМС Индии и министру обороны . ВМС планируют получить разрешение на строительство наземной полномасштабной модели, чтобы начать разработку. [25]

Согласно сообщению СМИ за август 2024 года, Научно-исследовательское и опытно-конструкторское учреждение (инженеры) разработало уменьшенный прототип, способный запускать полезные грузы весом до 400 кг на коротком расстоянии от 16 до 18 метров. Для дальнейшей разработки и масштабирования для использования на будущих авианосцах они в настоящее время ищут партнеров в отрасли. Система может обрабатывать платформы весом до 40 тонн. Две важнейшие технологии, которые были успешно разработаны для электромагнитной катапульты, — это Pulse Power, которая управляет требованиями к мощности электромагнитной катапульты и обеспечивает точные и надежные запуски, и Linear Electric Machine, которая создает электромагнитную силу, необходимую для запуска самолетов. [26] [27] [28] [29]

Корабли с электромагнитной катапультой

Соединенные Штаты

Авианосец типа «Джеральд Р. Форд» (в строю)

Китай

Китайский авианосец «Фуцзянь» (проходит ходовые испытания)

Десантный вертолетный док типа 076 (планируется) [30]

Авианосец типа 004 (планируется)

Франция

Будущий французский авианосец (планируется)

Россия

Проект 23000Э (предлагаемый)

Индия

INS Вишал (предложено)

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Шенк, Джон. Модернизация авианосного флота США , стр. 80.
  2. ↑ Дойл, Майкл, Дуглас Сэмюэл, Томас Конвей и Роберт Климовски. «Электромагнитная система запуска самолетов – EMALS». Инженерная станция ВМС США Лейкхерст. 1 марта. С. 1.
  3. ^ Дойл, Майкл, «Электромагнитная система запуска самолета – EMALS». стр. 1.
  4. ^ PEO Carriers Public Affairs (15 мая 2015 г.). «ВМС объявляют об успешном испытании электромагнитной катапульты на CVN 78». ВМС США .
  5. ^ "Новый авианосец класса Ford: на 25 процентов больше рейсов в день". The Christian Science Monitor . 9 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 9 ноября 2013 г.
  6. ^ ab "EMALS: Learning to Launch". New England Wire . 4 мая 2020 г.
  7. ^ Швебер, Билл (11 апреля 2002 г.). «Как это работает». Журнал EDN . Получено 7 ноября 2014 г.
  8. ^ Excell, Jon (30 октября 2013 г.). «Октябрь 1946 г. – Westinghouse представляет Electropult». The Engineer. Архивировано из оригинала 7 сентября 2015 г. Получено 30 июня 2017 г.
  9. ^ Гэди, Франц-Штефан (6 ноября 2017 г.). «Новый авианосец Китая будет использовать усовершенствованную систему реактивного запуска». The Diplomat .
  10. ^ Йео, Майк (9 ноября 2017 г.). «Китай заявляет о прорыве в электромагнитной системе запуска для авианосца». Defense News .
  11. ^ Рохач, Даниэль; Воскуйл, Марк; Рохач, Йожеф; Шустра, Роммерт-Ян (2013). «Предварительная оценка воздействия на окружающую среду, связанного со взлетом и посадкой самолетов, поддерживаемых наземным источником энергии (MAGLEV)». Журнал аэрокосмических операций . 2 (3–4): 161–180. doi :10.3233/AOP-140040.
  12. ^ "Китайский авианосец должен сократить разрыв со своим американским коллегой". english.peopledaily.com.cn . People's Daily. 18 октября 2013 г. Получено 18 октября 2013 г.
  13. ^ "简氏:中国试飞改进型歼-15 或用于测试电磁弹射器_《参考消息》官方网站" . Cankaoxiaoxi.com (на китайском языке). Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года . Проверено 30 июня 2017 г.
  14. ^ «Третий авианосец Китая станет первым, кто будет использовать паровые катапульты для запуска самолетов». yibada . 12 февраля 2017 г.
  15. ^ "Китай исследует электромагнитную систему запуска носителей". AIN онлайн . 6 июля 2017 г.
  16. ^ «Прорыв в обеспечении самой передовой системы реактивного запуска на втором отечественном авианосце Китая». SCMP . 1 ноября 2017 г.
  17. ^ «Новый авианосец Китая будет использовать усовершенствованную систему реактивного запуска». The Diplomat . 1 ноября 2017 г.
  18. ^ "Китай утверждает, что разработал электромагнитную катапульту с обычным приводом". Jane's 360. 2 ноября 2017 г. Архивировано из оригинала 11 ноября 2017 г. Получено 16 ноября 2017 г.
  19. ↑ Sutton, HI (15 апреля 2021 г.). «Новый авианосец Китая находится в той же лиге, что и авианосец класса Ford ВМС США». Naval News . Получено 17 июня 2022 г.
  20. ^ 布藍 (3 августа 2020 г.). «【國產航母】003型航母進入最後組裝進程 高清航拍照曝光».香港01 (на китайском (Гонконг)) . Проверено 17 июня 2022 г.
  21. ^ "Россия разрабатывает новые стартовые катапульты для авианосцев". ТАСС. 4 июля 2018 г. Получено 14 июля 2018 г.
  22. ^ "Carrier Launch System Passes Initial Tests". Архивировано из оригинала 28 сентября 2012 года . Получено 11 сентября 2018 года .
  23. ^ Шенк, Джон. Модернизация авианосного флота США: ускорение производства CVN 21 против дозаправки в середине срока службы. Санта-Моника: Rand Corporation, 2005. С. 76.
  24. ^ "ВМС Индии ищут систему EMALS для второго авианосца класса Vikrant". Naval Technology. 30 мая 2013 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2013 г. Получено 17 мая 2015 г.
  25. ^ "Индия ищет отечественную электромагнитную систему запуска самолетов для будущего авианосца IAC-III". India Defence . 7 марта 2024 г. Получено 27 апреля 2024 г.
  26. ^ "DRDO приближается к прорыву EMALS для запуска самолетов со скоростью 6 Махов, ищет промышленного партнера для дальнейшей разработки". Defence.in . 12 сентября 2024 г. Получено 13 сентября 2024 г.
  27. ^ Сингх, Аарав (24 августа 2024 г.). «Прорыв Индии в области EMALS: DRDO и HAL расширяют границы технологий морской авиации». PUNE.NEWS . Получено 14 сентября 2024 г.
  28. ↑ Прасад, Маниш (23 августа 2024 г.). «Электромагнитная система запуска». X (ранее Twitter) . Получено 14 сентября 2024 г.
  29. ↑ ВМС Индии (21 февраля 2024 г.). «Maritime Technical Exposition 2024» . Получено 15 сентября 2024 г.
  30. ^ Джо, Рик. «Слухи о 076, китайском беспилотном ударном авианосце». thediplomat.com . Получено 17 июня 2022 г. .

Внешние ссылки