Довольно продолжительное время самолеты взлетали с авианосцев почти как с сухопутного аэродрома – разгоняясь по полетной палубе, используя мощность только своего двигателя. К скорости самолета добавлялся лишь ход корабля. Но со временем стало понятно, что удлинять палубу бесконечно для более тяжелых машин не получится, и на авианосцы пришла катапульта. Какие технические решения использовались при катапультном старте и чем отличались в этом плане американские и британские авианосцы?
До появления катапульт перед полетами самолеты перекатывали к заднему торцу полетной палубы и выставляя рядами в зависимости от взлетного веса: впереди – истребители, за ними бомбардировщики, последними – торпедоносцы. На разбеге самолеты почти сразу поднимали хвост и быстро разгонялись.
Со временем взлетный вес палубных самолётов рос, из-за чего увеличилась требуемая взлётная дистанция. Необходимо было «помочь» самолёту быстрее набирать взлетную скорость, и в носовой части полетной палубы начали устанавливать катапульты. По конструкции палубные катапульты были аналогичны корабельным: такой же силовой цилиндр, полиспаст, тросы. Во многих случаях на авианосцах монтировалась стандартная серийная корабельная катапульта, иногда даже с той же разгонной фермой.
«Американская классика»
Американцы трезво рассудили, что колёсному самолёту даже с помощью катапульты нужно разбегаться на «своих троих» – на собственном шасси. Разгонный путь закрепили под палубой. Салазки, на которых на корабельных катапультах разгонялись гидросамолеты, заменили на небольшой челнок. Разгонный путь закрыли съёмными (для обслуживания) панелями, оставив узкую прорезь, из которой над палубой торчала небольшая головка с крюком. Похожие крюки поставили на самолётах. Перед стартом челнок соединяли с самолётом тросом с двумя петлями – бридлем. Самолёты разгонялись несколько неестественно – задрав нос практически на взлётный угол. Катапульта легко «преодолевала» такое увеличение лобового сопротивления самолёта, зато в момент отрыва подъемная сила была максимальной.
Если на салазки корабельной катапульты самолет устанавливался краном «точно по месту», на авианосце требовалось сначала выставить самолёт точно над разгонным путем.
Американцы разработали простую и надежную технологию катапультного взлёта, которую применяли до 50-х годов. Самолет на собственной тяге следовал к месту старта. Пилоту помогала палубная команда и специальные приспособления, устанавливаемые на стартовой позиции: параллельно разгонной дорожке закреплялись направляющие в виде отрезка трубы или деревянных брусков. Для их установки в палубе имелись специальные отверстия, а на направляющих – штыри.
Расположение отверстий для установки направляющих соответствовало колее и базе шасси всех типов самолетов авианосца, приспособленных для катапультного взлёта. При взлёте нового типа самолёта (пикировщика вместо истребителя, например) расстановка направляющих менялась по разметке, нанесенной на палубе. Когда самолет подходил к месту старта по диагонали (на эскортных авианосцах из-за узкой палубы самолёт подходил к площадке сзади), ставились два бруса: для одного из колес основных опор и для хвостового колеса. У левой катапульты направляющая основного колеса ставилась справа, хвостового – слева (на правой катапульте – наоборот). При подходе самолета к левой катапульте он касался правым колесом бруса и останавливался, а палубная команда начинала толкать его хвост до упора костылём в задний ограничитель.
Затем самолёт перемещался вперед до упора о поперечный брус, закрепленный сбоку от продольного. В этом положении к самолету «подгоняли» челнок и набрасывали бридль, а к хвостовой скобе цепляли задержник – он соединял самолет с палубой и удерживал его до максимального стартового натяжения челнока катапульты. С “палубной” стороны задержника имелись цапфы для зацепления за зубчатую рейку, заделанную в палубе на некотором расстоянии от разгонного пути.
Рейка обеспечивала установку задержника при любой длине фюзеляжей базирующихся на авианосце самолетов. С «самолетной» стороны находился широкий крюк, которым задержник цеплялся к скобе в хвосте самолета. После установки бридля и задержника, убиралась поперечная колодка и небольшим давлением в цилиндр система «задержник – самолет – бридль» натягивалась. Пилот давал полный газ, «стреляющий» офицер – отмашку, оператор открывал клапан – взлет!
На больших авианосцах типа «Йорктауна» или «Эссекса» кроме катапульт на полетной палубе имелась траверсная (поперечная) катапульта на ангарной палубе. Это было сделано для взлета дежурных истребителей: при возвращении самолетов на авианосец они обычно накапливались в носу и взлет был уже невозможен. Чтобы установить самолет за челноком, к выступающей части ангарной площадки пристыковывались аутригеры с гнездом для задержника. Катапульта работала в обе стороны.
Переход самолетов на шасси с носовой опорой улучшил маневренность самолетов на палубе. Установка по месту самолетов с носовым колесом упростилась: пилот видел перед собой разметку на палубе и разгонный путь, и на малом газу выруливал достаточно точно. Пилоту мог помочь один из регулировщиков, установив водило на оси самоориентирующегося носового колеса, поворачивая его в нужное время в нужную сторону. При управляемой носовой тележке задача еще более упрощалась. К тому же, подобное шасси допускало небольшие углы между продольной осью самолета и прорезью челнока. Достаточно было точно установить переднее колесо – в движении самолет сам выходил на нужную соосность.
Управляемая носовая тележка позволила ввести автоматическую систему центровки самолета на катапульте. В районе старта с двух сторон разгонного пути под палубой уложили электрические кабели. Проходящий по ним ток создавал электромагнитное поле, которое улавливают датчики в носу самолета. Сигнал от датчиков передается на гидросистему управления передней опорой. Пилот направляет самолет в сторону катапульты, а дальнейшее «прицеливание» происходит автоматически.
В 60-е годы произошли существенные изменения в технологии катапультного взлета, связанные с переходом на жесткую тягу к челноку. Переднюю опору шасси палубных самолетов стали делать усиленной, поворотной, с двухколесной тележкой. На поворотную часть спереди шарнирно установили жесткую тягу-штангу с Т-образным концом. Гидроприводом штанга может радиально опускаться и подниматься. Теперь «башмак” челнока катапульты не заходит за переднюю опору шасси самолета. Чтобы при остановке челнока в конце разгона колеса не цепляли “башмак”, его ширину сделали чуть меньше просвета между колесами. После освобождения от катапульты штанга автоматически прижимается к стойке опоры и не мешает при уборке шасси. “Башмак” на челноке быстросъемный, так что “старые” самолеты могут пользоваться той же катапультой, но после замены “башмака” и с помощью бридля. Так до недавнего времени происходило на французском «Де Голле»: штурмовик «Супер Этандар» тянул бридль, а истребитель «Рафаль» имеет жесткую тягу.
Усиленная конструкция передней опоры, приспособленная для жесткой сцепки с челноком, позволила перенести на нее и скобу задержника. Теперь на старте планер самолета не растягивается между бридлем и задержником, все усилия передаются через переднюю стойку.
С переходом на жесткую связь с “челноком” центрировать самолет по оси разгонного пути стали с помощью направляющего «желоба», устанавливаемого на прорезь катапульты. Расстояние между стенками «желоба» равнялась просвету между колесами носовой тележки. С появлением автоматической системы “желоб” устанавливать перестали. Упростился процесс установки самолета на катапульту: самолет с опущенной штангой и установленным задержником подъезжает к “башмаку”, штанга переезжает его и зацепляется за передний торец, а цапфы задержника одновременно входят в прорезь на палубе. Все это происходит автоматически, практически без участия палубной команды.
Британский подход – усложнить, чтобы упрощать
На британских авианосцах долго обходились без палубной катапульты. В 1935 году при модернизации авианосцы «Глориес» и «Корейджес» получили по две корабельные катапульты. Чтобы не резать палубу, разгонный путь уложили прямо на нее, прикрыв с боков плитами. Возможно из-за этого, а может, чтобы иметь возможность запускать и гидросамолеты, адаптировать катапульты к палубным условиям не стали, сохранив старую разгонную тележку. На тележке имелись четыре высокие стойки, на которые устанавливался самолет своим фюзеляжем (летающая лодка «Валрусе» – лодочным корпусом). В фюзеляже в этих местах делались усиления и выводились цапфы.
При остановке тележки в конце разгонного пути передние стойки и вершины задних заваливались вперед и самолет как бы повисал в воздухе. Так как практически все британские поплавковые гидросамолеты имели колесных «братьев», цапфы под катапульту монтировались на всех самолетах, и палубной катапультой могли воспользоваться самолеты разных типов.
Если на бортовую катапульту гидросамолет устанавливали с помощью крана, на стартовой позиции палубной катапульты был сделан «подиум», на который самолет наезжал. После этого его выставляли горизонтально и цепляли стойки тележки.
На катапультах авианосцев предвоенной и военной постройки «корабельные» тележки были заменены на новые, которые позволяли устанавливать самолеты, значительно отличавшиеся длиной фюзеляжа. Тележка состояла из двух связанных между собой частей, расстояние между которыми регулировалось. Самолеты вывешивались на стойках тележки и некоторые (истребитель «Сифайр», например) разгонялись, не касаясь колесами палубы. Тележку тянул челнок, соединявшийся тягами с вершинами ее передних стоек.
При остановке тележки челнок проскакивал вперед и заваливал стойки. Чтобы точно выставить самолет на старте, по сторонам разгонного пути были уложены направляющие продольные брусья, а из палубы поднимались клавишные колесные упоры, служившие задержником.
В войну британцы по ленд-лизу получили американские эскортные авианосцы вместе с самолетами, вот только американские самолеты не могли пользоваться британскими катапультами, и наоборот. После войны британцы отказались от разгонных тележек, перейдя на американский способ со сбрасываемым бридлем. Вот только американский тип задержника не мог быть использован, так как в конструкции британских поршневых самолетов не предусматривалось соответствующие усиления фюзеляжа. В качестве задержника применили выдвижные клавишные тормозные колодки, которые в момент старта прятались вровень с палубой.
Когда в рамках НАТО потребовалась унификация систем, британцы перешли на американскую технологию катапультирования с тросовым бридлем и задержником, усилив соответственно конструкцию своих новых палубных самолетов. Только им не понравилась вся эта возня с установкой самолетов на стартовой позиции, требовавшая многочисленного персонала. Этот процесс британцы кардинально механизировали.
Для точной поперечной установки в палубе смонтировали два ряда убирающихся колесных упоров, поднимавшихся «домиком». Для установки самолета точно над прорезью челнока применялась поперечная роликовая дорожка с электроприводом на ролики, уложенная перед передним рядом упоров. Когда самолет выезжал на стартовую позицию, он упирался основными колесами в первый ряд щитков, при этом колеса оказывались на роликовой дорожке, которая сдвигала самолет влево-вправо. После этого цеплялся бридль и задержник; затем первый ряд упоров опускался, бридль натягивали, и самолет «переезжал» до второго ряда упоров. Перед стартом по команде стреляющего второй ряд убирался. Впоследствии второй ряд упоров был демонтирован или не использовался.
Особенностью отличался взлет тяжелых самолетов: из-за небольших размеров авианосцев и, соответственно, короткого разгонного пути, «Скимитары», «Буканиры» и «Фантомы» стартовали с увеличенным (взлетным) углом атаки.
На «Скимитаре» и «Буканире» скоба задержника находилась в хвосте фюзеляжа, перед ней стояла выдвижная «пята» с колесом. Когда перед стартом колесные упоры убирались и челнок подавался вперед, задержник подтягивал хвост самолета к палубе, и он «садился» на хвостовую «пяту», а носовая часть «вздыбливалась». В таком положении самолет стартовал и, благодаря расположению крюков бридля по оси основных колес, разгонялся с поднятой передней опорой.
На американском «Фантоме», как и на некоторых других палубных самолетах, носовая стойка могла сильно удлиняться гидравликой. Когда британцы приняли на вооружение “Фантом”, они попросили компанию «Макдоннел Дуглас» еще больше удлинить стойку, так как британская система «задирания носа» самолета для “Фантома” не годилась: крюки для бридля стояли перед основными опорами, а задержник крепился далеко от хвоста, и при натяжении бридля нос самолета прижимало к палубе.
Что касается других авианосных держав, то на японских авианосцах катапульт не было, а французские послевоенные авианосцы использовали американские наработки.
Андрей Никифоров
Свежие комментарии