| Снаряжение для задержания | |
|---|---|
 | |
| F-14 Tomcat нисходит , чтобы сделать захватывающую посадку шестерни на палубе полета USS Theodore Roosevelt (CVN-71) в 2002 году |
Арестовывать передачи или разрядник передач , это механическая система используется для быстрого замедления самолета , как он приземляется . Снаряжение для защиты от ударов на авианосцах является важным компонентом морской авиации и чаще всего используется на авианосцах CATOBAR и STOBAR . Подобные системы также используются на наземных аэродромах для экспедиционного или аварийного использования. Типичные системы состоят из нескольких стальных тросов, проложенных через посадочную площадку самолета и предназначенных для захвата хвостовым крюком самолета . При нормальном торможении задний крюк задействует трос и кинетическую энергию самолета.передается на гидравлические демпфирующие системы, закрепленные под несущей палубой. Существуют и другие связанные системы, которые используют сети для захвата крыльев или шасси самолета . Эти системы заграждения и барьеров используются только для аварийной остановки самолетов без исправных хвостовых крюков.
История [ править ]
Кабельные системы для задержания были изобретены Хью Робинсоном [ когда? ] и использовались Юджином Эли при его первой посадке на корабль - броненосный крейсер USS Pennsylvania 18 января 1911 года. В этих ранних системах кабели проходили через шкивы и прикреплялись к мертвым грузам, таким как мешки с песком. Более современные предохранительные тросы были испытаны на HMS Courageous в июне 1931 года, спроектированном командиром CC Mitchell . [1]
На современных авианосцах ВМС США установлено тормозное устройство Mark 7 Mod 3, которое способно поднять самолет массой 50 000 фунтов (23 000 кг) на начальной скорости 130 узлов на расстоянии 344 футов (105 м) за две секунды. . [2] : 52 Система спроектирована для поглощения максимальной теоретической энергии 47 500 000 фут-фунтов (64,4 МДж) при максимальном выходе кабеля.
До внедрения наклонной кабины пилота использовались две системы (в дополнение к палубным тросам) для предотвращения столкновения приземляющихся самолетов с припаркованными самолетами дальше вперед по кабине экипажа: барьер и баррикада. Если крюк самолета не зацепится за проволоку, его шасси будет зацеплено сетью высотой 3–4 фута (0,91–1,22 м), известной как барьер . Если самолет зацепится за провод при приземлении, барьер можно будет быстро опустить, чтобы самолет мог над ним рулить. Последней защитной сеткой была баррикада, большая сетка высотой 15 футов (4,6 м), которая не позволяла приземляющемуся самолету врезаться в другой самолет, припаркованный на носу. Заграждения больше не используются, хотя наземные тормозные механизмы иногда называют «заграждениями». Баррикады все еще используются на борту авианосцев, но они устанавливаются и используются только в экстренных случаях.
Операция [ править ]
Обычная задержка достигается, когда фиксирующий крюк приближающегося самолета входит в зацепление с одной из подвески палубы. [3] Когда приземляющийся самолет зацепляется за подвеску на палубе, сила поступательного движения приземляющегося самолета передается на кабель покупки, который через шкивы направляется к тормозному двигателю, расположенному в машинном отделении под кабиной экипажа или на любом из них. сторона взлетно-посадочной полосы. Поскольку блокируемый летательный аппарат выдергивает палубную подвеску и покупной трос, кинетическая энергиялетательного аппарата передается механической энергии тросов, а тормозной двигатель передает механическую энергию тросов гидравлической энергии. Эта классическая система гидравлического торможения теперь заменяется системой, использующей электромагнетизм, в которой поглощение энергии регулируется турбоэлектрическим двигателем. Тормозной двигатель обеспечивает плавную управляемую остановку приземляющегося самолета. По завершении ареста фиксирующий крюк самолета отсоединяется от подвески на палубе, которая затем возвращается в нормальное положение.
Системы морского базирования [ править ]
Современные авианосцы обычно имеют три или четыре фиксирующих троса, проложенных поперек посадочной площадки. Все американские перевозчики класса Nimitz , наряду с Enterprise , имеют четыре провода, за исключением USS Ronald Reagan и USS George HW Bush , у которых их всего три. [4] Перевозчиков класса Джеральда Р. Форда также будет три. Пилоты нацелены на второй провод для трехпроводной конфигурации или третий провод для четырехпроводной конфигурации, чтобы снизить риск короткого замыкания при посадке. Самолет, заходящий на посадку на авианосец, находится примерно на 85% полностью открытой дроссельной заслонке. При приземлении пилот включает дроссельные заслонки на полную мощность. На F / A-18E / F Super Hornetи EA-18G Growler , самолет автоматически снижает тягу двигателя до 70%, как только обнаруживается замедление при успешной остановке. Эта функция может быть отменена пилотом, выбрав максимальный форсаж. Если самолету не удается зацепиться за фиксирующий трос, состояние, известное как " болтер ", летательный аппарат имеет достаточную мощность, чтобы продолжить спуск по наклонной полетной палубе и снова взлететь . Как только аэрофинишер останавливает самолет, пилот переводит дроссели на холостой ход, поднимает крюк и выруливает.
В дополнение к американским CVN (атомные авианосцы ) действующими или будущими авианосцами с установленными аэрофинишерами являются французский Charles de Gaulle , российский адмирал Кузнецов , бразильский São Paulo , китайский Liaoning , а также индийский Vikramaditya .
Наземные системы [ править ]
На наземных военных аэродромах, на которых эксплуатируются истребители или учебно-тренировочные самолеты, также используются тормозные системы, хотя они не требуются для всех посадок. Вместо этого они используются для посадки самолетов на короткие или временные взлетно-посадочные полосы или в аварийных ситуациях, связанных с отказом тормозов, проблемами рулевого управления или в других ситуациях, в которых использование всей длины взлетно-посадочной полосы невозможно или безопасно. Существует три основных типа наземных систем: постоянное, экспедиционное и запасное.
Постоянные системы установлены почти на всех военных аэродромах США, где эксплуатируются истребители или учебно-тренировочные самолеты. Экспедиционные системы аналогичны постоянным системам и используются для посадки самолетов на короткие или временные взлетно-посадочные полосы. Экспедиционные системы предназначены для установки или удаления всего за несколько часов.
В качестве резервной системы обычно используется защитное снаряжение, состоящее из крюковых тросов и / или эластичных сеток, известных как барьеры. Барьерные сетки захватывают крылья и фюзеляж самолета и используют тормозной двигатель или другие методы, такие как якорные цепи или связки тканого текстильного материала, для замедления самолета. На некоторых наземных аэродромах, где зона захвата коротка, используется серия бетонных блоков, называемая системой защиты от материалов . Эти материалы используются для захвата шасси самолета и замедления его за счет сопротивления качению и трения. Самолеты останавливаются передачей энергии, необходимой для дробления блоков.
Первое использование заграждения на военном аэродроме произошло во время Корейской войны, когда реактивным истребителям приходилось действовать с более коротких аэродромов, где не было права на ошибку. Используемая система была просто пересадкой барьера Дэвиса, используемого на авианосцах с прямой палубой, чтобы любой самолет, который не прошел через предохранительные тросы, не врезался в самолет, припаркованный перед посадочной площадкой. Но вместо более сложной гидравлической системы, используемой на авианосцах для остановки самолета при столкновении с препятствием, наземная система использовала тяжелые судовые якорные цепи для остановки самолета. [5]
Компоненты [ править ]
Основными системами, которые составляют типичное тормозное устройство, являются крюк-трос или подвески, кабели или ленты, шкивы и тормозные двигатели. [6]
Подвеска Cross deck [ править ]
Поперечные подвески, также известные как фиксирующие тросы или тросы, представляют собой гибкие стальные тросы, которые натянуты через посадочную площадку и зацепляются за фиксирующий крюк приближающегося самолета. На авианосцах есть три или четыре троса, пронумерованные 1–4 от кормы до носа. Подвески изготавливаются из троса диаметром 1 дюйм (25 мм), 1-1 / 4 (32 мм) или 1-3 / 8 дюйма (35 мм) . Каждый трос состоит из множества прядей, скрученных вокруг смазанного маслом пенькового центрального сердечника, который обеспечивает «подушку» для каждой пряди, а также обеспечивает смазку кабеля. Концы кабеля оснащены клеммными муфтами, предназначенными для быстрого отсоединения при замене, и могут быть быстро отсоединены и заменены (примерно за 2–3 минуты на авианосцах). [6]На американских авианосцах тросы снимаются и заменяются после каждых 125 задержанных посадок. [7] Отдельные кабели часто удаляются и оставляются «зачищенными» для обслуживания других компонентов тормозного механизма во время восстановления самолета (с использованием других оперативных систем). Проволочные опоры поднимают подвески палубы на несколько дюймов, чтобы их можно было подхватить хвостовым крюком приземляющегося самолета. Проволочные опоры на носителях представляют собой просто изогнутые стальные листовые рессоры, которые могут изгибаться, позволяя самолету рулить по установленной подвеске на палубе. В наземных системах резиновые опоры в форме «пончика» приподнимают кабель над поверхностью взлетно-посадочной полосы минимум на 2 дюйма (51 мм).
Купите кабели или ленты [ править ]
Покупной трос представляет собой трос, который очень похож на фиксирующий трос. Однако они намного длиннее и не предназначены для легкого удаления. На каждый фиксирующий кабель приходится два покупных кабеля, и они подключаются к каждому концу фиксирующего провода. Приобретенные кабели соединяют тормозной трос с двигателями тормозного механизма и «расплачиваются», когда тормозной трос задействуется самолетом. Когда приближающийся самолет заходит в зацепление с палубной подвеской, покупной трос передает силу приземляющегося самолета от палубного шасси на тормозной двигатель. Кулон (фиксирующий провод) «обжимается» (прикрепляется) к покупному кабелю с помощью петли, созданной из цинка.нагревают до 540 ° C (1000 ° F). Такое изготовление на борту считается опасным, и сообщается, что ВМФ тестирует использование автоматизированного пресса, чтобы сделать это более безопасно. [2] : 56 [6] В наземных системах вместо покупных кабелей используются тяжелые нейлоновые ленты, но они выполняют ту же функцию.
Шкивы [ править ]
Приобретите кабели или ленты, проходящие через шкивы в кабине экипажа или вдоль взлетно-посадочной полосы к тормозным двигателям. Шкивы демпфера действуют как гидравлические амортизаторы, что обеспечивает повышенные скорости посадки.
Тормозной механизм распылительного типа [ править ]
В 1957 году концепция поршня, протягиваемого через водяную трубку, была впервые предложена в качестве дешевой тормозной системы для наземных авиабаз. [8] В начале 1960-х годов британцы взяли эту базовую концепцию и разработали тормозную систему распылительного типа для использования на суше и на море. Двигатель имел гидроцилиндры, которые двигались по трубе, заполненной водой, рядом с трубкой меньшего размера, имеющей отверстия разного размера по всей длине. Королевский флот утверждал , что не было никакого теоретический предел веса, но есть предел скорости. [9]
Остановка двигателей [ править ]
Каждый кулон имеет свои собственные системы двигателей, которые поглощают и рассеивают энергию, выделяемую при задержке приземляющегося самолета. На американских носителях класса Nimitz используются гидропневматические системы, каждая весом 43 коротких тонны (39 т ), в которых масло гидравлически вытесняется из цилиндра гидроцилиндром, соединенным с закупочным кабелем, через регулирующий клапан. [2] : 52 [6]Основным усовершенствованием тормозного механизма стал клапан управления постоянным биением, который контролирует поток жидкости от цилиндра двигателя к гидроаккумулятору и предназначен для остановки всех самолетов с одинаковым биением независимо от массы и скорости. Вес самолета устанавливается оператором каждого двигателя тормозного механизма. Во время обычных операций для простоты используется «установка единого веса». Этот вес обычно является максимальным посадочным весом или "максимальным весом ловушки" для самолета. В некоторых случаях, как правило, при неисправностях самолета, влияющих на скорость захода на посадку, для обеспечения надлежащего поглощения энергии системой используется «установка единого веса». Эксплуатант получает вес самолета от начальника службы управления полетом.Затем оператор устанавливает клапан управления постоянным биением на соответствующую настройку веса для этого самолета. Давление в двигателе с тормозным механизмом устанавливается на постоянном уровне около 400 фунтов на квадратный дюйм (2800 кПа). Клапан постоянного биения (CROV) останавливает самолет, в отличие от гидравлического давления.[ необходима цитата ]
Постоянные и экспедиционные наземные системы обычно состоят из двух тормозных двигателей, расположенных по обе стороны от взлетно-посадочной полосы. Тормозящие двигатели прикладывают тормозное усилие к барабанам, удерживающим покупные ленты, которые, в свою очередь, замедляют самолет и останавливают его. Двумя наиболее распространенными методами, используемыми тормозными двигателями наземного базирования для приложения тормозной силы, являются роторный фрикционный тормоз и роторно-гидравлические системы, или "водяной крутильщик". Роторный фрикционный тормоз - это просто гидравлический насос, соединенный с катушкой, который прикладывает градуированное давление к многодисковым тормозам, установленным на катушке. Роторная гидравлическая система представляет собой турбину внутри заполненного водой / гликолем корпуса, соединенного с барабаном. Турбулентность, создаваемая турбиной в смеси воды и гликоля во время остановки, оказывает сопротивление замедлению мотовила и остановке самолета.После освобождения летательного аппарата от троса ленты и трос втягиваются двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем, установленным на тормозном двигателе.[ необходима цитата ]
Чрезмерное биение во время ареста - это состояние, известное как «два блока». Это название происходит от морского языка, когда вся леска протянута через систему шкивов, два блока шкивов соприкасаются, следовательно, «два заблокированы». Чрезмерное биение может быть вызвано неправильной настройкой тормозного механизма, избыточной полной массой самолета, превышением скорости зацепления самолета или избыточной тягой самолета, приложенной во время торможения. При смещении от центра также существует опасность повреждения тормозного механизма. [ необходима цитата ]
Система посадки Advanced Arresting Gear [ править ]
Электромагниты используются в новом усовершенствованном предохранительном механизме.(AAG) на американских авианосцах. Текущая система (выше) полагается на гидравлику для замедления и остановки приземляющегося самолета. Несмотря на то, что гидравлическая система эффективна, что подтверждается более чем пятидесятилетним опытом внедрения, система AAG предлагает ряд улучшений. Существующая система не может захватывать беспилотные летательные аппараты (БПЛА), не повредив их из-за экстремальных нагрузок на планер. БПЛА не обладают необходимой массой, чтобы приводить в движение большой гидравлический поршень, используемый для захвата более тяжелых пилотируемых самолетов. С помощью электромагнита поглощение энергии регулируется турбо-электрическим двигателем. Это делает ловушку более плавной и снижает удары планера. Несмотря на то, что система будет выглядеть в кабине экипажа так же, как и ее предшественница, она будет более гибкой, безопасной и надежной и потребует меньше обслуживания и персонала.[10] Эта система проходит испытания на USS Gerald R. Ford и будет установлена на всех авианосцах класса Gerald R. Ford .
Баррикада [ править ]
Баррикада - это система аварийного восстановления, используемая только тогда, когда невозможно произвести обычную (подвесную) задержку. Баррикада обычно находится в походном состоянии и оснащается только при необходимости. Для создания баррикады ее натягивают поперек кабины пилота между стойками, которые поднимаются над кабиной пилота. Обустройство баррикад обычно практикуется в кабине пилотов авианосцев США; хорошо обученный экипаж может выполнить задачу менее чем за три минуты. [6]
Стропа заграждения состоит из верхней и нижней горизонтальных грузовых ремней, соединенных друг с другом на концах. К каждой верхней и нижней грузовой лямке прикреплены пять вертикальных ремней, расположенных на расстоянии 20 футов друг от друга. Лента баррикады поднята на высоту примерно 20 футов. Лента заграждения зацепляется с крыльями приземляющегося самолета, при этом энергия передается от ленты заграждения через покупной трос к тормозному двигателю. После ограждения баррикад ремни и палубные тросы выбрасываются, а стойки опускаются обратно в их углубленные гнезда. Барьеры с баррикадами редки, так как хвостовые крюки спроектированы таким образом, чтобы быть чрезвычайно отказоустойчивыми, и самолет, возвращающийся из боя с такими серьезными повреждениями, скорее всего, не сможет приземлиться. Это устройство установлено на всех американских авианосцах и на французских авианосцах.Шарль де Голль , а бразильские авианосцы CATOBAR и российские и индийские авианосцы STOBAR имеют только обычные аэрофинишеры. [ необходима цитата ]
См. Также [ править ]
- Катапульта самолета
- Современные авианосцы ВМС США
- Спроектированная система защиты от материалов - система для ограничения серьезности отклонения от взлетно-посадочной полосы
Ссылки [ править ]
- ^ https://www.gracesguide.co.uk/C._C._Mitchell
- ^ a b c Мола, Роджер (июнь – июль 2015 г.). "Кабельщики авианосца" . Воздух и космос . Проверено 10 мая 2018 .
- ^ Киган, Джон (1989). Цена Адмиралтейства . Нью-Йорк: Викинг. п. 276 . ISBN 0-670-81416-4.
- ^ "Хорошо, два провода! Рональд Рейган (CVN 76) наращивает новую технологию" . thefreelibrary.com. 1 июля 2002 г.
- ^ Hearst Magazines (май 1954). « Противоаварийный барьер « Tennis Net »останавливает самолеты в конце взлетно-посадочной полосы» . Популярная механика . Журналы Hearst. п. 127.
- ^ a b c d e "Авиационный боцман. Помощник Э. НАВЕДТРА 14310 (Курс подготовки для иногородних)" (PDF) . GlobalSecurity.org . Центр профессионального развития и технологий военно-морского образования и обучения. Июль 2001. Архивировано из оригинального (PDF) 18 октября 2014 года.
- ^ CV NATOPS, стр. 6–8.
- ^ Hearst Magazines (апрель 1957). «Новый метод посадки с реактивным двигателем позволяет самолету останавливаться в пределах 100 ярдов» . Популярная механика . Журналы Hearst. п. 119.
- ^ "World News - Spray Type Arrest Gear" Flight International , 9 августа 1962 г.
- ^ Родригес, Кармело. «Тестирование запуска и восстановления». ITEA-SAN. Турбоэлектрический фиксатор. Отель Mission Valley, Сан-Диего. 16 июня 2005 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Успешная посадка F-111C на базе Королевских ВВС Австралии в Амберли - серия фотографий, на которых запечатлен F-111 RAAF, приземляющийся с наземными тормозными тросами после отказа шасси.
- Посадка на авианосец - как все работает
