军事评论

在空中拍摄

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“弹射器”这个词与大多数人联系在一起,既有古代投掷武器,也有军事飞行员的紧急救援系统。 与此同时,另一个巧妙的发明仍然在阴影中 - 一个起飞弹射器,一种在飞机无法起飞时加速飞机的装置。


在二十世纪末,飞机推动了该舰的炮兵,并成为海军的通用工具。 现代蒸汽弹射器将35-ton飞机在250中以2,5 km / h的速度加速到100 m。在四个弹射器的帮助下,无线电电子设备和训练有素的航空母舰专家在白天可以每37秒发射两架并占据一架飞机。 但如果弹射器停止工作,这艘十万米的船将成为一个完整的军事无能。



第一步骤

由于需要加速飞机使其起飞,第一辆车的创造者已经比空气重。 在1894年,在莱特兄弟飞行前的10年,亚历山大贝尔(电话的发明者)和塞缪尔兰利(当时是华盛顿史密森学会的科学秘书)观察到在波托马克河岸发射了一个带蒸汽机的模型。 兰利发出命令,飞机“机场号码4”加速并且......瘫痪到河里。

之后,兰利提出了这个问题,直到今天 航空 工程师:“一架飞机像鸟一样,需要一定的速度才能开始使用其飞行机制。 一组初始速度的困难被证明是很大的,并且在普通野外条件下通常超出了所有预期。” 兰利发明的设备可以说是所有空中弹射器的曾祖父:飞机固定在一个手推车上,该手推车沿着两条长约25 m的木制轨道滚动,并使用电缆将其加速,该电缆连接到从电车上取下的螺旋弹簧上,并通过了环链葫芦系统。 。 当手推车到达跑道边缘时,锁被打开,并且手推车由于惯性而进一步移动。

在1903,大机场,300公斤的“带钢脊和汽油发动机的鸟”,等待由塞缪尔兰利拥有的小型驳船上的弹射器发射。 绳索被切断,弹簧拉平面。 兰利助理的志愿者飞行员马修曼利后来回忆道:“这辆车很快就像闪电一样,速度达到了35 km / h。 当飞机到达上层末端时,我感到意外的打击,接着是一种无法形容的自由飞行感觉。 但我没有时间享受这种快乐,因为我知道汽车以一个尖锐的角度向下飞行......机翼对水的打击是如此强大,以至于我没有立即感觉到。 幸运的是,我没有淹死。“ 固定飞机的弹射器的锁定并且应该在加速结束时释放它并不起作用。 “机场”无法获得高度,就像绳索上的负载一样,飞入河中。

航空业的先驱之一 - 莱特兄弟的竞争对手 - 塞缪尔兰利教授。 正是他试图建造第一架发射飞机的弹射器


第一次成功

两个月后,兰利又做了一次尝试。 唉,这次“大机场”甚至没有到达加速站点的尽头。 飞机本身的设计缺陷是罪魁祸首。 时间没给Langley第三次机会 - 他没钱了(他花了$ 50 000弹射器!),在这次事故发生仅仅9天后,Wright兄弟首次成功飞行,加速了2美元的4木棒使用引擎和...强风。 莱特兄弟很快意识到,没有风,他们的飞机就无法起飞。 因此,他们不得不制造出第一个工作航空弹射器。 能量源是500-kg负载提升到5 m的高度。一根手指粗的电缆从负载到支撑三脚架底部的滑车,然后沿着导轨到达飞机。 当负载下降时,环链葫芦将行程长度增加三倍,达到所需的15米。 本发明是另一个证明所有巧妙都是简单的。

弹射器的操作如此成功,以至于莱特兄弟确信所有未来的飞机都将比空气重,并在弹射器的帮助下起飞。 但随着时间的推移,飞机发动机变得越来越完美和强大,欧洲飞行员掌握了无人值守的充气轮胎起飞。 不久,莱特兄弟改用充气轮。 然而,弹射器不仅没有消失,而且在飞机没有足够的空间散布的情况下盛开。 他们活动的主要范围是甲板飞机。

在空中拍摄
尽管他的尝试没有取得成功,但他的成就成为现代弹射器的基础。


海军实验

在1912中,奥维尔赖特写了一封信给新创建的美国海军航空兵。 新成立的海上飞行员几乎不知道如何处理收到的飞机。 作为一项临时措施,赖特建议在战舰上建造一个可作为跑道的甲板。 然而,每个人都明白,战斗条件下的这个“天花板”将成为枪支的障碍。 理想的解决方案是使用全尺寸跑道(当时称为“浮动机场”)的特殊大型船舶,但显然此类船舶的数量有限。 对于小型船只,赖特建议使用“使用弹射器的发射系统”。

水手们根据气动鱼雷扳机创造了一个弹射器。 东西,甚至大型战舰上的压缩空气都足够了。 在同一年,1912,第一次尝试从桑蒂战舰撤离。 不幸的是,军方很少研究兰利的经历。 Curtiss A-1飞船位于手推车上,因此鼻子是免费的。 在加速过程中,鼻子上升,飞机急剧上升,......瘫倒在水中。 在这次事故发生后,飞机的机头固定,并用一个特殊的阀门调节空气供应。 仅仅四个月之后,军方就从一艘静止的驳船开始了第一次弹射,并且在11月的1915中,飞机在已经从一艘移动的船上起飞的弹射器起飞。

在1916年,30-meter弹射器安装在三艘美国巡洋舰(北卡罗来纳州,亨廷顿和西雅图)上。 弹射器占据了上层甲板区域的20%并且覆盖了一半的枪支。 在1917年,当美国进入第一次世界大战时,它们被移除了。 然后弹射器和甲板飞机的优势仍然不明显。



从气动到液压

在1920开始时,显而易见的是,如果没有空中保护,战舰将变得非常脆弱。 舰载弹射器进入大政治。 美国海军获得了改进的弹射器,他们承诺将迅速投入所有战舰。 安装在“马里兰州”号船上的实验弹射器长度24 m可将飞机质量1,6 t加速到75 km / h。 几年之内,3,4吨飞机开始以100米的速度分散到17 km / h。在1920的中间,美国海军经常在各种类型的船上使用弹射器。 发射器位于转盘上,它不会干扰枪支并允许在逆风中发射飞机。 起初,气动和后来的火药气体发生器启动装置,服务的飞机重达3,5吨。这足以用于侦察机的有限范围和微不足道的武器装备。 弹射器的概念使战斗机进入阴影,主要优先事项是建造大型航空母舰,提供没有弹射器的起飞飞机。

在1922年投入使用的第一艘(试验性)航空母舰兰利,安装了气动弹射器,但在1928中,经过三年的不活动后,它们被拆除。 在1925中,推出了两个系列航空母舰列克星敦号和萨拉托加号。 由于它们的速度达到30节点,整个120 m足以让飞机起飞。其余的270-meter甲板用于飞机的停车和飞行前准备。 这两艘航空母舰都配备了飞轮弹射器。 电动机旋转六吨重的飞轮,使用锥形摩擦机构将储存的能量传递给增压器。 该装置可以将4,5-ton飞机加速到90 km / h,但其主要问题是快速旋转的车轮堵塞。 Lexington和Saratoga弹射器很少使用,很快他们也被拆除了。 从一个大型浮动机场开始,当时的飞机没有造成任何特别的问题,而当飞机变得更重,更快时会发生什么的问题不会打扰任何人。

9月,美国海军1931开始研制新一代发射器,完全位于甲板下方,以免干扰起飞和降落。 首先,该装置使用压缩空气,然后测试火药气体发生器,在1934中,他们决定使用液压装置。 五年后,第一架从新约克城和企业船上发射的飞机证明了这一概念的成功。 第一次来 故事 甲板飞机可以滑行到起始位置并开始自己的车轮。

不幸的是,这些成就对任何人都没有兴趣,因为水手们继续夸大创造更多高速甚至更大型航空母舰的旧想法,而这些航母没有弹射器。

浮动机场。 在1961委托并参加越南战争的航母Constellation是一支强大的力量。 高达2003的一年


回到夫妇

在第二次世界大战期间,几乎所有在太平洋运行的地面战斗机都安装了喷射开始的节点。 弹射器的发展是战时海军作战中最重要的事件之一。 在战争结束后,当第一架喷气机出现时,即使在最大的航空母舰上,水力成分也成为不可或缺的元素。 兰利的推车,绳索和钓具都出现在这个设计中。 飞机的重量增加,对弹射器的要求增加,其功率,尺寸和复杂性增加。 他们已经可以将6-ton飞机加速到200 km / h和28-ton - 达到115 km / h。 设备满负荷工作,迟早会不可避免地导致故障。 在1954中,Benington船上发生了水汽化爆炸,导致103人员死亡,201受伤。 水力弹射器已达到极限,但飞机已经超越了它:37-tonne道格拉斯A-3 Skywarrior,在悲剧发生前一年由Benington弹射器首次发射,超过了自然界存在的任何水力生物的能力。

在1950中,英国人Colin Mitchell开发了一种新的起动器设计,使用了良好的旧蒸汽。 安装了蒸汽弹射器的第一艘美国船只是亚伯拉罕·林肯级航空母舰(每艘四艘,总质量为2000吨,第二次世界大战的驱逐舰的重量如此之大)。 现在使用蒸汽弹射器 - 这些是最现代化的航空母舰。

弹射器控制站实际上处于甲板层,提供全方位视野,并由防弹玻璃保护


电气未来

作家Sherman Baldwin在关于参与“沙漠风暴”行动的海军飞行员的书中描述了夜间开始的方式:“我的头被压在椅子的头枕上。 这些装置变得不清晰,眼睛转向眼窝,飞机猛烈地摇晃,直到它最终爆发出夜晚的黑色。“

在开始的最初阶段,飞行员在6 g中遇到过载,然后迅速降低到3 - 4 g。 由于甲板飞机在发射时必须承受重载,因此必须具有额外的安全裕度,这增加了结构的重量并降低了飞行特性。 人体对加速很敏感,因此飞行员必须选择并准备一个特殊的程序。 平稳,无跳跃,加速不仅对飞行员的健康有积极影响,而且对飞机的预期寿命也有积极作用。

为了解决这个问题,美国海军正在开发一种电磁飞机发射器,其中飞机代替蒸汽活塞将由线性感应发动机(LEAD)加速。 该原理适用于单轨道路以及一些高速磁悬浮列车,其速度可达400 km / h。 主要困难是如何获得足够的能量。 新的美国航空母舰必须在2014 - 2015中下车,一次发射需要100百万焦耳。 例如,这种能量就足以将车辆驶过15 km的距离。 新的“纯电动”航空母舰CVN-21,其功率是任何尼米兹级航空母舰的三倍,根本无法产生这样的能量。 但是,它可以节省:发电机将为每个弹射器的特殊驱动器提供能量。 根据命令,电力将进入LEAD,在加速过程中,飞机后面的绕组段将断开,并在飞机前方 - 连接。 这将有助于节省能源,最重要的是 - 更精确地控制超频。 在加速结束时,推车不会像液压制动器那样停止,如在蒸汽系统中,而是通过电力。

电磁设备的性能比蒸汽设备高29%,并且能够将45-ton飞机加速到250 km / h的速度。 假设较软的发射模式将使飞机的寿命增加30%。 由于技术人员数量较少,新颖性会产生更多偏差。 所有这些听起来都很有吸引力,但是这个系统在海上的真实条件下如何工作仍然是未知的。 屏幕是否可靠地保护在弹射器附近工作的人? 船舶和飞机的电子设备如何应对如此强大的电气设备? LEAD比蒸汽机研究要少得多,因此目前正在新泽西州泽西湖(喷射案例的世界首都)的海军基地建造一个全尺寸地面电磁弹射器。

但尽管在建造航空母舰方面拥有丰富的经验,但美国并不是弹射器领域的“垄断者”。

在甲板层面,弹射器的视图



作者:
原文出处:
http://www.popmech.ru
7 评论
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  1. stasimar
    stasimar 30 March 2013 10:52
    -5
    脆弱而脆弱的东西。 恕我直言
    1. VashEstambid
      VashEstambid 30 March 2013 18:33
      +2
      应该在这辆弹射​​器上种植俄罗斯官员))) wassat
  2. FOMAS
    FOMAS 30 March 2013 11:10
    +5
    文章-由最后一段判断 电气未来相当古老
    Quote:作者
    正在建设中 全尺寸地面电磁弹射器。


    EMALS安装始于2009年
    到2011年, 722 在EMALS测试期间发射各种类型的飞机时,弹射器达到了最大功率,这使它可以将F / A-18E战斗机加速到终点时速每小时333公里
    1. Hemi cuda
      Hemi cuda 30 March 2013 13:03
      +1
      有趣的铁路)

      "К настоящему времени при помощи EMALS было осуществлено в общей сложности 38 запусков самолетов.
      В частности, 14 полетов совершил палубные истребитель F/A-18 Super Hornet. 1 июня 2011 года к программе испытаний присоединился учебно-тренировочный самолет T-45C Goshawk, совершивший 12 вылетов, а с 8 июня - палубный военно-транспортный самолет C-2A Greyhound. По данным ВМС США, неполадки, выявленные в ходе первых испытаний EMALS были устранены, и в настоящее время проводится доработка и оптимизация программного обеспечения, отвечающего за работу катапульты."

      "В ходе испытаний проверялось взаимодействие бортовых систем самолета с системами управления катапультой и воздействие пусковых перегрузок на конструкцию F-35. Запуск истребителя прошел успешно. Испытания электромагнитной катапульты проводятся в США с конца 2010 года. К настоящему времени устройство произвело 50 запусков различных самолетов, включая учебно-тренировочные T-45 Goshawk, E-2D Advanced Hawkeye, C-2A Greyhound и F/A-18 Super Hornet. В настоящее время специалисты проводят доработку и оптимизацию программного обеспечения, отвечающего за работу катапульты."


      英国人下令这样做。
  3. knn54
    knn54 30 March 2013 19:29
    +3
    飞机起飞时,在弹射器活塞(90 m)的整个运动过程中都会腐蚀掉蒸汽。 在霜冻中,这种蒸气导致结冰,这可能导致活塞卡死,进而导致灾难。 电磁弹射器比蒸汽弹射器的优势包括体积更小,飞行员承受的过载更小以及发射更大飞机的可能性。
    顺便说一句,弹射器“吞噬”了大量蒸汽。 并产生蒸汽GEM。 根据来自Nimitz的未经验证的数据,在其四个弹射器的操作过程中,它无法以超过20节的速度移动。
    就暴食而言,有了电磁弹射器,情况就更糟了。 因此,没有替代核反应堆的选择。
    PS:由于计划用弹射器调试Ulyanovsk TAVKR,因此他们还为NITKI的起飞创建了训练用蒸汽弹射器-照片中。
  4. Boa kaa
    Boa kaa 31 March 2013 14:55
    +3
    海军总司令 Chirkov V.V. 宣布对新俄罗斯航空母舰的要求:60千吨的排量,到60飞机,他们发射电磁弹射器的经典方案,似乎他们将是3。 这些任务发布,设计组织审查以前的项目,与最新的车队要求有关。 这是LEAD和造船厂的问题,你甚至可以在纸上画一艘星舰。 我们需要新技术,而我们尚未富裕。
  5. xtur
    xtur 31 March 2013 22:36
    0
    这篇文章是关于弹射器花费100亿焦耳起飞的事实,并且文章说飞机在弹射器上加速大约需要2-3秒。
    这意味着使用弹射器所需的功率不到50万瓦,这大约是船舶核反应堆功率的几倍
  6. Andrey58
    Andrey58 2 April 2013 21:23
    0
    В свете последних статей про авианосцы подумалось, а нахрена нам вообще авианосцы нужны? С точки зрения боевого применения. И не проще ли вместо одного 60000 тонного авианосца построить два 30000 тонных УДК типа "Уосп", которые будут действовать в связке с Орланами и фрегатами УРО?
    敌方防御点被URO船只和战略飞机的打击摧毁。 UDC的海军火炮和攻击直升机可以实现其余目标。 然后登陆党。