Выстрел в воздух: Самолетометы. Электромагнитная катапульта впервые запустила самолет на море Катапульта авианосца принцип работы

Дата написания: 27.04.2024

Время на чтение: 19 минут

Паровая катапульта

Катапульта для запуска V-1

Стартовая катапульта - устройство для запуска летательных аппаратов с небольшой площадки, корабля или судна. Такой тип полётной палубы характерен для всех авианосцев, вооружённых самолётами укороченного взлёта и посадки (УВП), кроме ТАКР «Адмирал Кузнецов» российского флота (не имеющего паровой катапульты). Ввиду того, что длины полётной палубы недостаточно для набора взлётной скорости , самолёты разгоняются за счёт применения паровой катапульты . Для обеспечения возможности взлёта группы самолётов в короткие сроки, на авианосце может быть установлено до четырёх катапульт. Для защиты персонала и техники от раскалённого выхлопа, позади стартующего самолёта поднимаются отражатели реактивной струи, которые отклоняют струю вверх.

Катапульта для запуска ФАУ-1

Катапульта представляла собой массивную стальную конструкцию длиной 49 м (длина пути разгона 45м) и монтировалась из 9-и секций. Наклон катапульты к горизонту - 6°. На верхней стороне находились направляющие, по которым двигался снаряд при разгоне. Внутри катапульты по всей её длине проходила труба диаметром 292 мм, выполнявшая роль цилиндра парового двигателя. В трубе свободно перемещался поршень, который перед стартом сцеплялся с бугелем, находившимся на нижней части фюзеляжа снаряда. Поршень приводился в движение давлением (57 бар) парогазовой смеси, подававшейся в цилиндр из специалного реактора, в котором происходило разложение концентрированной перекиси водорода под воздействием перманганата калия. Передний конец цилиндра был открыт и после схода снаряда с катапульты поршень вылетал из цилиндря и уже в полёте отцеплялся от снаряда. Катапульта сообщала снаряду начальную скорость около 250 км/час. Время разгона - около 1 сек.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Паровая катапульта" в других словарях:

У этого термина существуют и другие значения, см. Катапульта (значения). Современная реконструкция катапульты Катапульта (греч … Википедия

катапульта взлётная Энциклопедия «Авиация»

катапульта взлётная - Паровая взлётная катапульта. катапульта взлётная (лат. catapulta, от греч. katapéltes, от katá сверху вниз, вниз на, против и pállo бросаю, швыряю) устройство для старта летательного аппарата путём их принудительного разгона… … Энциклопедия «Авиация»

Катапульта Катапульта метательная машина Катапультируемое кресло устройство для спасения лётчика из летательного аппарата Стартовая катапульта устройство для запуска летательных аппаратов с небольшой площадки, корабля или судна … Википедия

- (латинское catapulta, от греческого katap(é)ltes, от kat(á) сверху вниз, вниз на, против и p(á)llo бросаю, швыряю) устройство для старта летательного аппарата путём их принудительного разгона на коротком участке пути. Используется на авианесущих… … Энциклопедия техники

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Галилео. Галилео Жанр научно популярная развлекательная программа Режиссёр(ы) Кирилл Гаврилов, Елена Калиберда Редактор(ы) Дмитрий Самородов Производство Телеформат (… Википедия

В России начаты работы по созданию электромагнитной авиационной пусковой установки . Об этом сообщило информагентство ИТАР-ТАСС со ссылкой на гендиректора Невского проектно-конструкторского бюро Сергея Власова. Информация интересна тем, что командование ВМФ до сих пор не определилось: нужны авианосцы нашему флоту или нет. Но, как следует из сообщения, отдельные элементы авианесущих кораблей уже разрабатываются, причем элементы — важнейшие.

Ускоряющее устройство с архаичным названием — неотъемлемая часть плавучих аэродромов. Лишь оно способно обеспечить ускоренный запуск в небо всей авиационной армады и экономить на каждом взлете значительное количество топлива.

ТАВКР «Адмирал Кузнецов»

Споры о том, нужны или нет авианосцы нашей стране, обусловлены в основном финансами. Такие корабли недешевы. Однако без них никакой военный флот не может считаться по-настоящему океанским. И скорее всего в XXI веке ВМФ России обретет авианосные эскадры. Свидетельство тому — начало реализации катапультного проекта.

Стоимость нового авианосца «Джеральд Форд» (Gerald Ford) - около 13 миллиардов долларов.

Многоцелевые авианосцы типа «Джеральд Р. Форд» строятся как улучшенная версия авианосцев типа «Нимиц» и отличаются от них, при сопоставимых размерах, меньшим, за счёт высокой степени автоматизации, экипажем и, как предполагается, меньшими эксплуатационными расходами. Помимо головного корабля запланировано строительство как минимум еще двух кораблей, по мере принятия на вооружение авианосцы типа «Джеральд Р. Форд» будут заменять авианосцы типов «Энтерпрайз» и «Нимиц».

При одинаковом с авианосцами типа «Нимиц» водоизмещении (около 100 000 т), «Джеральд Форд» имеет на несколько сот человек меньший экипаж. Это достигнуто за счёт внедрения автоматизации и более ремонтопригодных схем техобслуживания.

Увеличено число самолёто-вылетов - со 140 до 160 в день, на четверть увеличена мощность атомного реактора, есть и другие новшества. Улучшающие мореходные качества корабля и его взаимодействие с другими судами флота.

«Джеральд Форд» впервые в истории ВМФ США полностью спроектирован с помощью 3D-дизайна, разработанного компанией «Нортроп Грумман» с автоматизированной системой моделирования технологических процессов.

Конструкция корпуса практически одинакова с авианосцами типа «Нимиц». Более компактная надстройка сдвинута в корму и вынесена за линию борта. Надстройка оборудована мачтой из композитных материалов. Здесь расположены неподвижные радары с фазированными антенными решётками и система автоматического подлёта и посадки (JPALS), использующая глобальную систему позиционирования GPS. Расширена полётная палуба, на ней оборудованы 18 пунктов для заправки и вооружения самолётов.

Флагманские апартаменты на 70 мест для уменьшения размеров надстройки перенесены на нижнюю палубу.

Основой радиоэлектронного оборудования авианосца является двухдиапазонная радиолокационная система DBR , которая интегрирует в себе многофункциональный радар AN/SPY-3 X-диапазона фирмы Raytheon и радар объёмного обзора VSR S-диапазона фирмы Lockheed. AN/SPY-3 осуществляет обзор и сопровождение целей, управление ракетами и подсветку цели на конечном участке траектории ракеты. VSR выполняет роль дальнего обзора и целеуказания для других радаров и систем оружия. Система разрабатывалась для эсминцев нового поколения DDG-1000 «Замволт».

Значительно изменена внутренняя компоновка корабля и конфигурация полётной палубы. Обеспечено быстрое реконфигурирование внутренних объёмов при установке новой аппаратуры. Для уменьшения веса количество секций ангара сокращено с трёх до двух, а количество самолётоподъёмников — с четырёх до трёх.

В качестве средства ПВО самообороны корабль вооружён ракетами ESSM фирмы Raytheon с двумя 8-контейнерными пусковыми установками на 32 ракеты каждая. Ракеты предназначены для борьбы со скоростными высокоманёвренными противокорабельными ракетами. Системы ближнего радиуса действия включают зенитные ракеты RAM производства Raytheon и Ramsy s GmbH.

Авианосцы смогут нести до 90 самолётов и вертолётов различного назначения: палубные самолёты 5-го поколения F-35, истребители-штурмовики F/A-18E/F Super Hornet, самолёты ДРЛО E-2D Advance Hawkeye, самолёты электронного противодействия EA-18G, многоцелевые вертолёты MH-60R/S, а также боевые беспилотные летательные аппараты.

Самое существенное, и даже революционное техническое новшество - электромагнитная катапульта (EMALS) фирмы General Atomics на основе линейных электродвигателей. Замена паровых катапульт электромагнитными призвана обеспечить большую управляемость запусков самолётов, меньшие нагрузки на них, возможность взлёта при более широком диапазоне скоростей и направлений ветра, а также запуск беспилотников.

Стоимость контракта на создание EMALS - 676,2 миллиона долларов. Одновременно с катапультой созданы новые аэрофинишеры, обеспечивающие быструю остановку самолетов после касания палубы. Длина пусковой полосы 91 метр. EMALS способна разогнать самолет массой 45 тонн до 240 километров в час. Во время тестовых испытаний было произведено 22 «холостых старта» и старты с так называемым «мертвым грузом», тяжелыми тележками, масса которых составляет около 36 тонн.

EMALS это огромный линейный индукционный двигатель, то есть двигатель, ротор которого не круглый, а вытянутый вдоль стартовой полосы. Сегменты двигателя поочередно отключатся и подключаются, разгоняя самолет. В пусковом устройстве есть специальная тележка, к которой самолет цепляется передней стойкой шасси и движется между двумя направляющими с электромагнитами, как по рельсам. Электромагнитные секции после прохождения мимо них тележки отключаются, а те, к которым она приближается, включаются. Это существенно экономит электроэнергию.

В советском флоте авианосца с паровой катапультой не появилось, хотя попытки ее создать предпринимались. Этой разработкой занимался Пролетарский завод в Ленинграде, но с задачей не справился. Удалось собрать лишь один опытный образец установки «Светлана-1» на наземном испытательно-тренировочном комплексе авиации (НИТКА) в Крыму. Строительство его началось в 1977 году. Ход работ куртровал лично главком ВМФ. Тем не менее, ни один самолет с этого устройства так и не взлетел. Увидев, как она работает, главный конструктор ОКБ Сухого Симонов наотрез отказался переделывать под нее Су-27К.

Было принято решения отказаться от создания паровой катапульты, а использовать взлет с трамплина, который и был создан для авианосца «Адмирал Кузнецов».

Трамплин, конечно, более дешев и прост.

Однако его недостатки более чем очевидны. Во-первых, катапульта менее чувствительна к условиям взлета. Авианосец с катапультой может продолжать поднимать в воздух самолеты при более жестких параметрах качки, ветра и волнения, чем корабль с трамплином.

Второе преимущество катапульты - более высокий темп работы. Американский авианосец может запускать самолеты в воздух со своих четырех паровых катапульт каждые 15 секунд. У "Кузнецова" всего три стартовые позиции, причем с двух носовых самолеты могут взлетать не с полной взлетной массой. С полной боевой нагрузкой истребители могут стартовать лишь с единственной позиции, расположенной ближе к корме - самолет должен разгоняться чуть ли не по всей полетной палубе! Темп запуска при трамплинном взлете замедляется более чем в два раза по сравнению с катапультным.

У старта с трамплина более высокие требования к тяговооруженности самолета: двигатели выводятся на режим "полный форсаж" до начала разбега, что преждевременно вырабатывает их ресурс и повышает расход топлива. Меньший темп взлета авиагруппы приводит к более длительному ожиданию в точке сбора, то есть к перерасходу топлива и уменьшению боевого радиуса.

Кстати сказать, работы по созданию электромагнитной катапульты для авианосцев начались в СССР даже раньше, чем в США. В 80-е годы в Институте высоких температур Академии наук совместно с ЦАГИ им. профессора Н.Е. Жуковского и ОКБ А.И. Микояна в рамках НИР «Шампунь» велась разработка системы электромагнитного взлета и посадки самолетов для авианосцев и мобильных аэродромов наземного базирования. И продолжались в течение почти 15 лет. Но опять же не увенчались успехом. +

Наличие электромагнитной катапульты позволит новому американскому авианосцу в течение короткого времени «выстреливать» в воздух десятки беспилотников, что вписывает этот корабль в самые современные концепции сетецетрических войн с использований автономных систем вооружений.

Авианосцы – крупнейшие военные корабли. Они также являются и самыми сложными из всех классов кораблей, когда-либо существовавших.

Единого понимания, каким должен быть авианосец, не существует, и каждая из стран вкладывает свой смысл в это понятие. Американские авианосцы всегда отличались от советских: они несли больше авиатехники и всегда были чем-то наподобие огромных плавучих аэродромов. В СССР авианесущие корабли имели меньшие размеры и несли меньше самолетов и вертолетов. Зато на том же «Адмирале Кузнецове» (в советские годы он имел другое название) есть ударное вооружение – ракеты П-700 «Гранит». Поэтому этот и другие авианосцы СССР называются тяжелыми авианесущими крейсерами. В отличие от авианосцев США, отечественные корабли всегда были чем-то средним между крейсером и авианосцем.

По общему боевому потенциалу они серьезно уступали таким авианосцам, как «Нимиц». Последний может нести до 90 ЛА (летательных аппаратов). Уже упомянутый «Адмирал Кузнецов» в теории способен нести авиагруппу из 50 самолетов и вертолетов, но на практике она ограничивается 30-ю летательными аппаратами.

Но дело не только в количестве. Размеры «американца» позволяют разместить на его борту, например, самолеты дальнего радиолокационного обнаружения Grumman E-2 Hawkeye. Это «зоркое око» авианосной ударной группы. У «Адмирала Кузнецова» ничего подобного нет, и спектр решаемых задач этого корабля намного уже. Так что новые американские авианосцы типа «Джеральд Р. Форд» и старые типа «Нимиц» будут оставаться самыми крупными и наиболее мощными авианосцами, превосходя по общему боевому потенциалу как единственный российский, так и европейские и азиатские аналоги (которые по факту являются модернизированными советскими кораблями). А теперь рассмотрим подробнее, как устроен «Нимиц».

СССР активно пытался догнать США, и в некотором смысле у него это даже получилось. Если ранние тяжелые авианесущие крейсера проекта 1143 несли из истребителей только самолеты Як-38, не имевшие даже бортовой радиолокационной станции, то более поздние уже могли сравниться с западными аналогами. Самым совершенным авианосцем СССР мог стать «Ульяновск»: его хотели оборудовать паровыми катапультами и дать возможность использовать самолеты ДРЛОиУ. Недостроенный аналог «Нимица» был разобран в 1992 году.

Строительство гиганта-авианосца – дело невероятной сложности. Корабли типа «Нимиц» строили по модульному принципу: это означает, что сначала были произведены разные модули, а затем, на финальной стадии сборки, их всех соединили воедино. Всего таких модулей 160. На один авианосец уходит до 60 000 тонн стали и 1360 тонн присадочных материалов. Строительство каждого «Нимица» влетело американцам в копеечку. Так, десятый и последний корабль типа «Нимиц» USS George H.W. Bush (CVN 77), введенный в эксплуатацию в 2009-м, обошелся американцам в 6,5 млрд. долларов.

Когда смотришь на «Нимиц», сразу обращает на себя внимание надстройка, максимально сдвинутая вбок: это необходимо, чтобы было как можно больше свободного места на палубе. На этом «острове» находятся флагманский командный пост, ходовая, оперативная и штурманская рубки. Там же расположены посты управления полетами, центр технического обслуживания авиатехники, системы опознавания, а кроме того, походные каюты командира и флагмана. Отметим, что авианосец использует боевую информационно-управляющую систему NTDS/ACDS. Тактическая связь обеспечивается в том числе сетью обмена данных типа Link 16. Спутниковую связь поддерживают УКВ-трансиверы, среди которых WSC-3.

С высоты «птичьего полета» лучше всего следить за взлетом и посадкой – это еще одна причина, по которой все авианосцы имеют надстройку на палубе. К слову, «Нимиц» имеет плоскую полетную палубу и четыре катапульты. Именно посредством последних самолеты и запускают в воздух. Принцип работы катапульты относительно прост: сначала самолет цепляют передним шасси за разгонное устройство, а потом «выстреливают» в воздух. Это чем-то напоминает рогатку. Работают катапульты с помощью пара, который при пуске заполняет два цилиндра, где расположены поршни, соединенные специальным поводком с зацепом для самолетов. Оператору катапульты нужно учесть размер ЛА, скорость ветра и измерить ряд других параметров. И только потом самолет разбегается по палубе и взмывает в небо. Катапульта обеспечивает взлет крылатых машин массой до 43 тонн со скоростью около 300 км/ч. Отметим, что паровые катапульты уходят в историю – на новом авианосце «Джеральд Р. Форд» их роль будут выполнять электромагнитные катапульты (EMALS).

Клуб стран-обладательниц авианосцев по понятным причинам невелик. Сейчас в него входят восемь государств, а еще четыре имеют универсальные десантные корабли, которые с определенными оговорками тоже можно отнести к авианосцам. При этом строить такие корабли своими силами может еще меньшее количество стран мира.

С борта «Нимица» самолеты можно запускать с промежутком всего лишь 20 секунд. Но, конечно, запускать больше нескольких самолетов с такой интенсивностью не выйдет. В целом, авианосцы типа Nimitz могут обеспечить примерно 120 вылетов в сутки.

Особая трудность – посадка. Летчику нужно зацепиться специальным гаком за трос на палубе корабля. Это не всегда удается сделать с первой попытки (ведь топливо у крылатой машины ограничено, а вокруг раскинулся океан). Во время посадки самолет цепляет гаком один из трех тросов, которые соединены с поршнем цилиндра останавливающего устройства. Данный цилиндр заполнен жидкостью, которая под действием поршня поднимается вверх по трубе к клапану, закрывающемуся постепенно, по мере поступления жидкости.

В «нерабочее» время самолеты не простаивают на палубе, а с помощью специальных элеваторов убираются во внутренние ангары. Это неудивительно: ведь если выставить на полетную палубу все авиакрыло, места на ней почти не останется. Всего на корабле типа «Нимиц» для подъема летательных аппаратов на палубу предусмотрено четыре элеватора. На новом авианосце «Джеральд Р. Форд» их будет только три.

Как уже отмечалось, именно самолеты обеспечивают «Нимицу» его ударный потенциал. В состав авиагруппы входят истребители F/A-18, самолеты радиоэлектронной борьбы EA-6 Prowler, самолеты ДРЛО E-2C, транспортники C-2 Greyhound и вертолеты Sea King. Особый интерес представляют F/A-18E/F Super Hornet. Это очень многофункциональные машины: они могут эффективно бороться с воздушной угрозой и наносить удары по земле. Ракеты Maverick, HARM, AGM-154 JSOW, корректируемые бомбы JDAM и Paveway II – вот лишь часть арсенала этого самолета. Таким разнообразием вооружений, пожалуй, не может похвастаться ни один другой истребитель в мире. Скоро ранние версии F/A-18 (С, D) будут полностью заменены на новейшие истребители пятого поколения F-35C, и это еще больше увеличит общий потенциал авианосца «Нимиц». Самолеты F-35C также станут частью авиагруппы авианосцев типа «Джеральд Р. Форд».

Внутри авианосца

«Нимиц» – настоящий город на воде. В состав корабельной команды входит 3200 человек, а еще 2480 человек находятся в составе авиакрыла. В довесок к этому на корабле могут находиться американские морпехи, а кроме того, несколько команд флотского спецназа США. Для этих бойцов авианосец – это база снабжения, необходимая для осуществления спецопераций. Конечно, чтобы такую «ораву» накормить, корабельные коки, сменяя друг друга, трудятся 24 часа. В целом, сутки обычного матроса состоят из двенадцатичасовой вахты с перерывами на прием пищи, четыре часа личного времени и восьмичасовой сон. Кроме обычной службы на борту «Нимица» проводятся разные мероприятия по отработке различных нештатных ситуаций. Среди них может быть, например, нейтрализация условных террористов, проникших на борт корабля. Каждый матрос за время службы осваивает много чего такого, что может пригодиться ему на тот случай, если придется заменить товарищей.

Корабль USS Nimitz (CVN-68) стал первым авианосцем одноименной серии. Он был введен в строй в далеком 1975 году. Авианосец был так назван в честь американского адмирала Честера Уильяма Нимица – главнокомандующего Тихоокеанским флотом США во время Второй мировой войны. Именно он руководил ВМС США в самый трудный период их существования – войны со Страной восходящего солнца. Адмирал также считался одним из самых авторитетных в мире специалистов по подводным лодкам.

Но как именно авианосец выглядит изнутри? Сразу под полетной находится галерейная палуба, проходящая вдоль всего корабля. Здесь, в частности, можно увидеть центр управления катапультами, боевой пост управления, а также часть кают. Галерейная палуба посредством специальных мостиков сообщается с палубой верхней. По ней можно беспрепятственно пройти от носа до кормы корабля. Одно из назначений галерейной палубы – подкрепление полетной.

Под галерейной находится ангарная палуба, играющая исключительно важную роль. Именно здесь располагаются самолеты и вертолеты. И именно тут они проходят обслуживание и ремонт. Большую часть ангарной палубы занимает ангар, высота которого достигает 8 м. Безопасности этой палубы уделено особое внимание. Так, при проектировании авианосца создатели заложили возможность герметизации ангара, а также разделения его на три отсека. Там имеются специальные огнестойкие занавески, которые в обычном состоянии подняты.

Ангарный отсек можно назвать едва ли не самой уязвимой частью авианосца. С другой стороны, куда бы ни попала вражеская ракета, это может привести к весьма печальным последствиям для «Нимица». Вплоть до гибели корабля. Создатели, конечно, постарались сделать его максимально живучим. Так, над жизненно-важными отсеками находится 64-мм кевлара. Кроме ангарного отсека разработчики уделили особое внимание защите районов, где находятся реакторные отсеки, погреба боезапаса и хранилища авиационного топлива. Однако, как мы уже говорили, ни эти, ни другие меры не могут ничего гарантировать. Поэтому лучший способ избежать гибели – не допустить попадания вражеской бомбы, ракеты или торпеды. Это обеспечивают совершенные средства обнаружения и мощная противовоздушная оборона, которая может эффективно поражать вражеские самолеты и ракеты. В нее входят до 24-х пусковых установок с ракетами RIM-7 Sea Sparrow и до четырех артиллерийских установок Mk 15. Альтернативой последним могут выступать зенитные ракетные комплексы ближнего радиуса действия ASMD. Кроме того, США активно разрабатывают для своих кораблей оборонительные лазерные системы. Они уже доказали свою способность бороться с БПЛА.

Но вернемся к «начинке» корабля. На второй и третьей палубе можно видеть механизмы самолетоподъемников. Здесь также находятся медицинские и зубоврачебные помещения, кубрики рядового и унтер-офицерского состава, а также столовые. Примечательно, что в боевых условиях они также могут использоваться в качестве помещений, где будут собираться авиационные боеприпасы.

Ниже располагается трюмная палуба. Здесь можно увидеть вспомогательные механизмы, различные кладовые, погреба для хранения боезапасов и цистерны с авиационным топливом. В целом, под ангарной палубой расположены еще девять палуб различного назначения. В самых нижних из них создатели авианосца разместили атомные реакторы, а также запасы авиатоплива.

Главную энергетическую установку поместили в специальные автономные эшелоны, расположенные в передней части и корме корабля. Каждый из таких эшелонов имеет отсек с одним ядерным реактором, паропроизводительной установкой и вспомогательными механизмами. Здесь также можно увидеть посты управления. В целом, главная энергетическая установка состоит из двух ядерных реакторов Westinghouse A4W/A1G, приводящих в действие четыре паровые турбины, имеющие совокупную мощность 260 000 л. с. Кроме этого, на корабле есть резервная энергетическая установка, включающая в себя четыре дизельных двигателя, имеющих совокупную мощность в 10 720 л. с. Все это позволяют «Нимицу» преодолевать почти неограниченные расстояния. Ядерное топливо, конечно, нуждается в замене, однако между плановыми заменами корабль может ходить до пятнадцати лет.

Ливия, Югославия, Ирак – вот лишь несколько страниц в «трудовой книжке» авианосца «Нимиц». Очевидно, военные конфликты последних лет не станут последними из тех, где пригодились эти корабли. И авианосцы типа «Нимиц» будут верно служить интересам США еще не одно десятилетие, постепенно заменяясь новыми кораблями типа «Джеральд Р. Форд».

Тяжелый авианесущий крейсер «Адмирал Флота Советского Союза Кузнецов»

Авианосец типа «Нимиц»