Катапульта
Содержание
Устройство и принцип действия катапульты
Катапульта состоит из следующих объектов:
- приводного устройство (челнок, тележка, крюк), к которому непосредственно крепится самолет (на рисунке это позиция 2 - челнок);
- направляющего устройства, в котором движется приводное устройство (позиция 3);
- запускающий механизм, который приводит в действие приводное устройство (пружина, сжатый воздух, пар и т.д. - на рисунке это позиции 4 и 5: цилиндр и поршень);
- тормозящее устройство (упоры, камера с гидравлической жидкостью и т.д. - позиции 8-10);
- устройство возврата приводного устройства (позиция 11).
Основой принцип действия такой - самолет или помещают на приводное устройство, или прицепляют к нему. Далее, после получения команды на взлет, активируется запускающий механизм, который начинает ускоренное перемещение приводного устройства. В конце направляющего устройства происходит быстро затормаживание тележки или челнока и отстыковка самолета от него. После чего самолет, приобретя дополнительное ускорение, продолжает с ним по инерции двигаться вперед.
Классификация катапульт
По принципам работы запускающего механизма
Можно выделить несколько видов катапульт, которые разделены по принципам работы запускающего механизма:
- пружинная катапульта;
- шнуровая катапульта;
- пороховая катапульта;
- пневматическая катапульта;
- паровая катапульта;
- гидравлическая катапульта;
- катапульта с маховиком;
- электромагнитная катапульта.
В пружинных катапультах применялся трос, пропущенный через систему полиспастов и прикрепленный к разжатой спиральной пружине. После высвобождения пружина сжималась и трос с большой скоростью двигал тележку с самолетом.
Шнуровые катапульты использовали гибкий трос, который натягивался через блоки, расположенные слева и справа от направляющего устройства впереди от места установки самолета и после отпускания сжимался и тянул вперед приводное устройство.
В пороховых катапультах использовались газы сжигания пороха - они толкали находящийся в цилиндре поршень, который, в свою очередь, был связан с тележкой, на которой размещался самолет.
Основной принцип работы пневматической или паровой катапульт схож с принципом работы пороховых катапульт - в цилиндр поступают сжатые воздух или пар соответственно, которые и приводили в действие поршень. В гидравлических катапультах использовалась гидрожидкость.
В катапультах с маховиком вначале электродвигатели раскручивали большой маховик, который с помощью конического фрикционного механизма передавал запасенную энергию на разгонную тележку.
Электромагнитная катапульта использует соответствующее поле для разгона челнока или тележки: для этого используются линейный индукционный двигатель. Катапульты данного типа имеют ряд достоинств:
- могут обеспечить равномерного ускорения самолета;
- имею повышенная по сравнению с катапультами другого типа энергоотдачу.
В основном, использовали пороховые катапульты для запуска гидросамолетов и паровые катапульты на авианосцах, хотя вначале проводились эксперименты с другими видами катапульт.
По месторасположению
Существует разделение на палубные катапульты, которые встроены в поверхность палубы, и внешние катапульты, которые установлены на палубе. Катапульты первого типа применяют на авианосцах, внешние же катапульты применяли на различных боевых кораблях (линкорах и крейсерах) в 20-ые - 40-ые годы ХХго века (особенно в ходе Второй Мировой Войны).
Если положение палубных катапульт нельзя изменять, то внешние катапульты часто могли поворачиваться.
При это поворотные катапульты бывают нескольких видов:
- поворотный механизм расположен непосредственно в оси поворота (большинство кораблей);
- направляющая катапульты перемещается вдоль дугообразного рельса (корабли Италии).
История создания и развития катапульт
Одним из первых, кто решил использовать катапульту для взлета самолета, стал Самуэль Ленгли, который пытался запустить свой самолет Aerodrome с баржи. Была создана пружинная катапульта, которая в 1903 году обеспечила разгон самолета до скорости 35 км/ч, но после отрыва в конце катапульты самолет упал в воду.
Братья Райт также использовали катапульту для подъема самолета в в воздух при отсутствии ветра. Для этого использовались тросы и поднятый на высоту груз, который, после падения тянул их и заставлял самолет двигаться вперед.
31 Июля 1912 года был осуществлен первый в мире успешный взлет, выполненный Теодором Гордоном Эллисоном при помощи пневматической катапульты, установленной на земле. А 12 Ноября этого же года был выполнен катапультный взлет с угольной баржи. С корабля взлет был произведен только 5 Ноября 1915 года, Генри Си Мастиным.
В 1916 году на крейсерах ВМС США USS Huntington (1903), USS North Carolina (1906), и USS Seattle (1905) были установлены катапульты, но т.к. они перекрывали сектор стрельбы, их демонтировали в 1917 году.
Активная же установка катапульт на корабли началась после окончания Первой Мировой Войны, хотя на авианосцах после первых попыток их использовать(на авианосце Lengley и авианосцах типа Lexington), где они вначале были установлены) от катапульт отказались - для взлета хватало длины палубы. Практически каждая страна устанавливала на боевых кораблях катапульты и гидросамолеты, которые должны были вести разведку и обеспечивать корректировку артиллерийского огня. В оссновном, виду простоты конструкции, использовались пороховые катапульты.
Но на авианосце ВМС Германии Graf Zeppelin (1938) планировали использовать пневматическую катапульту - хотя данный корабль так и не вступил в строй.
Зато Королевских ВМС пытались использовать для защиты транспортных кораблей обычные сухопутные истребители, которые должны были взлетать с них с помощью катапульты, без возможности посадки на корабль - летчик или мог приводнить самолет или совершить посадку на сухопутный аэродром.
Тем не менее, в связи с увеличением взлетной массой самолетов еще в конце 30-ых годов ХХ-го века в проектируемые авианосцы стали закладывать установку катапульт - одними из первых стали авианосцы типа Essex и типа HMS Implacable. Поэтому к моменту окончания Второй Мировой Войны облик авианосца как класса корабля сформировался окончательно - он имел не только длинную полетную палубу, самолетоподъёмники и аэрофинишёры, но и паровые катапульты.
Паровые катапульты используются и на данный момент, но на новых авианосцах ВМс США типа Gerald R.Ford используется электромагнитная катапульта ввиду ее большей перспективности.
См. также
Примечание
- ↑ Произошло от сочетания двух слов - греч. κατα, обозначающее рус. "вниз", и греч. πάλλω , переводящееся как рус. "бросать". Основное первоначальное значение - метательное боевое устройство.
Литература и источники информации
- В.Ф. Павленко Корабельные самолеты. — Москва: Воениздат, 1990. — 320 с. — ISBN 5—203—00279—7
Ссылки на интернет-ресурсы
Галерея
Часть парового цилиндра палубной катапульты - производится ее разборка в ходе ремонта авианосца ВМС Франции Charles de Gaulle
Внешняя катапульта на примере катапульты тяжелых крейсеров Королевских ВМС типа Kent
Взлет Hawker Sea Hurricane Mk.IA с неподвижной внешней катапульты
Катапульта с системой тросов и груза, используемая для взлета самолета братьев Райт
