Трамплин (авиация)

В авиации трамплин представляет собой изогнутую вверх рампу , которая позволяет взлетно- самолету взлетать , которая короче , с посадочной полосы чем обычно требуется самолету. Обеспечивая восходящий вектор трамплина от нормальной силы , самолет запускается под повышенным углом, и отрыв может быть достигнут при более низкой скорости полета, чем та, которая требуется для плоского взлета, поскольку это дает самолету больше времени для продолжения ускорения, одновременно поднялся в воздух после выхода за пределы взлетно-посадочной полосы. Трамплины обычно используются для запуска корабельных самолетов с авианосцев , у которых нет катапульт .

Считается, что первое использование трамплина произошло во время Второй мировой войны была добавлена временная рампа, , когда к HMS Furious чтобы помочь тяжело нагруженным барракудам Fairey атаковать немецкий линкор Tirpitz . Во время холодной войны эта концепция изучалась как средство уменьшения длины полетных палуб, необходимых для авианосцев, и облегчения использования все более тяжелых самолетов в море. Королевский флот проявил особый интерес к прыжкам с трамплина в 1970-х годах, проводя испытания нового истребителя Hawker Siddeley Harrier VSTOL , а затем добавил аппарель к своему следующему поколению авианосцев Invincible класса .

С тех пор многочисленные военно-морские службы приняли трамплин для своих собственных авианосцев и десантных платформ, а также изучалось его использование на суше. Трамплины можно использовать двумя способами: с коротким взлетом, но с остановкой восстановления ( STOBAR ) для обычных хвостовым крюком военно-морских самолетов, оборудованных ; и короткий взлет и вертикальная посадка ( STOVL ) для V/STOL самолетов . Авианосцы, оснащенные катапультами, стали меньшинством в 21 веке отчасти потому, что операции по прыжкам с трамплина проще и дешевле.

Принцип

Самолет должен набирать поступательную скорость во время длительного разбега при взлете. По мере увеличения скорости движения крылья создают большую подъемную силу . При достаточно высокой скорости подъемная сила превысит вес самолета, и самолет станет способным к продолжительному полету. Поскольку самолет должен достигать скорости полета, используя только свои собственные двигатели, требуется длинная взлетно-посадочная полоса, чтобы самолет мог набирать скорость. На авианосце настолько полетная палуба коротка, что большинство самолетов не могут достичь скорости полета, не дойдя до конца палубы. Поскольку подъемная сила меньше силы тяжести, самолет потеряет высоту после того, как колеса покинут кабину экипажа, и, возможно, упадет в море.

Трамплин для прыжков с трамплина в конце кабины экипажа перенаправляет самолет на небольшой угол вверх, преобразуя часть движения самолета вперед в положительную скорость набора высоты . Поскольку самолет все еще движется со скоростью, недостаточной для создания достаточной подъемной силы, его скорость набора высоты начнет падать, как только он покинет кабину экипажа. Однако старт с трамплина дал самолету дополнительное время для продолжения ускорения. ^[1] К тому времени, когда его восходящая скорость упадет до нуля, самолет будет двигаться достаточно быстро, чтобы его крылья могли создавать достаточную подъемную силу. В этот момент самолет будет находиться в стабильном полете, стартовав с носителя, ни разу не опустившись ниже высоты кабины экипажа. ^[2]

На многих современных авианосцах катапульты отсутствуют, поэтому тяжелым самолетам приходится взлетать с помощью собственных двигателей. Трамплины позволяют взлетать более тяжелым самолетам, чем позволяет горизонтальная палуба. Однако запуски с трамплина не могут сравниться с полезной нагрузкой, которую обеспечивают высокоскоростные запуски с катапульты. ^[3] Хотя такие самолеты, как F/A 18 , которые обычно запускаются с помощью катапульты, могут использовать трамплин, это обычно происходит за счет уменьшения емкости топлива или боеприпасов, что существенно отрицательно влияет на объем миссии. ^[4]

История

Первые авианосцы могли запускать самолеты, просто поворачиваясь против ветра и добавляя собственную скорость корабля к воздушной скорости, которую испытывал самолет. Во время Второй мировой войны самолеты-носители стали настолько тяжелыми, что искусственный взлет стал желателен . Палубные катапульты использовались для разгона самолетов до взлетной скорости, особенно при запуске тяжелых самолетов или когда было неудобно менять курс. ^[5] Первое использование трамплина произошло в 1944 году, когда британский авианосец HMS Furious нанес удар по немецкому линкору «Тирпиц» . В конце кабины экипажа временно установили относительно грубую трамплин для прыжков с трамплина, который помог тяжело нагруженным бомбами Fairey Barracudas взлететь. ^[6]^[7]

В годы, последовавшие за Второй мировой войной, преобладающая тенденция к увеличению количества тяжелых авианосных самолетов продолжала стремительно развиваться, что привело к опасениям, что в конечном итоге такое увеличение превысит жизнеспособные возможности полезной нагрузки любой катапультной системы. Соответственно, были проведены исследования альтернативных методов облегчения взлета. Исследование NACA , завершенное в 1952 году, предложило использовать трамплин после катапульты самолета для оказания дополнительной помощи вылетающим самолетам. ^[8]^[2]

В своей магистратуре 1973 года. диссертация, лейтенант-коммандер. Великобритании Доктор Тейлор из Королевского военно-морского флота предложил использовать трамплин, чтобы помочь прыжковому самолету Harrier взлететь. ^[9] Его конструкция трамплина, имевшая кривую форму, поначалу была встречена со скептицизмом, но другие официальные лица одобрили испытания этого предложения. ^[7] Таким образом, первоначальные испытания с использованием различных углов наклона были проведены в RAE Bedford ; В качестве самолета использовался двухместный демонстратор Harrier G-VTOL . ^[1]^[10] Результаты были дополнительно проверены с помощью методов компьютерного моделирования и моделирования. ^[7] Эти испытания показали, что производительность увеличивается с увеличением угла прыжка с трамплина, но проектировщики решили выбрать минимальный угол, предположительно, причина этого выбора заключалась в том, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на шасси самолета. ^[11]

В 1970-х годах Королевский флот рассматривал возможность строительства сквозного крейсера или легкого авианосца и решил интегрировать в проект трамплин. ^[7] Соответственно, «Инвинсибл» авианосцы класса были построены с трамплинами, что значительно сокращало расстояние, необходимое для взлета «Харриеров», даже когда они были отягощены полезной полезной нагрузкой. ^[11]^[12] Лыжный трамплин оказался относительно дешевым и простым дополнением к носителям, поскольку он представляет собой стальную конструкцию без каких-либо движущихся частей. , был пристроен трамплин К первому авианосцу этого типа, HMS Invincible , когда он доукомплектовывался в Барроу; он был установлен под консервативным углом 7°. 30 октября 1980 года летчик-испытатель лейтенант-коммандер Дэвид Пул совершил первый взлет с трамплина в море с помощью прыжка с трамплина. ^[7] HMS Illustrious также изначально был оснащен аппарелью под углом 7°; однако HMS Ark Royal с самого начала строился с наклоном рампы 12°, что было определено как оптимальный угол. Два предыдущих корабля впоследствии были оснащены аппарелями с углом наклона 12° для улучшения характеристик самолетов. ^[7]

После успеха «Харриера» трамплин стал проверенным методом запуска самолетов с кораблей без сложности и затрат, присущих катапульте. Более того, более поздние модели трамплинов имеют усовершенствования по сравнению с оригинальной конструкцией; Было установлено, что даже относительно незначительных выбоин или дефектов на абсолютно гладкой поверхности было достаточно, чтобы вызвать растрескивание шасси самолета. Именно по этой причине Королевский военно-морской флот ввел более строгие допуски при проектировании рамп Куин Элизабет» авианосцев класса « . ^[7] Современный трамплин может быть построен как единая съемная конструкция, размещенная на носовой полетной палубе, а не полностью интегрирован в носовую часть корабля. ^[7]

Трамплины были добавлены не только на авианосцы, но и на многочисленные десантные корабли и десантные вертолетные доки, чтобы лучше облегчить эксплуатацию самолетов STOVL. ^[7] Австралийские и испанские «Хуан Карлос» класса десантные вертолетные доки (LHD) также были оборудованы трамплинами для облегчения потенциальных операций STOVL. Несколько необычно то, что ВМС США никогда не использовали лыжные трапы на своих десантных кораблях, несмотря на то, что они активно используются самолетами VSTOL, такими как несколько моделей прыжковых реактивных самолетов Harrier и Lockheed Martin F-35B Lightning II ; Утверждается, что это связано с их операциями, включающими совместное использование вертолетов и лодок. ^[7]

К началу двадцать первого века военно-морские силы Великобритании, Китая, Индии, Италии, России, Испании и Таиланда имели авианосцы, оборудованные трапами для катания на лыжах. ^[7] После вывода из эксплуатации бразильского авианосца «Сан-Паулу» в 2017 году США и Франция остались единственными двумя странами, которые все еще использовали авианосцы с катапультами.

Операции авианосца

СТОБАР

На авианосцах с коротким взлетом, но с задержанным восстановлением ( STOBAR ) обычные самолеты запускаются с трамплина. Пилот увеличивает тягу самолета за счет включения форсажных камер, удерживая самолет за счет торможения. Две панели поднимаются с палубы авианосца перед основными стойками шасси самолета, обеспечивая неподвижность самолета. По команде пилот отпускает тормоз; панели палубы возвращаются в свои пазы; и самолет быстро выруливает вперед с максимальной тягой. Перекат через лыжную рампу запускает самолет как вверх, так и вперед. ^[13]^[14]

МиГ -29, стартующий через трамплин авианосца «Кузнецов», класса может взлетать со скоростью около 70 узлов (130 км / ч; 81 миль в час) вместо обычных 140 узлов (260 км / ч; 160 миль в час) (в зависимости от многих факторов, таких как полная масса). ^[15]

За исключением США и Франции, все военно-морские силы мира, которые в настоящее время эксплуатируют военно-морские самолеты с авианосцев, используют трамплины для прыжков с трамплина. ^[16]

СТОВЛ

Самолеты с коротким взлетом и вертикальной посадкой ( STOVL ) совершают обычный взлет с перекатом, при этом реактивные выхлопные трубы настроены на обеспечение максимальной тяги вперед. Когда самолет приближается к трамплину, выхлопные форсунки вращаются, обеспечивая подъемную силу и тягу вперед. Такой взлет позволяет использовать больший взлетный вес, чем горизонтальный старт без посторонней помощи, поскольку трамплин обеспечивает вертикальный толчок, когда это наиболее необходимо, прямо при взлете на самой низкой скорости взлета. ^[17]

Взлет с трамплина считается более безопасным, чем взлет с платформы с плоской крышей. Когда Harrier стартует с американского десантного вертолета (LHA), он завершает разбег и начинает полет на высоте 60 футов (18 м) над водой. У него может не быть положительной скороподъемности , особенно если во время разбега корабль наклонил нос вниз. Используя трамплин, «Харриер» обязательно взлетит с положительной скоростью набора высоты, а его инерция поднимет его на высоту от 150 до 200 футов (от 46 до 61 м) над водой. ^[16]

В 1988 году отряд морской пехоты США McDonnell Douglas AV-8B Harrier II провел серию летных испытаний на « Принсипе де Астуриас» . Было обнаружено, что условия взлета, при которых используются все 750 футов (230 м) Tarawa, кабины экипажа класса займут только 300 футов (91 м) с трамплином Asturias 12 ° для трамплина; это резкое улучшение для корабля без катапульт было описано как «просто удивительное». ^[16]

Земельные операции

В начале 1990-х годов ВВС США изучали возможность использования трамплинов на суше для обеспечения взлета с короткой площадки; этот подход рассматривался как «возможное решение проблемы отказа от взлетно-посадочных полос в Европе» во время холодной войны . Было установлено, что при использовании трамплина с углом вылета в девять градусов расстояние, необходимое для взлета McDonnell Douglas F/A-18 Hornet, сократится примерно вдвое. ^[18]

Корабли/классы с трамплинами

Анатолия (Турция)
«Канберра» Десантные вертолетные доки класса (Австралия)
Кавур (Италия)
Чакри Наруебет (Таиланд)
Джузеппе Гарибальди (Италия)
Гермес / Вираат (Великобритания/Индия)
«Инвинсибл» Авианосцы типа (Великобритания)
Хуан Карлос I (Испания)
«Кузнецов» Авианосцы типа (Советский Союз/Россия/Китай)
Принц Астурийский (Испания)
Queen Elizabeth Авианосец класса (Великобритания)
Ляонин (Китай)
Шаньдун (Китай)
Триест (Италия)
Викрамадитья (Индия)
Викрант (R11) (Индия)

См. также

Ссылки

Цитаты

^ Jump up to: ^а ^б Фозард, Джон (4 декабря 1976 г.). « Лыжный трамплин» . Рейс Интернешнл . Том. 110, нет. 3534. С. 1630–1635 . Проверено 29 апреля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Рид III, Уилмер Х. (5 ноября 1952 г.). «Анализ влияния изогнутой рампы на взлетные характеристики самолетов, запускаемых с катапульты» (PDF) . Национальный консультативный комитет по аэронавтике.
^ «Проблема с трамплинными авианосцами» . Страйк Файтер Консалтинг Инк . 4 октября 2013 г.
^ Пабби, Ману (6 февраля 2020 г.). «F/A 18 Super Hornet совместим с индийским авианосцем, скоро испытания по прыжкам с трамплина: Boeing» . Economictimes.indiatimes.com.
^ Грин 2015, с. 57.
^ Браун 2009, с. 25.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Прыжки с трамплина авианосца Королевского флота - история» . savetheroyalnavy.org. 12 августа 2019 г.
^ Стилле 2012, стр. 5.
^ «Лыжный трамплин» (PDF) . 20 ноября 1976 г. с. 1468. ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Филд, Хью (19 ноября 1977 г.). «Харриер Рэмпант» . Рейс Интернешнл . п. 1487 . Проверено 29 апреля 2017 г. ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б Хоббс 2015, стр. 469–472.
^ Бык 2004, с. 120.
^ Гордон 2006, с. 69.
^ Хосе-Луис Эрнандо и Родриго Мартинес-Валь (2012). «Пригодность самолетов наземного базирования для авианосцев» (PDF) . Международный конгресс авиационных наук.
^ Гордон 2006, с. 84.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ноллс, майор морской пехоты США, искусство (май – июнь 1990 г.). «Операции Харриера на трамплине» (PDF) . Новости морской авиации . 72 (4): 12–13. Архивировано из оригинала 4 ноября 2004 года. {{cite journal}}: CS1 maint: бот: статус исходного URL неизвестен ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Хоббс 2015, с. 470.
^ Тернер, Элайджа В. (май 1991 г.). «Полёты воздушных судов с взлетно-посадочных полос с наклонными трамплинами (трамплинами)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 28 ноября 2016 г.

Библиография

Браун, доктор медицинских наук (2009). Авианосные операции во Второй мировой войне . Издательство Сифорт. ISBN 9781848320420 .
Булл, Стивен (2004). Энциклопедия военных технологий и инноваций . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Publishing. ISBN 978-1-57356-557-8 .
Гордон, Ефим (2006). Микоян МиГ-29 . Хинкли, Великобритания: Midland Publications. ISBN 9781857802313 .
Гордон, Ефим (2006). Сухой Су-27 Flanker — WarbirdTech Том 42 . Специализированная пресса. ISBN 9781580071963 .
Грин, Майкл (30 апреля 2015 г.). Авианосцы ВМС США . Перо и меч. ISBN 9781473854680 .
Хоббс, Дэвид (2015). Британский авианосный ударный флот: после 1945 года . Издательство Военно-морского института. ISBN 9781612519999 .
Стилле, Марк (2012). Авианосцы ВМС США 1922-45: довоенные классы . Издательство Блумсбери. ISBN 9781780968094 .

Внешние ссылки

[FI-01-1] Jump up to: ^а ^б Фозард, Джон (4 декабря 1976 г.). « Лыжный трамплин» . Рейс Интернешнл . Том. 110, нет. 3534. С. 1630–1635 . Проверено 29 апреля 2017 г.

[reed1952-2] Jump up to: ^а ^б Рид III, Уилмер Х. (5 ноября 1952 г.). «Анализ влияния изогнутой рампы на взлетные характеристики самолетов, запускаемых с катапульты» (PDF) . Национальный консультативный комитет по аэронавтике.

[strike_fighter2013-3] «Проблема с трамплинными авианосцами» . Страйк Файтер Консалтинг Инк . 4 октября 2013 г.

[4] Пабби, Ману (6 февраля 2020 г.). «F/A 18 Super Hornet совместим с индийским авианосцем, скоро испытания по прыжкам с трамплина: Boeing» . Economictimes.indiatimes.com.

[5] Грин 2015, с. 57.

[6] Браун 2009, с. 25.

[savenavy-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Прыжки с трамплина авианосца Королевского флота - история» . savetheroyalnavy.org. 12 августа 2019 г.

[8] Стилле 2012, стр. 5.

[flight19761120-9] «Лыжный трамплин» (PDF) . 20 ноября 1976 г. с. 1468. ^{[ мертвая ссылка ]}

[FI-02-10] Филд, Хью (19 ноября 1977 г.). «Харриер Рэмпант» . Рейс Интернешнл . п. 1487 . Проверено 29 апреля 2017 г. ^{[ мертвая ссылка ]}

[hobbs_46972-11] Jump up to: ^а ^б Хоббс 2015, стр. 469–472.

[Bull_120-12] Бык 2004, с. 120.

[gordon2006-13] Гордон 2006, с. 69.

[14] Хосе-Луис Эрнандо и Родриго Мартинес-Валь (2012). «Пригодность самолетов наземного базирования для авианосцев» (PDF) . Международный конгресс авиационных наук.

[15] Гордон 2006, с. 84.

[nalls1990-16] Jump up to: ^а ^б ^с Ноллс, майор морской пехоты США, искусство (май – июнь 1990 г.). «Операции Харриера на трамплине» (PDF) . Новости морской авиации . 72 (4): 12–13. Архивировано из оригинала 4 ноября 2004 года. {{cite journal}}: CS1 maint: бот: статус исходного URL неизвестен ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[17] Хоббс 2015, с. 470.

[turner1991-18] Тернер, Элайджа В. (май 1991 г.). «Полёты воздушных судов с взлетно-посадочных полос с наклонными трамплинами (трамплинами)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 28 ноября 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

v т и Виды взлета и посадки.
Снимать	Сбалансированный взлет с поля Неракетный космический запуск Прерванный взлет Запуск ракеты Космический запуск Запуск нулевой длины
Помощь при взлете	Катапульта Наземный транспорт СТО Ракетные сани трамплин
Взлет и посадка	Система посадки Броди КАТОБАР КТОЛ эВВП ПТОЛ QTOL РТОЛ СТОБАР STOL СТОВЛ V/STOL ВТХЛ / ВТХЛ СВВП Цикл запуска и восстановления ВТВЛ ВТХЛ HTHL ХТВЛ
Посадка	Посадка на живот Винтовая посадка Посадка при боковом ветре Мертвая посадка Аварийная посадка Гибкая колода Вынужденная посадка Жесткая посадка Корабельный перекат с вертикальной посадкой Короткая посадка Мягкая посадка приводнение Сенсорное приземление Приземление на воду / погружение Плавающая посадочная платформа