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 стартовой 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 (особенно Hawker Hurricane ) иногда катапультироваться с торговых судов, оснащенных катапультами (CAM), чтобы отогнать вражеские самолеты, вынуждая пилота либо отклониться на наземную взлетно-посадочную полосу, либо выпрыгнуть с парашютом или броситься в воду возле конвоя и ждать спасения.
История
Первый зарегистрированный полет с использованием катапульты
Пионер авиации и секретарь Смитсоновского института Сэмюэл Лэнгли использовал катапульту с пружинным приводом для запуска своих успешных летающих моделей и своего неудавшегося аэродрома в 1903 году. [1] Точно так же братья Райт, начиная с 1904 года, использовали катапульту в стиле деррик-утяжелителя, чтобы помочь своим первым самолетам с пилотажем. взлет на ограниченную дистанцию. [2]
31 июля 1912 года Теодор Гордон Эллисон стал первым человеком, запущенным с 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 удалось выбраться из-под обломков невредимой. 12 ноября 1912 года лейтенант Эллисон вошел в историю как первый успешный запуск катапульты военно-морского флота со стационарной угольной баржи. 5 ноября 1915 года лейтенант-командир Генри К. Мустин совершил первый запуск катапульты с идущего корабля. [3]
Хронология подачи заявок
Характерная черта | Впервые увидели | Впервые продемонстрировано на | Первый введенный в эксплуатацию перевозчик | Вступление в строй | Заметки |
---|---|---|---|---|---|
Военно-морская катапульта | 1915 г. | Военный корабль США Северная Каролина | USS Langley - сжатый воздух USS Lexington - маховик HMS Courageous - гидравлический | 1922 1927 1934 | Лейтенант командир. Генри Мустин совершил первый успешный запуск 5 ноября 1915 года. |
Паровая катапульта | 1950 | HMS Perseus | USS Hancock | 1954 г. | добавлен к Хэнкок во время ее переоборудования SCB-27 C в 1953 году . |
EMALS | 2010 г. | Лейкхерст Максфилд Филд | Военный корабль США Джеральд Р. Форд | 2017 г. |
Межвоенный и Вторая мировая война
ВМС США экспериментировали с другими источниками энергии и моделями, в том числе с катапультами, 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 в Ростоке [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, работали с взрывными 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 разбег, 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].
Многие военно-морские суда, помимо авианосцев, имели на борту поплавки, гидросамолеты или амфибии для разведки и обнаружения. Они были спущены на воду с катапульты и вместе с ними приземлились в море 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; Линейные корабли или линейные крейсеры, такие как HMS Prince of Wales, несли четыре самолета, а HMS Rodney - два, в то время как меньшие военные корабли, такие как крейсер HMNZS Leander, несли 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 смог 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
После Второй мировой войны Королевский флот разрабатывал новую систему катапульты для своего авианосного флота. 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 . Также рассматривались катапульты с пороховым двигателем, которые были бы достаточно мощными, но также 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 более 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 большие 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
В настоящее время или когда-то эксплуатируются ВМС США: [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]].
Тип | Полная длина | Инсульт | Вместимость | Перевозчики |
---|---|---|---|---|
C-11 и C-11-1 | 225 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-11-2 | 162 футов (49 м) | 150 футов (46 м) | Катапульты на поясе на авианосцах « Мидуэй» и « Франклин Д. Рузвельт» | |
С-7 | 276 футов (84 м) | 253 футов (77 м) | 40 000 фунтов (18 т) при 148,5 узлах; 70 000 фунтов (32 т) при 116 узлах | USS Ranger , USS Independence , носовые установки на USS Forrestal и USS Saratoga |
С-13 | 265 футов (81 м) | 250 футов (76 м) | 78000 фунтов (35 т) при 139 узлах | Класс Kitty Hawk , USS Midway после модернизации SCB-101.66, USS Enterprise |
С-13-1 | 325 футов (99 м) | 310 футов (94 м) | 80000 фунтов (36 т) при 140 узлах | Одна 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-13-2 | 325 футов (99 м) | 306 футов (93 м) | USS Abraham Lincoln , USS George Washington , USS John C. Stennis , USS Harry S. Truman | |
С-13-3 | 261 футов (80 м) | 246 футов (75 м) | 60 000 фунтов (27 т) при 140 узлах | Французский авианосец Шарль де Голль |
Ловцы уздечки
Выступающие под углом пандусы (ограничители уздек Ван Вельма или рожки) на концах катапульты на некоторых авианосцах использовались для захвата уздек (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 авианосца « Теодор Рузвельт», пандусы были удалены. Во время дозаправки и комплексного капитального ремонта в конце 1990-х - начале 2000-х годов с первых трех авианосцев класса « Нимиц» были сняты 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 его 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, поскольку ловцы уздечки никогда их не возвращали.
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 самолета
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 будет более энергоэффективным на атомных авианосцах и снизит 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
С 1929 года немецкие лайнеры 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 много сотен миль от пункта назначения, что ускоряет доставку почты примерно на день. Первоначально самолеты Heinkel He 12 использовались до того, как их заменили на 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 пролетел заокеанский этап маршрута между Батерстом , Гамбией в Западной Африке и Фернандо де Норонья , группой островов у берегов Южной Америки. Сначала была дозаправка посреди океана. Летающая лодка приземлится в открытом море, будет поднята на борт 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 запуски катапульты после того, как самолет ушел в море в течение ночи. С апреля 1935 года « Уолс» спустился прямо на берег и преодолел все расстояние через океан. Это стало возможным, поскольку летающие лодки могли нести больше топлива, когда им не приходилось 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 поиска района 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 были спущены на воду с заводского корабля FF Balaena , который был оборудован катапультой бывшего военно-морского флота. [25]
Альтернативы катапультам
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 уменьшенным 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 летательные аппараты могут взлетать вертикально с небольшим грузом или использовать трамплин для ускоренного взлета с тяжелым грузом. Перевозчики STOVL менее дороги и обычно меньше по размеру по сравнению с перевозчиками CATOBAR. [26]
Смотрите также
- Наземный вагон
- Отражатель струи струи
- Современные авианосные операции ВМС США
- Морская авиация
Рекомендации
- ↑ Mk 1A Sea Hurricane был простой конверсией утомленных в боях ураганов в ожидании, что они будут потеряны после одного полета. Усиления шасси для посадки не было, только точки крепления катапульты.
- ^ Макфарланд, Стивен Л. (1997). Краткая история ВВС США . Ft. Belvoir: Центр технической информации Министерства обороны. стр. 2 . ISBN 0-16-049208-4.
- ^ Стивен Дж. Чант, Дуглас Э. Кэмпбелл (2013). Журнал патентов: инновационные патенты, которые улучшили военно-морской флот США . Syneca Research group, inc. п. 289. ISBN. 978-1-105-62562-6.
- ^ «У нашего флота лучшая катапульта для гидросамолетов; новое изобретение капитана Вашингтона И. Чемберса делает возможным запуск самолетов с палубы военного корабля в море» (PDF) . query.nytimes.com . Проверено 24 ноября 2015 .
- ^ а б в г «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 .
- ^ "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.
- ^ "Профиль авианосца HMS Ariguani. База данных авианосцев архива ВВС флота 1939-1945 гг." . www.fleetairarmarchive.net . Архивировано из оригинала на 2016-03-03 . Проверено 15 февраля 2016 .
- ^ Werrell 1985 .
- ^ Завещатель (2 мая 2011 г.). «Фау 1 самолет снаряд, 2 часть» . Архивировано 11 апреля 2016 года . Проверено 24 апреля 2018 г. - через YouTube.
- ^ а б Фридман, Норман (1983). Авианосцы США: иллюстрированная история дизайна . Издательство Военно-морского института. ISBN 978-0-87021-739-5.
- ^ «Установки на летной палубе» . navysite.de . Архивировано 20 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 .
- ^ Власть, Хью Ирвин (1996). Перевозчик Лексингтон . Колледж-Стейшн, Техас: Издательство Техасского университета A&M. п. 72. ISBN 978-0-89096-681-5.
- ^ «Глава 4 ПАРОВЫЕ КАТАПУЛЬТЫ» . navyaviation.tpub.com . Архивировано 25 ноября 2015 года . Проверено 24 ноября 2015 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 03.06.2016 . Проверено 13 мая 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 03.06.2016 . Проверено 13 мая 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ "CV-Cats & SkiRamp" . www.mnvdet.com . Архивировано 27 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 года .
- ^ «Напарник авиационного боцмана Е 3 и 2» . HathiTrust . HDL : 2027 / uiug.30112101044656 . Проверено 24 апреля 2018 года .
- ^ «Расследование контракта TFX. Слушания ... Восемьдесят восьмой Конгресс, первая сессия ...». Вашингтон. HDL : 2027 / uc1.a0000159228 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ «¤ ACAM ¤ Connexion» . www.acam.asso.fr . Архивировано 8 августа 2017 года . Проверено 24 апреля 2018 года .
- ^ "История, путешествия, искусство, наука, люди, места - журнал" Воздух и космос " . airspacemag.com .
- ^ Линейные электрические машины - личное мнение ЭРИК Р. ЛЕЙТВЭЙТ ПРОЦЕССЫ IEEE, VOL. 63, НЕТ. 2 ФЕВРАЛЯ 1975 г.
- ^ «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.
- ^ "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.
- ^ Кук, Джон (март 2002 г.). "Снято с кораблей: Авиапочта Бремена и Европы" . Воздушная классика. Архивировано 1 февраля 2014 года . Проверено 27 февраля 2013 года .
- ^ Корпорация, Боннье (1 февраля 1933 г.). «Популярная наука» . Bonnier Corporation . Проверено 24 апреля 2018 г. - через Google Книги.
- Перейти ↑ London 2003, p. 213.
- ^ «Почему я примкнул к темной стороне» . Архивировано из оригинала на 2015-05-20.
Библиография
- 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.