Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Паровые катапульты на авианосцах-2

Паровая катапульта наравне с трамплином сегодня является одним из наиболее оптимальных решений взлета самолета с палубы корабля. Путь к ней шел от экспериментов Самуэля Лэнгли и братьев Райт с пружинными и тросовыми катапультами через пороховые и пневматические и занял около 40 лет (не будем здесь останавливаться, это тема для отдельного поста).

Сегодня паровая катапульта установлена на большинстве действующих авианосцев, а ее замена на электромагнитную столкнулась с большим количеством проблем.

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Максимальный взлетный вес самолетов, которые могли быть подняты в воздух с помощью катапульт этих типов, колеблется в районе 32-36 тонн, чего достаточно для подавляющего большинства палубных самолетов (максимальный взлетный вес Boeing F/A-18E/F Super Hornet - около 30 тонн). Однако возможен и подъем более тяжелых машин (например, максимальный взлетный вес испытывавшегося в 1960-х F-111B приближался к сорока тоннам) с использованием традиционных для авианосцев методов облегчения взлета полный ход против ветра. Катапульты зарекомендовали себя как достаточно простые и надежные системы по собранной за почти шестьдесят лет американской статистике эксплуатации суперавианосцев, начиная с типа USS Forrestal и заканчивая Nimitz , в течение 99,5 процентов времени как минимум одна из четырех катапульт на каждом корабле готова к не-медленному применению.

Достоинства паровой катапульты очевидны. Недостатки - тоже. Устройства этого типа отъедают заметную часть мощности энергетической установки корабля, потребляя большое количество пара с крайне низким коэффициентом полезного действия (4-6 процентов). В холодную погоду операции на палубе сильно осложняются из-за интенсивного парения, на поверхности палубы может образовываться наледь. Кроме того, на морском воздухе паровая катапульта требует особо тщательного антикоррозийного ухода. Обслуживание паровых катапульт входит в число самых грязных корабельных работ из-за большого объема используемой в механизмах устройства смазки.

Наконец, как отмечают инженеры ВМС США, в устройстве отсутствует обратная связь, что осложняет контроль и предупреждение инцидентов, способных привести к аварии и снижающих ресурс самолетов. Невозможность гибкого регулирования мощности катапульты приводит к тому, что она малопригодна для работы с легкими беспилотниками, которые могут получить повреждения при катапультном старте. Большая масса и объем также не позволяют назвать паровые катапульты оптимальным вариантом для кораблей, пусть даже настолько больших, как авианосцы.

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Boeing F/A-18E/F Super Hornet

Конструкция паровой катапульты

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Для ускорения используется пар, размещенный в специальных цилиндрах под взлетной полосой. На корме корабля монтируются направляющие, через которые проходит трос, тянущий истребитель по заданной линии. Этот трос прикреплен к поршню, находящемуся внутри цилиндра. После запуска пар выталкивает поршень, который в свою очередь тянет за собой самолет. В результате достигается скорость, равная 250 км/ч достаточная для поднятия воздушного судна в небо. В настоящее время паровая катапульта используется на американских

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

В основу паровой катапульты заложен принцип работы длинного парового цилиндра, имеющего вдоль всей стенки узкую прорезь. Буксирный гак самолета через специальные приспособления связан непосредственно с поршнем, который разгоняет самолет по всей длине цилиндра, заполняемого паром высокого давления от корабельных котлов. Чтобы пар через прорезь в цилиндре не вырывался наружу, используется специальное герметизирующее устройство. Современная катапульта С-13-1 ( USS Nimitz, USS Dwight D. Eisenhower, USS Carl Vinson, и USS Theodore Roosevelt) при длине трека 94,5 м способна разогнать самолет, скажем, F-14A Томкэт весом в 33 тонны до скорости 247 км/ч. Все, установленные на авианосце катапульты, могут обеспечить взлет любого палубного самолета при полном штиле, когда корабль не имеет хода и скорость относительно ветра на палубе равна нулю.

Движущая сила катапульты С-13 создается давлением пара до 70 атмосфер, действующим на два поршня, скользящих внутри двух длинных параллельных друг другу цилиндров, расположенных под полетной палубой. Каждый поршень весом по 2722 кг имеет диаметр 45,7 см. Оба поршня жестко связаны между собой и через прорезь в палубе соединяются с челноком, за который при катапультировании цепляется уздечка стального троса бридель или непосредственно носовая стойка шасси самолета. Массивный челнок, соединенный с поршнями, имеет свободный ход по катапультному треку длиной 94,5 м. В конце трека челнок и поршни затормаживаются специальным гидротормозным устройством на участке всего 1,5 м. Торможение происходит следующим образом. К челноку под палубой крепится конусообразный плунжер, называемый гарпуном, который в конце хода поршней входит в цилиндр, наполненный водой. В результате сжатия и перемещения воды через профилированные отверстия в гарпуне наступает торможение до полной остановки всей массивной конструкции. Гидротормозная система способна противостоять силе в 5216 т. Оба рабочих цилиндра и тормозное устройство катапульты расположены под верхней палубой в специальном желобе размером 1,2 х 1,3 м. Пар вырабатывается в паровых котлах авианосца и поступает в паровой коллектор катапульты через мощную систему паропроводов диаметром 20 см.

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка
Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Разгон катапульты начинается с открытием быстродействующего стартового клапана, который обеспечивает заполнение цилиндров паром с большой скоростью. Перед выстрелом самолет стоит на катапульте в исходной позиции, прикрепленный бриделем или носовой стойкой к челноку и удерживаемый от преждевременного движения вперед (в результате работы собственных двигателей на полную мощность) специальным задержником, закрепленным на палубе, который разрывается силой, превышающей силу тяги двигателей данного самолета.

Когда катапульта срабатывает, задержник разрывается и челнок с самолетом устремляются вперед. В конце катапультного трека челнок резко тормозится, а самолет продолжает взлет. Напряжение катапульты может изменяться от запуска к запуску в зависимости от взлетного веса самолета, необходимой конечной скорости и других условий. Конечная скорость разгона, которая зависит от ограничений по прочности конструкции самолета и допустимых перегрузок для летного состава, должна быть равна минимальной взлетной скорости данного самолета, плюс 10-15% прироста для безопасности. Когда в конце хода поршней катапульты челнок останавливается, специальный захват, приводимый в движение двигателем через тросовую систему, отводит челнок назад в исходное положение. (Схема 2).

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Катапульта имеет много вспомогательных систем:

пароприемники;

кондиционеры воздуха на галерейной палубе;

дренажная система для конденсата;

предварительный подогрев рабочих цилиндров;

дополнительные опреснительные установки и др.

Американцы используют паровые катапульты уже более 60 лет и считают, что наряду со многими преимуществами эти катапульты имеют ряд существенных недостатков:

1. Вес паровых катапульт очень велик. Каждая катапульта с вспомогательными устройствами весит 2800 тонн. Ввиду того, что все четыре катапульты на авианосце расположены ближе к верхней палубе, они значительно снижают общую остойчивость корабля.

2. Потребление огромного количества пресной воды (особенно для неатомных авианосцев) ложится тяжелым бременем на опреснительную систему авианосца. Например, за одну летную смену одна катапульта потребляет 80 т пресной воды.

3. Очень сложны техническое обслуживание и ремонт паровых катапульт. Большую трудность представляет юстировка отдельных секций рабочих цилиндров.

4. Вырывающийся из прорези при рабочем ходе пар ухудшает видимость на верхней палубе и снижает тягу двигателей самолетов.

5. Велика опасность возникновения пожаров в местах сильного нагрева.

6. Много деталей, подвергающихся коррозии.

7. Паровые катапульты занимают на корабле очень много места.

Одна катапульта (без органов дистанционного управления) занимает объем 2265 м3 .

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка

Катапультные команды, одетые в зеленые шлемы и фуфайки, работают как наверху, так и под палубой (где температура редко бывает ниже 37), довольно в сложных условиях поддерживая работоспособность своей катапульты, каждый раз после пуска обеспечивая ее необходимым давлением пара и смазкой.


На этом все!

Паровые катапульты на авианосцах-2 Фотография, Длиннопост, Авиация, f-18, Авианосец, Гифка
Источник: ktonanovenkogo.ru
К списку статей
Опубликовано: 01.12.2019 15:53:16
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Фотография

Длиннопост

Гифка

Авиация

F-18

Авианосец

Последние комментарии

© 2006-2021, shop-archive.ru