Катапульта

Версия 04:19, 17 июня 2015

Запуск летающей лодки Heinlel HD 55 при помощи катапульты на линкоре "Парижская коммуна (1921)"

Устройство и принцип действия катапульты

Принцип функционирования и устройство катапульты на примере паровой 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

Шнуровая катапульта для запуска легких беспилотных летательных аппаратов

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.

Трехмерная модель электромагнитной катапульты

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.

История создания и развития катапульт

Самолет Aerdrome Самуэля Ленгли и катапульта на барже

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.

Взлет истребителя Messerschitt Bf.109T при помощи 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.

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

См. также

• Авианосец
• Корабельная авиация

Примечание

1. ↑ 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

• Википедия на английском языке
• "Популярная механика" - статья "Выстрел в воздух: самолетометы"

Видео