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

Евгений Шолков
кандидат технических наук,
Виктор Друшляков
Авианосцы, возникшие в годы Первой мировой войны как вспомогательные корабли, призванные осуществлять авиационную поддержку флотов, уже к началу Второй мировой превратились в основную ударную силу в битвах на море. И в наши дни корабли этого класса являются основой надводной составляющей флотов ведущих морских держав. С момента зарождения авианосцев шел непрерывный поиск в создании и совершенствовании взлетно-посадочных систем этих кораблей, без которых, применение авиации с палуб авианосцев было бы невозможным или крайне затруднительным.
Военно-политическая обстановка в мире остается весьма сложной и напряженной. Россия, обладающая огромной территорией и запасами природных ресурсов, в том числе и в шельфовой зоне морей и океанов, ведет широкомасштабные работы по разведке этих ресурсов и их освоению.
Сегодня во всей остроте стал вопрос возвращения российских Вооруженных Сил и Флота в районы крайнего севера и Арктики, для защиты от потенциальных угроз и поддержания стабильности в этих регионах. Не менее актуальной является задача присутствия российского ВМФ и в других районах мира. О возобновлении и развертывании программы строительства авианосцев в России было объявлено в 2003 году, на первом международном военно-морском салоне в Санкт-Петербурге. За прошедшие годы было разработано обоснование необходимости наличия таких кораблей в составе сбалансированного отечественного ВМФ, их оптимального количества, системы базирования и обеспечения.
Программа строительства авианосцев была доложена Президенту РФ и утверждена. Что касается начала реализации программы, то заявлено, что она может стартовать не ранее 2018 года. В настоящее время ведется детальная проработка облика будущих авианосцев и состава их авиакрыла. Само по себе возрождение российского флота и особенно проектирование и строительство таких высокотехнологичных кораблей как авианосцы, является огромной школой для российской военной и инженерной мысли. Чтобы быть эффективным инструментом сдерживания и военно-политической экспансии, авианосец должен обладать реальными боевыми возможностями и качествами.
В предлагаемой читателям журнала «Авиапанорама» серии статей, по истории и развитию взлетно-посадочных систем авианосцев, будет наглядно показан трудный и тернистый путь научно-технического прогресса в этой области. Будет рассказано об успешной титанической работе советских инженеров и конструкторов, вынужденных с нуля создавать в 1980-х годах взлетно-посадочные системы — паровые катапульты и аэрофинишеры, для первых советских полноценных авианосцев.

Продолжение, начало в №3-2014

Посадка на палубу

ФИНИШ НА ГРАНИ РИСКА

Самолётная посадка на наземные взлётно-посадочные полосы (ВПП) до сегодняшнего дня остаётся наиболее ответственной и опасной фазой полёта – об этом свидетельствует современная мировая статистика лётных происшествий. Посадка на ограниченное пространство палубы авианосца – удел избранной когорты палубных пилотов, выполняющих этот трюк в специфически сложных условиях. В эпоху прямо-палубных авианосцев посадка на такую ВПП получила заслуженную оценку «управляемой аварии». Килевая качка корабля вызывает эволюции кормовой части в вертикальной плоскости, а ход корабля приводит к постоянному «уходу» вправо осевой посадочной линии угловой палубы, что осложняет пилоту управление самолётом. Вся история попыток превращения негостеприимной посадочной полосы корабля в комфортную ВПП отмечена чередой неудач и подлинно революционных технических решений, коренным образом изменивших облик современного авианосца. В числе последних следует упомянуть: оптическую систему посадки, угловую палубу, аварийный барьер, кормового офицера управления заходом на посадку (LSO), руководителя визуальной посадки (РВП) с телевизионной системой траекторных измерений. Итоговая ответственность безопасного выполнения посадки ложится на палубные тормозные механизмы – аэрофинишёры (АФ).
Путь тормозных систем на палубу современных авианосцев – от мешков с песком до полиспастно-гидравлических аэрофинишёров (ПГАФ) и перспективных — турбоэлектрических (AAG) – изобиловал цепью технологических новшеств и талантливых конструкторских решений. Технологическое развитие в известной степени носило эволюционный характер и зачастую не поспевало за революционными конструкторскими находками. Достаточно очевидное и, вместе с тем, не менее оригинальное техническое решение тормозной системы на основе ПГАФ (типа Mark 3, 1928 г.) прошло долгий и тернистый путь до своего нынешнего уровня. Конструкторам и технологам пришлось создавать особую конструкцию гибких и прочных тормозных тросов на основе специальных сталей; потребовались длительные ресурсные испытания на пути создания высокоскоростных подшипников для динамически напряженных режимов; отработка технологии воздушных баллонов высокого давления привела к новым рецептурам высокопрочных сталей – эти проблемы решались в параллели с нуждами пневмогидравлических катапульт; отдельной проблемой для химиков стал состав энергопоглощающих гидравлических смесей для силовых цилиндров ПГАФ. Постоянное наращивание посадочных масс и скоростей летательных аппаратов (ЛА), особенно в эпоху реактивной авиации, предъявляло всё более жёсткие требования к совершенствованию технологий.
Переход в наши дни к новым, перспективным разработкам корабельных тормозных систем, типа турбоэлектрических АФ (AAG), был возможен ещё два-три десятилетия назад – для этого существовали все необходимые инженерные и конструкторские решения. Однако для реализации этих предпосылок отсутствовала требуемая элементная база: сверхмощные полупроводниковые переключатели, быстродействующие управляющие цифровые контроллеры, энергоёмкие ферромагнетики, суперконденсаторы на основе нанотехнологий – дальнейший прогресс сдерживал уровень технологий этих компонентов. Сегодня технологические условия для разработки и внедрения перспективного АФ на новых физических принципах созрели.

Уинстон Черчилль и КлементАдер – у колыбели авианосцев

Задолго до братьев Райт, ещё в конце ХІХ века, французский изобретатель КлементАдер пытался строить летательные аппараты (ЛА) с паровым двигателем, полёты которых, впрочем, напоминали лишь безуспешное «скольжение» над поверхностью земли. Более известен К. Адер стал своими блестящими идеями о будущей роли военной авиации, особенно палубного базирования (рис. 1). Уже в 1907 году (за три года до первой посадки Ю. Эли на палубу стоящего корабля) он утверждал, что авиации «…совершенно необходим авианесущий корабль», впервые сформулировав особенности облика такого корабля: посадочное поле на палубе, плоской и широкой, насколько это возможно – свободное от любых препятствий; максимально возможная скорость, соизмеримая со скоростью крейсеров; наличие подпалубных ангаров с самолёто-подъёмниками для ЛА со сложенными крыльями.
Организация полётов, по мнению автора, будет такова, что «…взлетать самолёты смогут с передней части палубы, а возвращаться на борт – на заднюю». Французские идеи попали на благодатную почву британского Адмиралтейства, особенно после вступление в 1911 г. в должность Первого лорда этого ведомства Уинстона Черчилля – именно он поддержал и внедрил в королевском авианесущем флоте самолёты со складывающимися крыльями. И далее, занимая посты министра обороны, министра вооружения и министра авиации вплоть до 1921 г., он способствовал созданию морской авиации и закладке кораблей нового класса – авианесущих.
К 1917 году стало ясно, что эксперименты с палубным базированием гидросамолётов не имеют перспективы в обозримом будущем – слишком очевидны были преимущества ЛА наземного базирования с колёсным шасси. Однако для успешного их «оморячивания» предстояло решить немало проблем. И если взлёт с короткого палубного настила (с орудийных башен крейсеров) гидросамолётов с помощью катапульт уже находил своё решение, проблема посадки на ограниченные палубные площадки ещё представлялась неразрешимой.
Именно 1917-й год может считаться годом строительства первого полноценного (по тем временам) авианосца. Таким кораблём, по праву, может быть назван «Фьюриес», заложенный в 1914 г. как лёгкий линейный крейсер с двумя орудиями чудовищного калибра в 18 дюймов. Уже на стапеле было решено провести первый этап адаптации этого корабля для взлёта колёсных самолётов: вместо носового орудия главного калибра на полубаке была смонтирована стартовая площадка размером 70,0 х 15 м, с которой могли стартовать даже двухместные самолёты. Однако это не решало полностью проблему возврата этих колёсных ЛА на корабль на достаточно безопасную площадку. Если старты таких ЛА проходили успешно, то на посадку они могли рассчитывать только на береговую базу или аварийно садиться на воду рядом с кораблём (рис. 2).
Нашёлся смельчак, который рискнул решить эту проблему весьма опасным манёвром – посадкой в район носовой взлётной площадки на движущийся против ветра «Фьюриес». Им стал командир авиационной части этого корабля майор (по другим данным – лейтенант) Э. Даннинг. В этом рискованном эксперименте смельчак закрепил за собой право называться первым палубным пилотом, севшим на движущийся корабль – в этом качестве он пробыл всего пять дней (рис. 3а). Любопытна история и техника выполнения этого смертельного трюка, сохранившаяся в фотоархивах.

Продолжение следует

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика