О том, что превращает палубу в ВПП. Взлётно-посадочные системы авианосцев

Евгений Шолков
кандидат технических наук,
Виктор Друшляков
После опубликования в нашем журнале первых материалов из цикла «Взлетно-посадочные системы авианосцев», авторами были обнаружены в архивах новые факты, проливающие свет на зарождение подобных систем практически с началом появления и развития авиации. Так, знаменитый французский конструктор самолетов Луи Блерио предложил идею безаэродромного старта и посадки самолетов, с которой летом 1913 года ознакомились французские адмиралы. Эта идея была воплощена Дж. Броди в конкретную конструкцию и нашла успешное практическое применение в ВМС США во время Второй мировой войны. Обо всем этом, а также о воздушных авианосцах — дирижаблях рассказывается в предлагаемой читателям дополнительной статье.

Продолжение, начало в № 3-2014

Пара самолетов под дирижаблем R-23

Проблема расширения радиуса действия боевой авиации, возникшая в начале ХХ века, требовала доставки летательных аппаратов к театру военных действий (ТВД) на подвижных платформах — не только морским путем, но и по воздуху. Ещё до появления аэростатических аппаратов достаточной грузоподъёмности, взоры военных теоретиков обратились к идее «оморячивания» авиации в попытках найти ей место на палубах морских судов — первыми «жертвами» их идей стали корабли-угольщики. Задолго до начала полётов аэродинамических аппаратов французский изобретатель-теоретик К.Адер, известный своими блестящими идеями о будущей роли военной авиации, отводил особую роль возможностям авиации палубного базирования. Ограниченные возможности палубных механизмов взлёта-посадки надолго отодвинули реализацию идей К. Адера на морских просторах — пришлось прибегнуть к использованию гидросамолётов с их ограниченными возможностями на борту кораблей-носителей. Остроту проблемы удалось временно решить размещением легких истребителей на борту дирижаблей жесткого типа, обеспечив этих исполинов механизмами стыковки (посадки) и старта летательных аппаратов с одновременным размещением их во внутреннем ангаре. Это стало первой реализацией принципа «взлёта — посадки…в воздухе». Фантазии изобретателей пошли дальше и привели к поиску ещё более экзотических решений этой проблемы.

 

 Часть 1. ВОЗДУХОПЛАВАЮЩИЙ АВИАНОСЕЦ

Итоги Первой мировой войны (WorldWarI — WW I) убедили участников событий на европейском ТВД в ограниченных возможностях самолетного парка того времени. Требовалось расширить диапазон возможностей летательных аппаратов (ЛА) разведки наземных и морских объектов противника по дальности. Круг задач, возлагаемых на авиацию, был расширен от разведывательных функций до противовоздушной обороны (ПВО) носителя этих ЛА и жизненно важных объектов в зоне ответственности до ударных операций по позициям противника, включая промышленную инфраструктуру в глубоком тылу. Возникла идея о доставке таких ЛА в зону конфликта вспомогательными средствами.

Взоры военных стратегов обратились к достижениям нового вида авиационной техники — аппаратов аэростатического принципа воздухоплавания — дирижаблей, которые к этому времени (1920-е гг.) подтвердили свои потенциальные возможности как в сфере гражданских трансатлантических пассажироперевозок, так и в военных операциях. Уже в период WW I дирижабли, особенно жесткого типа, своими рейдами оказали серьезное психологическое воздействие на планы британского военного ведомства при бомбардировках Лондона и промышленных объектов.

Аэростатический монстр длиной более 160 метров мог обрушить на вражеские объекты многие тонны бомб, способных сравнять с землей целые городские кварталы. Однако боевая живучесть этих воздушных исполинов была невысока: из общего числа (63) военных цеппелинов только 19 дожили до конца войны.

Оценив их уязвимость в налетах на Лондон, германское командование решило защитить их автономной ПВО. Грузоподъемность цеппелинов позволяла им нести на борту истребительную защиту. Для этих целей цеппелин L-35, который поднялся в воздух 26 января 1918 г. в дни WW I, был снабжен внизу фюзеляжа стыковочным крюком, на который подвешивался самолет. В январе 1918 г. L-35 взлетел с истребителем D.III. «Альбатрос», закрепленным на крюке. На высоте около 1500 м истребитель стартовал с борта дирижабля и успешно приземлился. Дальнейшие испытания не нашли отражения в -литературе тех лет. Интерес к дирижаблям-авианосцам в фашистской Германии вновь проявился лишь на рубеже 1936-1937 гг. Ограничения в области авиации по Версальскому мирному договору к тому времени сохраняли над Германией лишь формальную силу. После окончания строительства очередного сугубо «мирного» цеппелина LZ.129 «Гинденбург» было решено вернуться к этим испытаниям. Однако первым самолетом, которому было суждено побывать в чреве «Гинденбурга», оказался Bucker BU 133B Jungmeister румынского пилота-акробата А.Papаn’a, загрузившего своего спутника в килевую часть дирижабля — пилот был приглашен на авиашоу в Лос-Анжелесе в августе 1936 года. Для загрузки моноплана внутрь фюзеляжа были отстыкованы консоли крыльев. На снимке процедуры подъема самолета в отсек дирижабля показан момент этого события, а на киле Jungmeister’а четко видна олимпийская символика — самолет участвовал в открытии Олимпиады 1936 года в Германии. Но эта программа испытаний оказалась лишь эпизодом.

Фактически это произошло после ремонта и реконструкции дирижабля зимой 1936-1937 гг., когда под фюзеляжем «Гиндебурга» была смонтирована причальная трапеция. Немецкий ас Эрнст Удет, имевший более 70 воздушных побед, пилотируя учебный самолет А44 (Fw. 44) «Щегол» (Stieglitz) фирмы Focke-Wulf провел серию успешных экспериментов по подвеске под летящий дирижабль «Гинденбург» — работала технология двойного назначения. Но, несмотря на успешные результаты, было ясно, что времена таких «авианосцев» уже в прошлом.

Признавая несомненный приоритет германского изобретателя графа Ф. Цеппелина, давшего нарицательное название дирижаблям жесткой конструкции, следует отметить, что к началу WW I интерес к этому виду ЛА был проявлен не только в Великобритании, но и за океаном. Отражать налеты цеппелинов на Лондон средствами ПВО становилось все сложней, к тому же эти налеты имели огромное моральное воздействие, вызывая панику среди населения. Требовалось начать ответные бомбардировки мест базирования германских дирижаблей, однако радиус действия легких британских бомбардировщиков был недостаточен — помочь могли лишь средства их доставки на вражескую территорию. Возникла идея использовать дирижабли в качестве носителей истребителей и легких бомбардировщиков, наделив их функциями авианосцев. Летом 1918 г. специалисты Британии предприняли попытки использовать дирижабль R23 в качестве носителя истребителя 2F.1 «Верблюд (Camel)» фирмы «Сопвич».

Однако техническое отставание британских разработок дирижаблей не позволило полностью реализовать эти планы — исследование их возможностей пришлось отложить до окончания войны.

Послевоенные попытки превратить британские дирижабли в авианосцы носили бессистемный характер и явились скорее проверкой концепции, но не привели к серьезным техническим достижениям. Для этих целей были «мобилизованы» находившиеся в резерве со времен войны дирижабли R.33 и R.34. Приоритет отработки стыковок самолета с движущимся дирижаблем принадлежит R.33, который для этих целей был оборудован в нижней части фюзеляжа специальной трапецией-перекладиной. В качестве объекта испытаний был выбран небольшой почтовый самолет DH.53 «Колибри» (HammingBird) с не менее миниатюрным двухцилиндровым оппозитным двигателем Tomtit фирмы Блэкберн всего в 18 л.с. Винтомоторную группу от возможных столкновений с трапецией пришлось укрепить надежной защитной конструкцией. Историческая попытка состоялась 15 октября 1925 г., однако этот эксперимент едва не окончился аварией — несовершенство стыковочного крюка, который не имел фиксирующей защелки, вынудило отказаться от последующих попыток. Год спустя, в октябре 1926 года, тот же R.33 взлетел с двумя подвешенными под фюзеляжем истребителями МкI«Поганка» (Grebe) фирмы Глостер, которые успешно стартовали в воздухе.

Через месяц этот эксперимент воздушного старта был успешно повторен, однако он не получил дальнейшего развития в цикле «взлет-посадка в воздухе» из-за отсутствия надежных приспособлений для стыковки с дирижаблем в полете.

Более системный, комплексный характер эти эксперименты, начало которым было положено в декабре 1918 г., получили за океаном. На нижней подвеске дирижабля С-1 мягкой конструкции в воздух был поднят биплан JN.4 «Дженни» (Jenny) фирмы Кертисс, который отстыковался в воздухе и продолжил самостоятельный полет. Проблема решалась только в части запуска, не обеспечивая возврата истребителя на борт «авианосца». Через три года, стремясь реализовать полный цикл «взлет-посадка в воздухе», выдающийся летчик, главный конструктор фирмы «Сперри» Лоуренс Сперри разработал оригинальное, единственно работоспособное устройство приема самолета в воздухе и погрузки его во внутренний ангар в чреве жесткого дирижабля.

Первые эксперименты в цикле «взлет-посадка в воздухе», проведенные в 1924 году с бипланом M-1«Посланник» (Messenger) фирмы Сперри под управлением К. Фитенроу, позволили пилоту со второго подхода доказать работоспособность трапеции Л. Сперри, размещенной на дирижабле ТС-3, принадлежащем армии. Успешно расстыковавшись, М-1«Посланник», ведомый К. Фитенроу, благополучно вернулся на -аэродром — впервые была доказана совместимость самолета с дирижаблем-авиаматкой. Американские воздухоплаватели не оценили этих возможностей противолодочных дирижаблей — вражеские истребители не беспокоили их при поисках германских «волчьих стай» — и вернулись к испытаниям на дирижабле ТС-7 лишь в 1926 г.

Конструкция Л. Сперри заслуживает краткого ознакомления. Стыковочная трапеция была размещена на гондоле дирижабля и фиксировалась в выпущенном положении при подходе ЛА. Над центропланом истребителя на штанге монтировался стыковочный крюк с автоматической фиксацией после контакта с трапецией-перекладиной. Перед штангой была закреплена наклонная лыжа для ориентировки трапеции на крюк и защиты тянущего винта от повреждений. Этот стыковочный узел положил начало дальнейшим работам в США по внедрению противовоздушной обороны дальних разведчиков дирижаблей-монстров жесткого типа «Acron» и «Macon» (ZRS-4 и ZRS-5). Пока эти первенцы-авианосцы подвергались реконструкции под внутренние ангары для ЛА, конструкция Л. Сперри для тяжелых самолетов была испытана на дирижабле «ЛосАнджелес» ZR-3 германской постройки (LZ-126).

В первых полетах участвовал биплан UO-1, позднее — модернизированный истребитель UO-3 фирмы Vought. Стыковочный крюк имел автоматический замок, рассчитанный на скорость сближения более 8 км/ч, что затрудняло стыковку. В июне 1929 г. пилот-испытатель К. Гортон предпринял 15 подходов к дирижаблю, и лишь один из них оказался успешным. На этих неудачах сказались размеры этого гиганта, вызывавшие мощные турбулентные потоки, и близкое расположение трапеции к корпусу дирижабля. В дальнейшем летчик добился регулярной стыковки, применив трюк первого палубного пилота Э. Даннинга (август 1917 г.) путем догона дирижабля сбоку с последующим скольжением влево к стыковочному крюку. Спустя год были организованы показательные выступления для президента Г. Гувера, которому продемонстрировали возможность стыковки с дирижаблем «Лос-Анджелес» истребителя UO-1, взлетевшего с палубы авианосца «Саратога». Для дальнейших испытаний ВМС США заказали фирме Кертисс разработать палубный самолет, отвечающий возможностям парковки в чреве дирижабля — им стал XF9C-1 «Ястреб-тетеревятник». После первого полета в начале 1931 года этот цельнометаллический первенец, оборудованный приемным крюком Сперри, провел серию стыковок с трапецией на наземном стенде испытательной станции в Лейкхерсте.

В октябре 1931 года морской летчик У. Харриган на XF9C-1 совершил несколько удачных причаливаний к трапеции дирижабля «ЛосАнджелес». Не обошлось без накладок — замок крюка Сперри был рассчитан на более легкий UO-3, что привело к деформации фиксатора в одной из стыковок и препятствовало расцепке самолета. Положение спас матрос, член экипажа дирижабля, спустившись по подъемной ферме к заевшему фиксатору и раскрыв его с помощью подручных средств.

В августе 1931 г. закончилась реконструкция дирижабля жесткой конструкции Аcron (ZRS-4). Новый «авианосец» имел встроенный ангар, способный вместить пять небольших бипланов, четыре из которых могли быть размещены на потолочной монорельсовой крестообразной кран-балке с лебедками, а пятый стоял в состоянии стартовой готовности в районе нижнего Т-образного люка-проема на жесткой подъемной ферме с причальной трапецией. Остальные самолеты подводились по кран-балке к проему по мере освобождения подъемной фермы. Размеры люка были ограничены запасом прочности конструкции корпуса дирижабля, что повлияло и на выбор базируемых на борту ЛА. После нескольких конкурсов был принят XF9C фирмы Кертисс в модификации XF9C-2. Дирижабль Acron в начале 1932 г. был перебазирован в Лейкхерст для монтажа и кинематических испытаний системы причаливания и подъема самолетов в ангар носителя. В мае 1932 г. были проверены комплексные возможности нового авианосца (который уже заслуживал этого названия без кавычек), способного обеспечить выполнение полного цикла «взлет-посадка в воздухе». Основную роль в испытаниях играл XF9C-2 «Ястреб», к полетам был также привлечен N2Y-1 фирмы Consolidated — двухместный тренировочный истребитель.

11 мая 1932 г. Аcron вернулся на базу КемпКерни близ Сан-Диего с двумя самолетами — XF9C-1 и N2Y-1 на борту, которые перед посадкой дирижабля стартовали с борта воздушного авианосца и приземлились на базе. Стыковочное устройство было снабжено дополнительной стрелой с седловидной скобой для фиксации самолета при загрузке в ангар. Это позволило достигнуть 15-минутного интервала на взлет или посадку самолета с момента открытия створок ангара до их полного закрытия. Во время этих испытаний возможности нового авианосца были продемонстрированы группе конгрессменов на борту дирижабля Аcron. За недолгий срок службы Аcron установил рекорд по числу поднятых пассажиров и по количеству стыковок с самолетами — 501 зацеп. После крушения 3 апреля 1933 года этого дирижабля эстафету воздушных авианосцев принял его «систершип» — дирижабль Мacon. Этот гигант участвовал в многочисленных морских маневрах и тренировках экипажей с освоением новейших радионавигационных систем, вплоть до драматической катастрофы 12 февраля 1935 г. с четырьмя самолетами на борту. Его гибель ознаменовала собой и конец эпохи воздушных авианосцев — дирижаблей. Этот вид авианосцев не имел перспективы и ушел в прошлое, но проблема «взлета-посадки в воздухе» осталась…

Часть 2. «ПРОВОЛОЧНЫЙ АВИАНОСЕЦ» ДАЛ МАЛЕНЬКИМ САМОЛЕТАМ ВОЗМОЖНОСТЬ СЛУЖИТЬ БОЛЬШОЙ ВОЙНЕ

Проблема увеличения радиуса действия истребительного самолетного парка, особенно небольших разведывательных самолетов, приобрела новую остроту с началом Второй мировой войны (WW II). Потребовались новые методы и средства решения проблемы.

Начало этой истории совпало с разгаром второй битвы за Атлантику (июль 1940 г. — апрель 1943 г.). Нацистская Германия стремительно наращивала состав подводного флота, стремясь любой ценой прервать коммуникации Британии с заокеанскими союзниками: начиная эту битву с 57 лодками (литоральные субмарины класса II), германская промышленность сумела построить к концу войны более 1000 подводных лодок, в основном, океанского класса. Эти подлодки, применяя тактику «волчих стай» — действуя группами, вдали от баз не могли рассчитывать на авиационную поддержку, оставаясь основной самостоятельной ударной силой на океанских просторах. На этом фоне промышленность союзников не успевала компенсировать потери тоннажа своего транспортного флота, а силы противолодочной защиты союзников с трудом сдерживали рост этих потерь: «волчьи стаи» адмирала Деница хозяйничали даже у восточного побережья США. Стремясь защитить гражданские транспортники британских конвоев, Адмиралтейство решило оснастить их индивидуальной противолодочной защитой, снабдив эти корабли одним-двумя истребителями-перехватчиками «Ураган) (Harricane) фирмы ХоукерЭйркрафт, для запуска которых применялись пневмогидравлические катапульты. Конечно, это был паллиатив, который мог оказать лишь психологическую поддержку экипажам конвоев. Не располагая ни площадками, ни механизмами для укороченной посадки этих весьма скоростных истребителей (свыше 500 км/ч), транспортники обеспечивали своим «Ураганам» лишь… «билет в одну сторону». Заметив перископы «волчих стай» или разведчиков «Фокке-Вульф» в воздухе, эти смельчаки взлетали на перехват противника — безвозвратно! Технология возврата была простой и единственно возможной: выполнив боевую задачу, пилот возвращался в зону своего корабля и выбрасывался с парашютом, в надежде быть спасенным из воды командой спасателей. Мы не располагаем статистикой эффективности подобной противолодочной защиты — ясно одно: перспективы этот способ не имел, а проблемы защиты транспортников становились все острее.

Плод нетрадиционного конструкторского мышления.

Как гласит легенда, сидя как-то на пикнике на побережье шт. Джорджия летним воскресеньем 1942 года, капитан береговой артиллерии ВМС США Джеймс Н. Броди наблюдал с берега трагедию транспортного судна, торпедированного немецкой субмариной. И Дж. Броди задумал создать легкую, компактную и мобильную взлетно-посадочную систему (ВПС) универсального назначения, как наземного, так и корабельного базирования. Задуманная изначально как система базирования авиационной противолодочной защиты на борту транспортников, по мысли автора, она должна была оказать существенную поддержку и Корпусу морской пехоты, обеспечив его силы воздушной разведкой побережья при высадке десантов. В Юго-Восточной Азии уже разворачивался Тихоокеанский театр военных действий, которые предстояло вести на островах с непроходимыми джунглями и гористым ландшафтом, лишенных аэродромов и оборудованных побережий. Дж. Броди еще ранее, в марте 1942 г., представил эскизы своего изобретения в Национальный комитет по изобретениям США, эксперты которого отказались верить в реализуемость и пользу этой идеи. И лишь служба в Корпусе военных перевозок дала ему шанс показать возможности создания мобильной ВПП в необорудованной местности. Положение спас капитан второго ранга Дж. Тейлор, офицер связи Армии и ВМС США, заинтересовавшийся идеей Броди.

В апреле 1943 г. изобретателя переводят в ВВС и выделяют площадку для испытаний на аэродроме в Нью-Орлеане, на которой Броди строит систему из мачт и тросов, основной из которых имел длину в 150 м. По мере разворачивания системы эти работы вызвали интерес у пилотов местного аэродрома, которые оказались в очереди первых желающих участвовать в испытаниях. Однако развернутый комплекс имел довольно неуклюжий вид, а тонкий на вид основной посадочный трос не вызывал доверия, и желающих рисковать поубавилось. Для испытаний был выделен легкий (вес пустого — не более 400 кг) самолет связи L-2 «Кузнечик» (Grasshopper) фирмы Taylorcraft. Первый взлет и «посадку» на систему Броди в августе-сентябре 1943 г. успешно выполнил пилот ВВС лейтенант С. Вилер. Убедившись в потенциальных возможностях воздушной ВПП, к испытаниям был привлечен более тяжелый L-5 «Страж» (Sentinel) фирмы Стинсон, на котором дальнейшие регулярные испытания выполнял сержант Р. Грэгори (на снимке с Дж.Броди, выше).

Успешные испытания системы Броди на суше позволили автору получить для морских испытаний сухогруз City of Dalhart. В декабре 1943 г. корабль выходит в Мексиканский залив с представительной комиссией на борту. Тот же L-5 «Страж» успешно выполняет заданную программу с автором изобретения в качестве пассажира, но комиссию это не убеждает. Чиновники назвали этот проект слишком фантастическим, на который не стоит тратить деньги. На этот раз на помощь приходит генерал Б. Донован из Комитета стратегических служб, который сразу оценил потенциальную возможность предложения Броди для войны в джунглях Бирмы и Китая. Несмотря на явно морскую ориентацию системы Броди, ВВС США заинтересовались возможностями подобной схемой взлета и посадки. Привлекала мобильность развертывания подобных «аэродромов» в условиях сложного рельефа гористой местности, болот и джунглей, когда строительство классических ВПП было невозможно или сопряжено с неприемлемыми временными и финансовыми затратами. От оперативности развертывания ВПП и проведения разведывательных полетов мог зависеть успех армейских операций. Королевские ВВС проявили большую расторопность, купив комплект системы Броди для наземных испытаний, приближенных к реальной обстановке, и проведя серию полетов в джунглях Индии в апреле 1945 года.

Действительно, комплект системы Броди весил немногим более 3000 кг и легко перевозился транспортным самолетом или двумя грузовиками. Монтаж системы на необорудованной площадке мог быть выполнен командой из 8-10 человек за 12 часов — никакая вырубка джунглей под ВПП с грунтовым покрытием не могла сравниться с этими показателями. Для секретных операций ЦРУ немаловажной была скрытность таких «воздушных» ВПП — четыре мачты этой системы посадки при аэрофотосъемке ничем не выдавали себя.

Несмотря на скепсис, проявленный чинами из ВМС США во время испытаний системы Броди в Мексиканском заливе, на флоте вскоре поняли, что десантные операции в Европе и на Тихоокеанском театре не могут обойтись без корректировки огня и воздушной разведки легкой авиации корабельного базирования — самолетами типа L-4 «Кузнечик» (Grasshopper) фирмы Пайпер и L-5 «Страж». Для их базирования могли подойти большие десантные корабли класса LST (танко-десантные корабли). Первым на Европейском ТВД «импровизированную» взлетную палубу в 1943 г. получил LST-386, на котором вначале базировалось четыре катапультируемых самолета разведки. И хотя позже на нем базировалось уже до 10 самолетов, на флоте понимали, что «авианосец» в таком усеченном варианте — без посадки на палубу, ограничивает применение самолетов корабельного базирования. Для реконструкции под систему Броди в 1944 г. был выделен десантный LST-776, а промышленности заказали сразу 25 комплектов системы — однако повоевать успели лишь 8 из них.

Среди испытателей модернизированный LST-776 получил прозвище «проволочный авианосец». С проходящего как-то по левому борту авианосца, наблюдавшего тренировки по системе Броди, так оценили эти полеты: «Мы видим это, но не верим этому!». Надо отметить, что настоящую «путевку в жизнь» корабельной системе Броди дал летчик-испытатель Р. Грэгори (тогда уже офицер), совершивший более 300 успешных циклов «взлет-приземление» на LST-776. Он утверждал, что любой подготовленный пилот способен безопасно взаимодействовать с этой системой. Корабль прошел предварительные испытания в районе Нью-Орлеана, вначале базировался в Сан-Диего, а затем отправился на Тихоокеанский театр военных действий. Интересно, что к переходу на борту LST-776 базировалось четыре L-4 «Кузнечик», а по приходу к о. Иводзима их осталось лишь три — один был смыт штормом. Некоторые источники приводят данные, что в районе театра военных действий на LST-776 были организованы тренировочные полеты с участием группы учебных истребителей UO-1/UO-3 в составе 6 единиц, три из которых потерпели аварии. Эти события не находят других подтверждений и представляются нам маловероятными, т.к. на борту этого носителя могло быть размещено не более 4-х машин.

По прибытии LST-776 в зону десантных операций у островов Иводзима, Сайпан и Окинава систему Броди использовали вплоть до ядерных взрывов в Хиросиме и Нагасаки. Путь к о.Окинава конвоям преграждала группа стратегически важных скалистых островов Керама. Столь важны были результаты воздушной разведки в районе о-овКерама, проведенной L-4 «Кузнечик», стартовавшим с LST-776 26 марта 1945 г. После расшифровки материалов аэрофотосъемки на берегах островов были обнаружены хорошо замаскированные пещеры с рельсами, ведущими к морю. В этих 50-60-ти пещерах хранилось до 350 быстроходных катеров, начиненных глубинными бомбами. В случае высадки десанта камикадзе должны были атаковать LST. Японцы даже не подозревали, что скалистые о-ва Керама заинтересуют американцев, иначе позаботились бы о более тщательной маскировке пещер. Подошедшие вскоре эсминцы ВМС США огнем своих батарей уничтожили катера в пещерах до высадки десанта. Как вспоминает пилот одного из L-4 «Кузнечик», базировавшихся на LST-776, Дж. Кригсмен, участвовавший в той разведке, «эта информация была одним из лучших наблюдений, которое мы когда-нибудь делали». После успешной миссии у этих островов LST-776 отправился к Филиппинам для участия в крупной десантной операции, но настал август 1945 г. — Вторая мировая завершилась. Несколько ранее, по окончании военных действий в Европе, один из их участников — LST-325 был отправлен за океан для монтажа одной из четырех вновь заказанных систем Броди и перебазирования его в Тихоокеанский театр, однако к этому моменту Япония подписала капитуляцию.

Окончание WW II и сворачивание работ по военному применению системы Броди не обескуражило автора. Дж.Броди полагал, что его идеи найдут применение в коммерческом использовании владельцами отдаленных ранчо, желающих обзавестись недорогими портативными аэродромами в труднодоступных местах. Автор продолжал работать в направлении повышения грузоподъемности своих ВПП, подавая заявки на новые изобретения, но эти идеи укладывались на пыльные полки истории и не были востребованы.

Как это работает. Понять проблемы патентования и внедрения тросовой системы посадки, вставшие на пути ее изобретателя Дж. Броди, поможет нам знакомство с устройством и принципом действия этого комплекса «воздушной» посадки и взлета. По личному опыту патентования отметим, что экспертов-патентоведов, действующих по принципу «не пущать», всегда настораживают слишком революционные идеи, особенно т.н. «пионерские» — не имеющие аналогов-предшественников. Как отмечалось выше, предложение Броди вначале не вызвало доверия не только у потенциальных заказчиков, но и встретило немотивировнный отказ экспертов Патентного бюро США, хотя формальные основания для такого отказа были, но об этом — рассказ ниже.

На первом этапе испытаний Дж. Броди начал монтаж своей системы наземного базирования на аэродроме в Новом Орлеане в начале 1943 г. В этом варианте она была пугающе простой, чем и можно объяснить недоверие, с которым был встречен этот наземный «аэродром в воздухе». Чтобы имитировать корабельные условия, Броди смонтировал четыре вышки-деррик высотой до 20 м, разнесенные в прямоугольник со сторонами в 50х150 м, короткой стороной обращенный поперек курса посадки. Приведенные данные — оценочные, по описанию патентов Броди на свое изобретение, полученных, кстати, по окончании войны в 1948 г. Дальнейшее описание конструкции носит схематический характер — интересующихся подробными деталями этой мудреной конструкции относим к описанию патента США на это изобретение (US Patent # 2, 435,197). Между поперечными вышками были натянуты тросы-оттяжки для удержания по оси прямоугольника посадочного троса длиной около 150 м.

Вдоль посадочного троса перемещалась каретка на роликах с подвешенной на ней рамкой из нейлоновых строп размером 0,9х1,2 м. Рамка позволяет пилоту подвести силовой крюк, расположенный в верхней полусфере на фюзеляже, к одной из трех петель рамки для зацепа крюком и передачи усилия торможения на посадочный трос. В условиях наземных испытаний длина посадочного троса не имела принципиальных ограничений, поэтому каретка с роликами не имела специальных тормозных приспособлений — аэродинамическое торможение обеспечивало остановку самолета на заданной дистанции.

Техника пилотирования при заходе на «посадку» напоминала повадки морской свинки: пилот подводил самолет к нейлоновой рамке на больших углах атаки — с опущенной хвостовой частью, стараясь не попасть винтом по тормозному тросу. В момент зацепления пилот стремился опустить нос самолета, избегая рывка вверх с риском потерять винт. В конце торможения самолет опускали на блоках на площадку. При установке самолета в точке старта длина троса позволяла набрать на разгоне скорость выше эволютивной и выполнять безопасный взлет после расстыковки посадочного крюка. (Примечание: эволютивная скорость — минимальная скорость летательного аппарата, при которой он способен выполнять простейшие эволюции (маневры) в воздухе).

Технология посадок при использовании системы Броди осложнялась ограниченными размерами кораблей LST, которые стали первыми «проволочными» авианосцами. Сначала — о конструкции корабельного варианта. Для монтажа конструкции использовались кормовая и носовая мачты высотой около 20-ти м, на которых были поперечно закреплены горизонтальные кран-балки длиной до 15 м. Высота отстояния от плоскости палубы составляла около 9 м. Между консолями кран-балок был натянут посадочный трос длиной около 92 м. В зависимости от режима работы, кормовая кран-балка имела два угла наклона, кроме горизонтального: 60 град. — для посадки и 120 град. — для взлета, что обеспечивало оптимальный угол наклона рабочего троса. С учетом ограниченной длины троса тележка с роликами имела дополнительные тормозные механизмы — некоторые специалисты сравнивают это устройство с катушкой для спиннинга. При подготовке к старту этот механизм в заторможенном состоянии позволял пилоту набрать обороты двигателя до 65% от максимального, по достижении которых пилот с помощью фала в кабине растормаживал каретку — самолету открывали путь в небо. В конце разбега при отказе штатной системы самолет освобождался от тележки с помощью аварийного механизма. Обычный взлет без встречного ветра происходил на дистанции в 120 м, а с ветром — даже с 60 м. Возврат на корабль был настоящим искусством, не сравнимым с наземными полетами. Если первые «посадки» в Новом Орлеане выполнялись методом «проб и ошибок», то корабельные условия не прощали таких ошибок и требовали тщательной тренировки и освоения методики подхода к тросу на движущемся корабле. При этом корабль шел против ветра, усиливая суммарный воздушный поток, что снижало посадочную скорость относительно троса. Основная проблема состояла в попадании крюком в плоскость раскачивающейся рамки — от верхней точки крюка до посадочного троса отделяло около 2-3 м — кормовая балка буквально нависала над кабиной пилота. После зацепа за нейлоновую рамку тормозное усилие в тормозе каретки достигало максимума на первых 15-ти м тормозного пути, что обеспечивало устойчивые отрицательные перегрузки самолета и экипажа не более 0,3 g.

На LST-776 система Броди поле наземных испытаний была усовершенствована и представляла собой два крана-балки высотой относительно палубы около 9 метров, выступающих за борт на 15 метров. Передняя балка устанавливалась параллельно горизонту, задняя могла задираться вверх (при взлете), между ними был натянут трос длиной около 90 метров. Благодаря творческим усилиям Броди, его система обладала различными приспособлениями, обеспечивающими безопасное ее использование: при посадке — торможение лебедки при приближении самолета к оконечной мачте, при взлете — возможное аварийное отцепление самолета и т.д. Самой большой проблемой была посадка — попасть крюком в раскачивающуюся от колебаний судна и от ветра трапецию размером 0,9 на 1,2 метра при риске, что балка ударит по самолету, было непросто. Однако за все время испытаний и эксплуатации никаких аварий с самолетами и пилотами не случилось.

В настоящее время с крюком Броди сохранился один L-4 «Кузнечик» и один L-5 «Страж».

Часть 3. КТО ЖЕ БЫЛ ПЕРВЫМ:

Л.БЛЕРИО, У.ПЕРКИНС, Л.СПЕРРИ ИЛИ… ДЖ.БРОДИ?

Имена, вынесенные нами в заголовок этого раздела, принадлежат конструкторам и изобретателям, внесшим заметный, иногда даже «пионерский» вклад в проблему расширения диапазона базирования ЛА как на наземных, так и на подвижных ВПП. Результаты испытаний и внедрения их изобретений достигли разного уровня практической реализации: одни закончили свой путь на стадии эксперимента, другие служили по прямому назначению — нашли применение в военных целях. Тупиковый путь внедрения одних определило несовершенство технических решений, другие, зачастую «пионерские идеи», не нашли понимания у непосредственных заказчиков — военных ведомств. Исторической справедливости ради необходимо обозначить приоритет указанных изобретателей в этой области. Попробуем проследить за перипетиями технического прогресса проблемы «взлет- посадка в воздухе».

Судьба изобретений решалась не столько в правовом поле в схватке «изобретатель — эксперт-патентовед», сколько в кабинетах заинтересованных ведомств, а успех их внедрения зависел не только от стремлений гениальных конструкторов-одиночек, но чаще от возможностей коллективов удачливых предпринимателей (вспомним историю изобретения и приоритета его на паровую катапульту, единоличным автором которой незаслуженно, по нашему мнению, признан Колин Митчелл). Рассмотрим подобные коллизии на примере разработки проблемы «взлет-посадка в воздухе»: дирижабли-авианосцы и системы посадки Дж.Броди.

Широкий охват этих двух событий на страницах печати наглядно иллюстрирует тернистый путь внедрения изобретений счастливчиками-изобретателями и незаслуженно забытый приоритет авторов «пионерских» конструкторских находок. Попробуем установить истину на основе собственного патентного расследования. Как отмечалось выше, первые эксперименты в США по стыковке легких истребителей с дирижаблями, начатые в 1921 г., терпели неудачи из-за несовершенства стыковочных узлов на ЛА. На помощь пришло изобретение главного конструктора — удачливого менеджера фирмы «Сперри» Лоуренса Сперри — его предложение улучшило условия и вероятность стыковки ЛА с дирижаблями. Открываем страницы патента США US#1,716,670 от 11.07.29 г. (заявка подана 27.06.22 г.) «Устройство для старта и «приземления» аэропланов в подвешенном положении», выданное на имя Л.Б.Сперри. В приложении на фиг.2 приведены подробности положения ЛА в пристыкованном положении. Решение представляет собой лирообразный (V-образный) захват с двумя дугами 14, 15, стоящими в вертикальной плоскости. Очевидны слабые места этого предложения — нижняя ветвь 14 этого захвата находилась в угрожающей близости к тянущему винту 19. Можно признать, что, как этап освоения пути истребителей на борт дирижаблей, это решение имело право на внедрение. Однако приоритет этого «изобретения» сомнителен: мы выяснили, что это всего лишь хорошо забытое старое. Юридическую чистоту того или другого изобретения характеризует добротный, ретроспективный патентный поиск, глубиной 10-15 лет. Отсутствие оного в описании изобретения Л. Сперри наводит на мысль, что автор был плохо знаком с конструкторскими решениями предшественников.

Листая страницы газет и авиационных журналов Франции начала ХХ века, нам удалось обнаружить пожелтевшую журнальную вырезку тех времен с интригующим названием «Насест» Блерио для аэропланов». Эту новость обнародовал известный авиационный журнал L’Aerophileот 11.08.13 г., где сообщалось о необычных попытках выполнения посадок и взлетов ЛА на трос, подвешенный в воздухе, организованных французским пионером воздухоплавания, летчиком-асом Луи Блерио в окрестностях Буэ. После сенсационного перелета пролива Ла-Манш Блерио решил предложить Морскому ведомству идею размещения (взлета и посадки) летательных аппаратов на борту кораблей. По мысли автора посадочный трос может быть подвешен над корпусом корабля на определенной высоте — идея, которая была высказана впервые в короткой истории воздухоплавания. Для проверки идеи над поверхностью земли проблема подвески посадочного троса не стояла — сложность состояла в надежном захвате самолетом троса и последующей расстыковке при старте. Л. Блерио предложил простое и надежное устройство-захват для предстоящего эксперимента. Мы не располагаем данными о попытках Л. Блерио патентовать это «пионерское» решение, нет данных и о прототипе этого устройства, что свидетельствует, очевидно, о приоритете Л. Блерио. Далее представляем дословный адаптированный перевод упомянутого текста (публикуется впервые) из журнальной вырезки, который дает представление об устройстве системы Л. Блерио: «Между двумя тросами, поддержанными мачтами, которые расположены на 20 м одна от другой, натянут другой (посадочный) трос длиной 80 м. На моноплане (над центропланом) помещено деревянное V-образное устройство-захват, в нижней части которого установлена защелка-фиксатор, закрытая во время захвата троса или открываемая пилотом из кабины, — в зависимости от выполняемого маневра.

После старта с земли пилот быстро подходит к тросу снизу, устремляясь понемногу вверх. Он маневрирует, постепенно набирая высоту, а V-образное устройство-захват своими двумя дугами направляет натянутый трос вниз к подпружиненной защелке до фиксации троса на защелку. Таким образом летательный аппарат удерживается в воздухе и останавливается через несколько метров. Чтобы снова стартовать, запускается двигатель, аппарат скользит вдоль троса и, когда скорость будет достаточна для взлета, пилот тянет за рукоятку тросика, связанного с защелкой — фиксатор разблокируется и моноплан вновь стартует». В начале августа 1913 г. для испытаний в окрестностях Буэ прибыла делегация из нескольких адмиралов во главе с морским министром Пьером Боденом. Согласно приведенному описанию, приемный трос был подвешен на высоте четырех метров, что обеспечило успешное выполнение Адольфом Пегу нескольких контактов («посадок») с подвешенным тросом. Пьера Бодена эти успехи не убедили — он оценил эти полеты лишь «как предпосылку к созданию посадочных систем морской авиации», а его окончательный вывод не оставлял надежд: «У этой системы не будет никогда никакого конкретного применения(!)». История опровергла этот приговор адмирала.

В тех или иных проявлениях идеи Луи Блерио нашли свое место в мобильных посадочных системах. К сожалению, не все последователи Блерио корректно оценили его идеи. В числе первых недобросовестных пользователей этих идей стали… Лоуренс Сперри со своим отцом ЭлмеромСперри (кстати, видным изобретателем, получившим более 400 патентов). В 1917 г. по заданию ВМС США Сперри занимались разработкой и испытаниями «беспилотных планирующих бомб» (прообраз современных БПЛА). Разрабатывались два вида таких крылатых бомб: управляемых дистанционно по радио и автономных, летающих по программе. В ноябре 1917 г. Сперри предприняли попытку запустить летающую бомбу, подвешенную к натянутому между мачтами тросу. Для набора скорости Сперри использовали естественный уклон рельефа, что позволяло бомбе набрать достаточную скорость с последующей расстыковкой в конце разгона. Три попытки запуска оказались безуспешными из-за проблем с механизмом расстыковки. Вполне можно предположить, что три года спустя после успешных испытаний системы Л. Блерио их подробности после публикации в L’Aerophileот 11.08.1913 г. стали известны и Сперри, чем они не замедлили воспользоваться в попытке разработки и запуска управляемых бомб. В защиту этих предположений продолжим наше патентное расследование. В статье «Википедии», посвященной Л. Сперри, читаем: «Проблему возврата самолета на борт летающего авианосца решили только в 1921 году. Автором оригинальной идеи (!) стал американский конструктор Лоуренс Сперри». Возникает классический вопрос: «А был ли мальчик?». Подходим к моменту истины. Листая страницы патента США US#1,716,670 от 11.07.29 г. (заявка подана 27.06.22 г.), на фиг.2 (см. выше) обнаруживаем схему лирообразного (V-образного) захвата с двумя дугами 14, 15, который полностью повторяет конструкцию захвата, предложенного Л. Блерио в 1913 г. в его «Насесте». Изменив положение захвата Л. Блерио на 90 градусов, Л. Сперри в своей «оригинальной идее» от 1922 года мало что добавил к «пионерской» конструкции 1913 года. Отношение к «оригинальной идее» Л. Сперри экспертов-патентоведов, выдавших ему этот патент, могло быть оправдано лишь при упоминании в патентном поиске устройства Л. Блерио в качестве прототипа.

Не менее драматична и неоднозначна история с изобретением Дж. Броди его системы взлета и посадки ЛА в подвешенном состоянии. По количеству публикаций и восторженных откликов на эту тему претендент на первенство далеко ушел от своих конкурентов, а истина, между тем… посередине. История и на этот раз посрамила французского министра П. Бодена, который за 30 лет до этих событий не смог оценить перспективу идей Луи Блерио. Начинающий изобретатель, капитан-артиллерист Дж. Броди, потрясенный набегами подлодок адмирала Деница в прибрежной зоне США, подает в 1942 году в Национальный комитет США по изобретениям подробные эскизы создания мобильных ВПП в труднодоступных местностях и… получает отказ экспертов в признании пользы этого изобретения. Представляется, что этот дебют изобретателя не был обоснован достаточным патентным поиском. Положение спас перевод Дж. Броди во вспомогательные части ВВС, где у непризнанного изобретателя появился покровитель — генерал стратегической службы Б. Донован и шанс доказать возможности своего предложения, т.е. внедрение началось раньше признания его приоритета. Но даже после успешных испытаний в морских условиях в декабре 1943 года приемная комиссия не дает положительного заключения системе Дж. Броди. Тем не менее автор вновь оформляет заявку на свое изобретение и регистрирует ее в октябре 1944 года в Патентном комитете. Проходят долгих четыре года, заканчивается WW II, и только в феврале 1948 года Дж.Броди получает патент US#2,435,197 на изобретенную им систему взлета и посадки ЛА в подвешенном состоянии. Экспертов убедили не только результаты внедрения системы Броди, но и приложенный к заявке подробный патентный поиск ретроспективой в 25 лет, вплоть до 1919 года. В перечне поиска изобретений-прототипов мы не обнаруживаем ссылки на публикации об экспериментах Луи Блерио и указаний на выбор Джеймсом Броди прототипа своего изобретения — первое слабое звено заявки, так как сборный прототип экспертами не приветствуется. Изучив содержание формулы изобретения Броди и эскизы системы взлета-посадки, легко назвать источники «вдохновения» автора. Схема расстановки мачт, поддерживающих тросы-растяжки и основной посадочный (приемный) трос у Броди ничем принципиально не отличаются от предложенного 30 лет ранее в системе Л.Блерио, а первыми недобросовестными «пользователями» этой идеи в 1917 году оказались отец и сын Сперри. Этот момент Броди обходит упоминанием в патентном поиске, а изобретение устройства посадки по патенту US#1,731,091 (автор H.C.Belleville) — техническое решение, менее всего подходящее в качестве прототипа: у автора этого предложения приемный трос и тросы-растяжки поддерживаются в воздухе с помощью шаров-аэростатов. И в этом случае система Броди гораздо ближе к идее Л.Блерио, испытанной в 1913 году. Наиболее сомнительным приоритет авторства Дж.Броди представляется в свете рассмотрения патента US#1,738,261 от 3 декабря 1929 года (за 15 лет до системы Броди). Корабельная «Система приема самолетов» автора В. Перкинса также решает проблему посадки самолетов в море на приемный трос, подвешенный на несущие арочные конструкции, с возможностью опускания ЛА в подпалубный ангар непосредственно с помощью приемного троса. Хорошо продуманная конструкция возвращения ЛА в ангар выгодно отличается от несовершенной технологии возврата ЛА на палубу в системе Броди. Полное сходство с идеями Броди дополняет и стыковочная трапеция на приемном тросе у В. Перкинса. Еще ближе к системе Броди выглядит «Устройство для взлета и посадки самолетов» по патенту US#1,912,723 от 6 июня 1933 г., автор — все тот же В. Перкинс, доработавший свои ранние технические решения: арочные поддержки приемного троса он заменил более функциональными полу-арочными консольными конструкциями. С помощью этих опор самолеты могут быть приняты не только над палубой, но и за бортом корабля — задача, которую решал спустя 10 лет Дж.Броди с помощью консольных балочных конструкций, адаптируя для своей системы десантные корабли LST. Кстати, конструкцию, подобную системе Броди, мы находим в более раннем патенте US#1,836,010 от 15 декабря 1931 г. (автор — C.Audrain) на «Механизм для посадки и старта самолетов» — консольная балочная конструкция, закрепленная на вертикальной опоре, позволяет принимать самолеты, оборудованные захватом, на специальный жесткий трек из двух параллельных тавровых профилей, поддерживаемых указанной консолью.

Желая расширить диапазон своих авторских притязаний, понимая, что гибкий приемный трос подходит лишь для приема легких самолетов, Дж.Броди подает 15.01.48 г. новую заявку на очередное изобретение и получает патент US#2,488,051 от 15.11.49 г. на «Приспособление для посадки самолетов» — довольно неуклюжая корабельная забортная ферменная конструкция для приема тяжелых самолетов. Опять-таки, повторение конструкции C.Audrain’а 18-летней давности, однако это не помешало претензиям Дж. Броди на авторство, не внеся существенно новых конструктивных признаков, ограничив возможности своего приспособления лишь функцией посадки, даже не упомянув техническое решение своего предшественника в качестве прототипа — таковы особенности американского патентного законодательства.

Подводя итог нашего патентного расследования, можно сделать вывод, что Джеймсу Броди повезло «оказаться в нужное время в нужном месте». Не повезло ему только в одном — слишком рано закончилась Вторая мировая: система посадки и взлета Броди, смонтированная на десантном LST-776, успела повоевать лишь несколько месяцев, не внеся сколь-нибудь существенного вклада в исход войны, а остальные изготовленные 25 комплектов системы Броди так и остались невостребованными. Обидная историческая несправедливость постигла легендарного летчика-изобретателя Луи Блерио, который еще на заре воздухоплавания озаботился применением авиации в морских сражениях, но его простая и не менее революционная идея, положившая начало многим изобретениям его последователей, не получила заслуженной оценки. Первые ростки палубной авиации в зародыше загубил морской министр Франции Пьер Боден. История забыла о нем, а идеи и заслуги великого французского летчика-изобретателя Луи Блерио до сих пор вызывают у нас восхищение.

 

Послесловие.

1. В исторических архивах сохранилось несколько учебных фильмов, связанных с тренировками по зацепам и отстыковке от приёмных трапеций дирижаблей Acron и Maconв 30-х годах ХХ века. Заинтересованным читателям предлагаем несколько познавательных видеороликов, размещённых в YouTube:

1. В исторических архивах сохранилось несколько учебных фильмов, связанных с тренировками по зацепам и отстыковке от приёмных трапеций дирижаблей Acron и Maconв 30-х годах ХХ века. Заинтересованным читателям предлагаем несколько познавательных видеороликов, размещённых в YouTube:
https://youtube.com/o7_U906XVU0, https://www.youtube.com/watch?v=53wI8qGQe7s — тренировки пары истребителей N2Y-1 с дирижаблем Acron .
https://www.youtube.com/watch?v=DTGBFY82Gik, https://www.youtube.com/watch?v=IWoEQRl8dCs, — зацепы и отстыковки от трапеции дирижабля Acron истребителя XF9C-1 «Ястреб-тетеревятник»; подъём в ангар истребителя,
— https://www.youtube.com/watch?v=zhN5qRJO6fY — будни на борту дирижабля Macon, киноролик-реконструкция событий, 1943 г.
2. Не менее интересными читателям покажутся цветные кинокадры, снятые в 1944 году во время испытаний системы Броди на десантном вертолётоносце LST-776 c участием истребителя Stinson L-5. Эти кадры способны развеять сомнения самых стойких скептиков в их попытке воскликнуть «Не верим!»
https://www.youtube.com/watch?v=o9vAWEgw6cc — кадры учебного фильма, репортаж из Национального музея авиации и космонавтики (США). Stinson L-5, «летающий джип» — один из двух сохранившихся участников полётов на LST-776.
https://www.youtube.com/watch?v=7Wrz20iLAEA — лучший 18-минутный фильм, все операции работы с системой Броди — от подъёма истребителя с палубы до посадок и стартов с LST-776.

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика