Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
F-14 Tomcat готовится к подключению к катапульте на USS  Saratoga

Самолет катапульта этого устройство , используемое , чтобы позволить самолет взлетать с очень ограниченным количеством пространства, такие как палубы судна, но и установленными наземными взлетно - посадочные полосы , в редких случаях. В настоящее время он чаще всего используется на авианосцах как форма вспомогательного взлета .

В форме, используемой на авианосцах, катапульта состоит из гусеницы или паза, встроенного в полетную палубу , под которым находится большой поршень или челнок , прикрепленный через гусеницу к носовой опоре самолета, или в некоторых случаях Трос , называемый уздечкой катапульты , прикреплен к самолету и катапульте-челноку. Исторически использовались и другие формы, такие как установка пусковой тележки, удерживающей гидросамолет, на длинной балочной конструкции, установленной на палубе военного корабля или торгового судна , но большинство катапультов разделяют аналогичную концепцию скользящей гусеницы.

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, позволяя им приземляться на воду рядом с судном и подниматься на борт, хотя во время Второй мировой войны (до появления эскорт-авианосца ) обычные истребители (в частности, Hawker Hurricane ) иногда могли катапультироваться с торговых судов, оснащенных катапультами (CAM), чтобы отогнать вражеские самолеты, вынуждая пилота либо отклониться на наземную взлетно-посадочную полосу, либо выпрыгнуть на парашюте или броситься в воду возле конвоя и ждать спасения.

История [ править ]

Первый зарегистрированный полет с использованием катапульты [ править ]

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

Пионер авиации и секретарь Смитсоновского института Сэмюэл Лэнгли использовал катапульту с пружинным приводом для запуска своих успешных летающих моделей и своего неудачного аэродрома в 1903 году. [1] Точно так же братья Райт, начиная с 1904 года, использовали катапульту в стиле деррика, чтобы помочь своим первым самолетам с помощью взлет на ограниченную дистанцию. [2]

31 июля 1912 года Теодор Гордон Эллисон стал первым человеком, запущенным из катапульты ВМС США. Военно-морской флот совершенствовал систему катапульты со сжатым воздухом и установил ее на доке Санти в Аннаполисе, штат Мэриленд . Первая попытка чуть не убила лейтенанта Эллисон, когда самолет сошел с трапа носом вверх и, поймав боковой ветер, столкнул 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 Мустин совершил первый запуск катапульты с идущего корабля. [3]

Хронология приложения [ править ]

ОсобенностьВпервые увиделВпервые продемонстрировано наПервый введенный в эксплуатацию перевозчикВступление в стройПримечания
Морская катапульта1915 г.USS  North CarolinaUSS Langley - сжатый воздух
USS  Lexington - маховик
HMS  Courageous - гидравлический		1922
1927
1934		Лейтенант командир. Генри Мустин совершил первый успешный запуск 5 ноября 1915 г.
Паровая катапульта1950HMS  PerseusUSS  Hancock1954 г.добавлен к Хэнкок во время ее переоборудования SCB-27 C.
EMALS2010 г.Лейкхерст Максфилд ФилдВоенный корабль США  Джеральд Р. Форд2017 г.

Между мировыми войнами и Второй мировой войной [ править ]

Супермарин Walrus запуска с катапульты из HMS  Бермудах (1943)

ВМС США экспериментировали с другими источниками энергии и моделями, включая катапульты, в которых использовался порох и вариации маховика. 14 декабря 1924 года наблюдательный самолет Martin MO-1, пилотируемый лейтенантом Л. К. Хайденом, был запущен с военного корабля США  Лэнгли с помощью катапульты, приводимой в движение порохом. После этого запуска этот метод использовался как на крейсерах, так и на линкорах . [4]

К 1929 году немецкие океанские лайнеры SS Bremen и Europa были оснащены катапультами со сжатым воздухом, разработанными авиастроительной фирмой Heinkel из Ростока [5] , а в течение первой половины продолжалась работа с катапультами воздушной почты через Южный Атлантический океан. 1930-х годов с двухмоторными летающими лодками Dornier Wal .

До и во время Второй мировой войны большинство катапультов на авианосцах были гидравлическими. Катапульты ВМС США на надводных кораблях, однако, использовались с взрывчатыми зарядами, аналогичными тем, которые используются для 5-дюймовых орудий. Некоторые авианосцы были укомплектованы до и во время Второй мировой войны с катапультами на ангарной палубе, стрелявшими поперек кораблей , но они были непопулярны из-за их короткий пробег, низкий просвет над ангарными палубами, невозможность добавить скорость корабля вперед к воздушной скорости самолета при взлете и меньший зазор от воды (условия, которые давали пилотам гораздо меньше права на ошибку в первые моменты полета). в основном использовались в экспериментальных целях, и их использование было полностью прекращено во второй половине войны.[4]

Испытательный пуск урагана с использованием ракетно-катапульты корабля САМ, Гринок , Шотландия, 31 мая 1941 г.

Многие военно-морские суда, кроме авианосцев, имели на борту поплавки, гидросамолеты или амфибии для разведки и обнаружения. Они были спущены на воду с катапульты и приземлились в море рядом для подъема краном. Кроме того, концепция подводных авианосцев разрабатывалась несколькими странами в межвоенный период, вплоть до Второй мировой войны и в последующий период, когда подводная лодка запускала небольшое количество гидросамолетов для наступательных операций или обнаружения артиллерийских орудий, которые должны были быть подняты подводной лодкой после самолет приземлился. Первый запуск линейного крейсера Королевского флота был произведен с корабля HMAS  Australia 8 марта 1918 года. Впоследствии многие корабли Королевского флота несли катапульты и от одного до четырех самолетов; линкоры или линейные крейсеры вродеHMS  Prince of Wales несло четыре самолета, HMS  Rodney - два, а меньшие военные корабли, такие как крейсер HMNZS  Leander, нес один. Самолетами были Fairey Seafox или Supermarine Walrus . Некоторые, такие как HMS  Nelson , не использовали катапульту, и самолет был спущен 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 некоторые корабли были оснащены катапультами с ракетным приводом, сначала истребители-катапульты Королевского флота, а затем вооруженные торговые суда, известные как корабли CAM от «купцов, вооруженных катапультами». Они использовались для сопровождения конвоев, чтобы отогнать вражеские бомбардировщики-разведчики. Корабли CAM несли на борту Hawker Sea Hurricane 1A , [i] получивший название «Hurricat» или «Catafighter», и пилот спасался, если не мог долететь до приземления. [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 использовалась для запуска планера Петуха Кольдица с крыши замка.

Запускаемые с земли V-1 обычно поднимались по наклонной пусковой рампе с помощью устройства, известного как Dampferzeuger («парогенератор»). [7] [8]

Паровая катапульта [ править ]

Элементы катапульты Шарля де Голля , разобранные во время ее ремонта в 2008 году
Заключительные проверки катапульты самолета перед полетом на борту USS  John C. Stennis

После Второй мировой войны Королевский флот разрабатывал новую систему катапульты для своего флота авианосцев. Командующий Колин С. Митчелл , RNV , рекомендовал паровую систему как эффективное и действенное средство для запуска военно-морских самолетов следующего поколения. Испытания на HMS  Perseus , пилотируемые такими пилотами, 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 . Рассматривались также катапульты с пороховым приводом, которые были бы достаточно мощными, но при этом создавали бы гораздо большие нагрузки на планер и могли быть непригодными для длительного использования. [4]

При взлете фиксирующая планка удерживает самолет на месте, когда давление пара нарастает, а затем ломается (или «выпускается»; в старых моделях использовался срезанный штифт), освобождая поршень, чтобы тянуть самолет по палубе на высокой скорости. В течение примерно двух-четырех секунд скорость самолета от действия катапульты плюс скорость кажущегося ветра (скорость корабля плюс или минус «естественный» ветер) достаточна для того, чтобы самолет мог улететь, даже после потери одного двигателя. [9]

Страны, сохранившие крупные авианосцы, например, ВМС США, ВМС Франции , все еще используют конфигурацию CATOBAR ( взлет с помощью катапульты, но задержка восстановления). Тактические самолеты ВМС США используют катапульты для запуска с большей боевой нагрузкой, чем это было бы возможно в противном случае. Более крупные самолеты, такие как E-2 Hawkeye и S-3 Viking , требуют выстрела из катапульты, поскольку их тяговооруженность слишком мала для обычного взлета с разбегом на несущей палубе. [4]

Типы паровых катапультов [ править ]

В настоящее время или когда-то в составе ВМС США находятся: [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]].

ТипПолная длинаГладитьЕмкостьПеревозчики
C-11 и C-11-1225 футов (69 м)211 футов (64 м)39 000 фунтов (18 т) при 136 узлах; 70 000 фунтов (32 т) при 108 узлах Переоборудование класса SCB-27C Essex , USS  Coral Sea , установка носовой части на USS  Midway и USS  Franklin D. Roosevelt , установка на поясе на USS  Forrestal и USS  Saratoga
С-11-2162 футов (49 м)150 футов (46 м)Катапульты на поясе на авианосцах « Мидуэй» и « Франклин Д. Рузвельт»
С-7276 футов (84 м)253 футов (77 м)40 000 фунтов (18 т) при 148,5 узлах; 70 000 фунтов (32 т) при 116 узлахUSS  Ranger , USS  Independence , носовые установки на USS Forrestal и USS Saratoga
С-13265 футов (81 м)250 футов (76 м)78000 фунтов (35 т) при 139 узлахКласс Kitty Hawk , USS Midway после модернизации SCB-101.66, USS  Enterprise
С-13-1325 футов (99 м)310 футов (94 м)80000 фунтов (36 т) при 140 узлахОдна установка на USS  America и USS  John F. Kennedy , все на USS  Nimitz , USS  Dwight D. Eisenhower , USS  Carl Vinson и USS  Theodore Roosevelt
С-13-2325 футов (99 м)306 футов (93 м)USS  Abraham Lincoln , USS  George Washington , USS  John C. Stennis , USS  Harry S. Truman
С-13-3261 футов (80 м)246 футов (75 м)60 000 фунтов (27 т) при 140 узлахФранцузский авианосец  Шарль де Голль

Ловцы уздечки [ править ]

USS Saratoga на ходу. Уздоловы - это удлинители на конце передних катапультов.

Выступающие под углом пандусы (ограничители уздечки Ван Вельма или рожки) на концах катапульты на некоторых авианосцах использовались для захвата уздечки (соединителей между челноком катапульты и фюзеляжем самолета) для повторного использования. Были небольшие веревки, которые крепились для обуздания шаттла, которые продолжались вниз по наклонному рогу, чтобы тянуть уздечку вниз и от самолета, чтобы не повредить низ живота, который затем был захвачен сетями в стороне от рожка. Уздечки не использовались на самолетах США с конца холодной войны , и все авианосцы ВМС США, введенные в эксплуатацию с тех пор, не имели рамп. Последним авианосцем США, у которого был установлен ловец уздечки, был USS Carl Vinson ; Начиная с USS Theodore Roosevelt, трапы были удалены. В течениеПри заправке и комплексном капитальном ремонте в конце 1990-х - начале 2000-х годов с первых трех авианосцев класса « Нимиц» сняли уздечки . USS Enterprise был последними ВМС США оперативного носителя с пандусами еще прикрепленных до ее инактивации в 2012 году [ править ]

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

Авианосцы « Клемансо» и « Фош» также были оборудованы ловушками для уздечки, но не для Super Étendards, а только для того, чтобы ловить и возвращать уздечки Vought F-8 Crusader . [ требуется разъяснение ]

Электромагнитная система запуска самолетов [ править ]

Основная статья: Электромагнитная система запуска самолета
Компьютерная модель линейного асинхронного двигателя, используемого в EMALS.

Требования к размерам и численности паровых катапульт ограничивают их возможности. Более новый подход - это электромагнитная система запуска самолетов (EMALS). Электромагнитные катапульты создают меньшую нагрузку на самолет и обеспечивают больший контроль во время запуска, обеспечивая постепенное и постоянное ускорение. Ожидается, что электромагнитные катапульты потребуют значительно меньшего количества обслуживания за счет использования твердотельных компонентов. [19]

С линейными асинхронными двигателями экспериментировали и раньше, например, с системой Electropult Вестингауза в 1945 году. [20] Однако в начале 21 века военно-морские силы снова начали экспериментировать с катапультами, приводимыми в действие линейными асинхронными двигателями и электромагнитами . EMAL были бы более энергоэффективными на авианосцах с ядерными двигателями и уменьшили бы некоторые опасности, связанные с использованием сжатого пара. На кораблях с газотурбинными двигателями электромагнитная катапульта устранит необходимость в отдельном паровом котле для производства пара катапульты. Грядущие авианосцы класса Джеральд Р. Форд ВМС США включают в себя электромагнитные катапульты в своей конструкции. [21]

Гражданское использование [ править ]

С 1929 года немецкие авиалайнеры SS  Bremen и Europa Norddeutscher Lloyd оснащались катапультами с пневматическим приводом, разработанными Heinkel Flugzeugwerke для запуска почтовых самолетов. [22] Эти корабли обслуживали маршрут между Германией и США. Самолет с почтовыми мешками будет запущен в качестве почтового тендера, пока корабль все еще находится за многие сотни миль от пункта назначения, что ускоряет доставку почты примерно на сутки. Первоначально использовались самолеты Heinkel He 12, прежде чем их заменили Junkers Ju 46 , которые, в свою очередь, были заменены на Vought V-85G . [23]

Немецкая авиакомпания Lufthansa впоследствии использовала специальные корабли-катапульты 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 воздушной почте в Южной Атлантике из Штутгарта (Германия) в Натал. Бразилия. [24] Во время проверочных полетов в 1933 году и регулярных рейсов, начавшихся в феврале 1934 года, Уолс совершил трансокеанский этап маршрута между Батерстом , Гамбией в Западной Африке иФернандо де Норонья , группа островов у Южной Америки. Сначала была дозаправка посреди океана. Летающая лодка приземлится в открытом море, будет поднята на борт подъемным краном, заправлена ​​топливом, а затем запущена катапультой обратно в воздух. Однако приземление на большие океанские волны приводило к повреждению корпуса летающих лодок. С сентября 1934 года у Lufthansa было по кораблю поддержки на каждом конце трансокеанского этапа, обеспечивающий радионавигационные сигналы и запуск катапульты после того, как самолет вышел в море за ночь. С апреля 1935 года Вальсабыли запущены прямо в море и пролетели все расстояние через океан. Это стало возможным, поскольку летающие лодки могли нести больше топлива, когда им не нужно было взлетать с воды своим ходом, и сокращали время, необходимое для доставки почты из Германии в Бразилию, с четырех дней до трех.

С 1936 по 1938 годы на североатлантическом маршруте в Нью-Йорк проводились испытания летающей лодки Blohm & Voss Ha 139 . Швабенланд также использовался в антарктической экспедиции в 1938/39 году с основной целью найти район для немецкой китобойной станции, на которой Уолс с помощью катапульты обследовал территорию, впоследствии объявленную Германией Новой Швабией . Все Люфтганза «s катапульты судов были приняты в Люфтваффе в 1939 году и используется в качестве гидросамолет тендеров во время Второй мировой войны наряду с тремя катапульты судов , построенных для военных.

После Второй мировой войны самолеты-амфибии Supermarine Walrus также недолго эксплуатировались британской китобойной компанией United Whalers. Работая в Антарктике, они запускались с заводского корабля FF Balaena , который был оснащен катапультой бывшего военно-морского флота. [25]

Альтернативы катапультам [ править ]

ВМС Китая, Индии и России используют обычные самолеты с авианосцев STOBAR (короткий взлет, но задержка посадки). Вместо катапульты они используют лыжный трамплин, чтобы помочь самолету взлететь с положительной скоростью набора высоты. 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 пониженным запасом топлива и вооружения.

Все другие военно-морские силы с авианосцами используют самолеты STOVL , такие как F-35B Lightning II , Sea Harrier и AV-8B Harrier II . Эти самолеты могут взлетать вертикально с небольшим грузом или использовать трамплин для облегчения взлета с большой нагрузкой. Перевозчики STOVL дешевле и обычно меньше по размеру по сравнению с перевозчиками CATOBAR. [26]

См. Также [ править ]

  • Наземный вагон
  • Реактивный дефлектор
  • Современные авианосные операции ВМС США
  • Морская авиация

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Mk 1A Sea Hurricane был простой конверсией измученных в боях ураганов, в ожидании, что они будут потеряны после одного полета. Усиления ходовой части для посадки не было, только точки крепления катапульты.
  1. ^ Макфарланд, Стивен Л. (1997). Краткая история ВВС США . Ft. Belvoir: Центр технической информации Министерства обороны. стр.  2 . ISBN 0-16-049208-4.
  2. ^ Стивен Дж. Чант, Дуглас Э. Кэмпбелл (2013). Журнал патентов: инновационные патенты, улучшившие ВМС США . Syneca Research group, inc. п. 289. ISBN. 978-1-105-62562-6.
  3. ^ «У нашего флота есть лучшая катапульта гидросамолета; новое изобретение капитана Вашингтона И. Чемберса делает возможным запуск самолета с палубы военного корабля в море» (PDF) . query.nytimes.com . Проверено 24 ноября 2015 .
  4. ^ a b c d «Запуск и восстановление: от маховиков к магнитам» . navalaviationnews.navylive.dodlive.mil . Архивировано 25 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  5. ^ "Катапульта Хейнкеля на SS BREMEN" . histaviation.com . 3 августа 1929 . Проверено 13 июля 2017 года . Катапульта HEINKEL K2, установленная на северогерманском лайнере Lloyd «Бремен», которая сыграла важную роль в установлении недавнего рекорда трансатлантической почты, является результатом двухлетних экспериментов и разработок ее проектировщика доктором Эрнстом Хейнкелем.
  6. ^ "Профиль авианосца HMS Ariguani. База данных авианосца архива ВВС флота 1939-1945" . www.fleetairarmarchive.net . Архивировано из оригинала на 2016-03-03 . Проверено 15 февраля 2016 .
  7. ^ Werrell 1985 .
  8. ^ Завещатель (2 мая 2011). «Фау 1 самолет снаряд, 2 часть» . Архивировано 11 апреля 2016 года . Проверено 24 апреля 2018 г. - через YouTube.
  9. ^ a b Фридман, Норман (1983). Авианосцы США: иллюстрированная история дизайна . Издательство Военно-морского института. ISBN 978-0-87021-739-5.
  10. ^ «Установки на полетной палубе» . navysite.de . Архивировано 20 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 .
  11. ↑ Power, Хью Ирвин (1996). Carrier Lexington . Колледж-Стейшн, Техас: Издательство Техасского университета A&M. п. 72. ISBN 978-0-89096-681-5.
  12. ^ "Глава 4 ПАРОВЫЕ КАТАПУЛЬТЫ" . navyaviation.tpub.com . Архивировано 25 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 .
  13. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 03.06.2016 . Проверено 13 мая 2016 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  14. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 03.06.2016 . Проверено 13 мая 2016 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  15. ^ "CV-Cats & SkiRamp" . www.mnvdet.com . Архивировано 27 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 года .
  16. ^ "Боцман авиации помощник E 3 & 2" . HathiTrust . HDL : 2027 / uiug.30112101044656 . Проверено 24 апреля 2018 года .
  17. ^ "Расследование контракта TFX. Слушания ... Восемьдесят восьмой Конгресс, первая сессия ...". Вашингтон. HDL : 2027 / uc1.a0000159228 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  18. ^ «¤ ACAM ¤ Connexion» . www.acam.asso.fr . Архивировано 8 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 года .
  19. ^ «История, путешествия, искусство, наука, люди, места - журнал Air & Space» . airspacemag.com .
  20. ^ Линейные электрические машины - личное мнение ЭРИК Р. ЛЕЙТВЕЙТ ПРОЦЕССЫ IEEE, VOL. 63, НЕТ. 2 ФЕВРАЛЯ 1975 г.
  21. ^ «Джеральд R Ford Class (CVN 78/79) - Программа будущего авианосца CVN 21 ВМС США - Военно-морские технологии» . naval-technology.com . Архивировано 20 декабря 2013 года.
  22. ^ "Катапульта Хейнкеля на SS BREMEN" . histaviation.com . 3 августа 1929 года. Архивировано 13 сентября 2017 года . Проверено 13 июля 2017 года . Катапульта HEINKEL K2, установленная на северогерманском лайнере Lloyd «Бремен», которая сыграла важную роль в установлении недавнего рекорда трансатлантической почты, является результатом двухлетних экспериментов и разработок ее проектировщика доктором Эрнстом Хейнкелем.
  23. ^ Кук, Джон (март 2002). «Снято с кораблей: Авиапочта Бремена и Европы» . Воздушная классика. Архивировано 1 февраля 2014 года . Проверено 27 февраля 2013 года .
  24. ^ Корпорация, Боннье (1 февраля 1933 г.). «Популярная наука» . Bonnier Corporation . Проверено 24 апреля 2018 г. - через Google Книги.
  25. Перейти ↑ London 2003, p. 213.
  26. ^ «Почему я присоединился к Темной стороне» . Архивировано из оригинала на 2015-05-20.

Библиография [ править ]

  • Лондон, Питер. Британские летающие лодки . Стоуд, Великобритания: Sutton Publishers Ltd., 2003. ISBN 0-7509-2695-3 . 
  • Веррелл, Кеннет П. (1985), Эволюция крылатой ракеты , база ВВС Максвелл, Алабама: издательство Air University Press.