Обратная сторона Кузи...
-Берримор, откуда столько чёрных ворон над морем?
-Это чайки, сэр.
Паровые катапульты на авианосцах-2
Паровая катапульта наравне с трамплином сегодня является одним из наиболее оптимальных решений взлета самолета с палубы корабля. Путь к ней шел от экспериментов Самуэля Лэнгли и братьев Райт с пружинными и тросовыми катапультами через пороховые и пневматические и занял около 40 лет (не будем здесь останавливаться, это тема для отдельного поста).
Сегодня паровая катапульта установлена на большинстве действующих авианосцев, а ее замена на электромагнитную столкнулась с большим количеством проблем.
Максимальный взлетный вес самолетов, которые могли быть подняты в воздух с помощью катапульт этих типов, колеблется в районе 32-36 тонн, чего достаточно для подавляющего большинства палубных самолетов (максимальный взлетный вес Boeing F/A-18E/F Super Hornet - около 30 тонн). Однако возможен и подъем более тяжелых машин (например, максимальный взлетный вес испытывавшегося в 1960-х F-111B приближался к сорока тоннам) с использованием традиционных для авианосцев методов облегчения взлета — полный ход против ветра. Катапульты зарекомендовали себя как достаточно простые и надежные системы — по собранной за почти шестьдесят лет американской статистике эксплуатации суперавианосцев, начиная с типа USS Forrestal и заканчивая Nimitz , в течение 99,5 процентов времени как минимум одна из четырех катапульт на каждом корабле готова к не-медленному применению.
Достоинства паровой катапульты очевидны. Недостатки - тоже. Устройства этого типа отъедают заметную часть мощности энергетической установки корабля, потребляя большое количество пара с крайне низким коэффициентом полезного действия (4-6 процентов). В холодную погоду операции на палубе сильно осложняются из-за интенсивного парения, на поверхности палубы может образовываться наледь. Кроме того, на морском воздухе паровая катапульта требует особо тщательного антикоррозийного ухода. Обслуживание паровых катапульт входит в число самых грязных корабельных работ из-за большого объема используемой в механизмах устройства смазки.
Наконец, как отмечают инженеры ВМС США, в устройстве отсутствует обратная связь, что осложняет контроль и предупреждение инцидентов, способных привести к аварии и снижающих ресурс самолетов. Невозможность гибкого регулирования мощности катапульты приводит к тому, что она малопригодна для работы с легкими беспилотниками, которые могут получить повреждения при катапультном старте. Большая масса и объем также не позволяют назвать паровые катапульты оптимальным вариантом для кораблей, пусть даже настолько больших, как авианосцы.
Boeing F/A-18E/F Super Hornet
Конструкция паровой катапульты
Для ускорения используется пар, размещенный в специальных цилиндрах под взлетной полосой. На корме корабля монтируются направляющие, через которые проходит трос, тянущий истребитель по заданной линии. Этот трос прикреплен к поршню, находящемуся внутри цилиндра. После запуска пар выталкивает поршень, который в свою очередь тянет за собой самолет. В результате достигается скорость, равная 250 км/ч – достаточная для поднятия воздушного судна в небо. В настоящее время паровая катапульта используется на американских
В основу паровой катапульты заложен принцип работы длинного парового цилиндра, имеющего вдоль всей стенки узкую прорезь. Буксирный гак самолета через специальные приспособления связан непосредственно с поршнем, который разгоняет самолет по всей длине цилиндра, заполняемого паром высокого давления от корабельных котлов. Чтобы пар через прорезь в цилиндре не вырывался наружу, используется специальное герметизирующее устройство. Современная катапульта С-13-1 ( USS Nimitz, USS Dwight D. Eisenhower, USS Carl Vinson, и USS Theodore Roosevelt) при длине трека 94,5 м способна разогнать самолет, скажем, F-14A «Томкэт» весом в 33 тонны до скорости 247 км/ч. Все, установленные на авианосце катапульты, могут обеспечить взлет любого палубного самолета при полном штиле, когда корабль не имеет хода и скорость относительно ветра на палубе равна нулю.
Движущая сила катапульты С-13 создается давлением пара до 70 атмосфер, действующим на два поршня, скользящих внутри двух длинных параллельных друг другу цилиндров, расположенных под полетной палубой. Каждый поршень весом по 2722 кг имеет диаметр 45,7 см. Оба поршня жестко связаны между собой и через прорезь в палубе соединяются с челноком, за который при катапультировании цепляется уздечка стального троса – бридель – или непосредственно носовая стойка шасси самолета. Массивный челнок, соединенный с поршнями, имеет свободный ход по катапультному треку длиной 94,5 м. В конце трека челнок и поршни затормаживаются специальным гидротормозным устройством на участке всего 1,5 м. Торможение происходит следующим образом. К челноку под палубой крепится конусообразный плунжер, называемый «гарпуном», который в конце хода поршней входит в цилиндр, наполненный водой. В результате сжатия и перемещения воды через профилированные отверстия в «гарпуне» наступает торможение до полной остановки всей массивной конструкции. Гидротормозная система способна противостоять силе в 5216 т. Оба рабочих цилиндра и тормозное устройство катапульты расположены под верхней палубой в специальном желобе размером 1,2 х 1,3 м. Пар вырабатывается в паровых котлах авианосца и поступает в паровой коллектор катапульты через мощную систему паропроводов диаметром 20 см.
Разгон катапульты начинается с открытием быстродействующего стартового клапана, который обеспечивает заполнение цилиндров паром с большой скоростью. Перед выстрелом самолет стоит на катапульте в исходной позиции, прикрепленный бриделем или носовой стойкой к челноку и удерживаемый от преждевременного движения вперед (в результате работы собственных двигателей на полную мощность) специальным задержником, закрепленным на палубе, который разрывается силой, превышающей силу тяги двигателей данного самолета.
Когда катапульта срабатывает, задержник разрывается и челнок с самолетом устремляются вперед. В конце катапультного трека челнок резко тормозится, а самолет продолжает взлет. Напряжение катапульты может изменяться от запуска к запуску в зависимости от взлетного веса самолета, необходимой конечной скорости и других условий. Конечная скорость разгона, которая зависит от ограничений по прочности конструкции самолета и допустимых перегрузок для летного состава, должна быть равна минимальной взлетной скорости данного самолета, плюс 10-15% прироста для безопасности. Когда в конце хода поршней катапульты челнок останавливается, специальный «захват», приводимый в движение двигателем через тросовую систему, отводит челнок назад в исходное положение. (Схема 2).
Катапульта имеет много вспомогательных систем:
– пароприемники;
– кондиционеры воздуха на галерейной палубе;
– дренажная система для конденсата;
– предварительный подогрев рабочих цилиндров;
– дополнительные опреснительные установки и др.
Американцы используют паровые катапульты уже более 60 лет и считают, что наряду со многими преимуществами эти катапульты имеют ряд существенных недостатков:
1. Вес паровых катапульт очень велик. Каждая катапульта с вспомогательными устройствами весит 2800 тонн. Ввиду того, что все четыре катапульты на авианосце расположены ближе к верхней палубе, они значительно снижают общую остойчивость корабля.
2. Потребление огромного количества пресной воды (особенно для неатомных авианосцев) ложится тяжелым бременем на опреснительную систему авианосца. Например, за одну летную смену одна катапульта потребляет 80 т пресной воды.
3. Очень сложны техническое обслуживание и ремонт паровых катапульт. Большую трудность представляет юстировка отдельных секций рабочих цилиндров.
4. Вырывающийся из прорези при рабочем ходе пар ухудшает видимость на верхней палубе и снижает тягу двигателей самолетов.
5. Велика опасность возникновения пожаров в местах сильного нагрева.
6. Много деталей, подвергающихся коррозии.
7. Паровые катапульты занимают на корабле очень много места.
Одна катапульта (без органов дистанционного управления) занимает объем 2265 м3 .
Катапультные команды, одетые в зеленые шлемы и фуфайки, работают как наверху, так и под палубой (где температура редко бывает ниже 37°), довольно в сложных условиях поддерживая работоспособность своей катапульты, каждый раз после пуска обеспечивая ее необходимым давлением пара и смазкой.
На этом все!
Посадка F-35B Lightning II на палубу авианосца HMS Queen Elizabeth
Посадка британского истребителя F-35B Lightning II на палубу авианосца HMS Queen Elizabeth Королевских ВМС Великобритании.
Неудачные, кинохроника USS Enterprise
по мотивам поста:
Сможете найти на картинке цифру среди букв?
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi
Мидуэй. Путь самурая
"Подобно листам вишни, пусть мы опадем, чистые и сияющие..." ©
К лету 1942 года Япония серьёзно укрепила свои позиции в тихоокеанском регионе, а Императорский флот пытался выполнить параллельно две задачи: продвигать «защитный барьер» дальше от страны и полностью разгромить флот противника в генеральном сражении.
Обе эти задачи стало возможным выполнить разом, когда взгляд японского командования пал на небольшой атолл Мидуэй. Тут был расположен аэродром с твёрдым покрытием, в случае захвата которого, японцы получали прекрасную промежуточную базу под носом у американцев, тем самым открывая дорогу к Пёрл-Харбору.
К концу мая, несколько раз обыграв свой план действий, адмирал Ямамото отдал приказ приступить к началу операции. Одни за другими в море начали выходить ударные соединения. Японцы надеялись на внезапность своей атаки и превосходство в силах. Но у командующего Тихоокеанским флотом Нимица был свой козырь в рукаве: его криптоаналитики расшифровали японский код и могли читать часть японских сообщений, а помимо этого в штаб флота стекалось большое количество рапортов о ходе движения сил Ямамото, дополняя картину происходящего.
К концу мая, несколько раз обыграв свой план действий, адмирал Ямамото отдал приказ приступить к началу операции. Одни за другими в море начали выходить ударные соединения. Японцы надеялись на внезапность своей атаки и превосходство в силах. Но у командующего Тихоокеанским флотом Нимица был свой козырь в рукаве. Офицер разведки Эдвин Лейтон и его криптоаналитики во главе с Джозефом Рошфором смогли расшифровать японский код и могли читать часть японских сообщений. Они предположили, что противник использует сокращение «AF» для кодового обозначения атолла Мидуэй. Для подтверждения своих доводов они решили отправить фальшивую радиограмму о том, что на атолле сломался опреснитель воды. Как и ожидалось, спустя пару дней американцы перехватили шифровку японцев с докладом о том, что на «AF» проблемы с пресной водой. Помимо этого в штаб флота стекалось большое количество рапортов о ходе движения сил Ямамото, дополняя картину происходящего.
Основной ударной силой японцев в предстоящей операции было Первое мобильное соединение адмирала Нагумо, эскадренные авианосцы которого — «Акаги», «Кага», «Хирю», «Сорю» — уже «попортили немало крови» союзникам. Им противостояли 16-е и 17-е оперативные соединения адмиралов Спрюэнса и Флетчера, имевших на двоих три авианосца: «Энтерпрайз», «Хорнет» и «Йорктаун». Перед началом битвы за Мидуэй Спрюэнс возглавил 16-е оперативное соединение, сменив на посту адмирала Холси. Командующий был отправлен в госпиталь с тяжёлым дерматитом — сказалось нервное перенапряжение последних шести месяцев, проведённых им в море. Позже Холси прокомментировал своё вынужденное отстранение словами: «Это было самым скорбным разочарованием в моей карьере».
Первый контакт состоялся 3 июня в 9:04 по местному времени, когда патрульный самолёт засёк японское транспортное соединение в 500 милях к юго-западу от Мидуэя. Вскоре другой разведчик обнаружил главные силы японцев в 700 милях к западу от острова. Уже в 12 часов на перехват главных сил вылетели 6 тяжёлых бомбардировщиков B-17, около 16:40 они произвели атаку с большой высоты, но попаданий не добились. Ночью четыре «Каталины» из состава 44-й патрульной эскадрильи по показаниям радаров вышли в атаку на транспортное соединение японцев, повредив торпедой танкер «Акебоно Мару».
В предрассветных сумерках 4 июня на авианосцах Нагумо уже во всю кипела работа по подготовке первой волны самолётов, которые по замыслу командования должны были уничтожить всю американскую авиацию, находящуюся на островном аэродроме. В 4:30 утра, получив отмашку на старт, в небо взмыли первые самолёты, а уже спустя 15 минут в небе находились 108 машин. Выполнив боевое построение и описав круг над авианосцами, первая волна атакующих ушла в направлении Мидуэя.
В 5:45 от одной из летающих лодок пришло сообщение: «Много самолётов направляются к Мидуэю, пеленг 320, дистанция 150». Недолго думая, американцы подняли в воздух с Мидуэя всё, что могло летать, чтобы не подвергать опасности самолёты на земле. Попытка сорвать японскую атаку силами 27 истребителей корпуса морской пехоты закончилась неудачно, 15 американских самолетов были сбиты и ещё 7 повреждены. Тем не менее, когда японская волна вышла в атаку на аэродром, она смогла лишь незначительно повредить взлётную полосу, а также разрушить часть построек. Из вылета, закончившегося практически впустую, не вернулось 10 палубников.
Всё это время американцы напряжённо ждали главного сообщения об обнаружении ударной группы Императорского флота. В 5:52 с борта одного из патрульных самолётов пришло новое сообщение: «Обнаружили два авианосца и корабли главной группы, курс 135, скорость 25». В течение короткого времени, одна за одной последовали атаки береговой авиации на авианосный ордер Нагумо, но ни один из самолётов не смог добиться как-либо успехов. Американцы же потеряли 14 самолетов в ходе этих атак, действуя без прикрытия истребителей. Около 7:28 японский самолёт-разведчик с крейсера Tone установил контакт с американским соединением. Дуэль авианосцев началась.
На момент когда Нагумо узнал о местоположении американцев, их самолёты уже направлялись к его соединению. В это время на японских авианосцах готовили самолёты второй волны, желая добить остатки американской авиации на островном аэродроме. Для отражения возможной атаки в воздух были подняты дополнительные истребители. Получив донесение разведки, Нагумо встал перед сложным выбором: либо поднять имеющиеся на палубе самолёты с бомбами, подготовленные для атаки Мидуэя, и без прикрытия отправить их на американское соединение, либо дать возможность сесть первой волне палубников, так как их горючее было на исходе, а после, собрав всю ударную мощь, броситься на врага. Нагумо решил не рисковать и выбрал последний, более надёжный вариант.
Первые взлетевшие американские торпедоносцы и истребители потеряли друг друга, из-за чего атака на японское соединение началась не скоординировано. Сначала на японские авианосцы над кромкой воды вышли 15 торпедоносцев TBD-1 с «Хорнета», а чуть позже — 14 торпедоносцев с «Энтерпрайза». Не имея ни одного самолёта прикрытия, они отчаянно бросились в свою последнюю атаку, потеряв практически все торпедоносцы, кроме четырёх. Следом подоспели 12 торпедоносцев с «Йорктауна» в сопровождении 6 истребителей F4F-4.
Тут стоит упомянуть важный факт — в момент атаки самолётов с «Йорктауна» в воздухе находилось 42 японских истребителя «Зеро», обеспечивающих воздушное прикрытие. Шесть «Уайлдкэтов» эскорта под командованием лейтенанта-коммандера Тача, смогли отвлечь на себя значительные силы японцев. В завязавшейся «собачей свалке» американские лётчики смогли сбить семь и тяжело повредить несколько A6M. Однако и эта группа не добилась попаданий — обратно смогли вернуться только два торпедоносца и четыре истребителя.
Всё это время японцы старались как можно быстрее подготовить ударную волну для атаки американского соединения, параллельно принимая самолёты. К моменту когда атаки американских торпедоносцев были отбиты, из облаков на голову японцам с рёвом вывалились 50 пикировщиков с «Энтерпрайза» и «Йорктауна», совершенно не зная о присутствии друг друга. Японским истребителям, не успевшим набрать высоту для отражения налёта, оставалось только наблюдать атаку из партера.
Первыми на цель вышли эскадрильи «Даунтлессов» с «Энтерпрайза» под командованием Кларенса «Уэйда» МакКласки, топливо в баках его группы стремительно заканчивалось, как в просвете облаков был замечен уходящий на север японский эсминец. МакКласки принял решение последовать за ним. Риск оправдался, пикировщики вышли прямо на японские авианосцы. У нескольких самолётов, включая командира 6-й бомбардировочной эскадрильи Ричарда «Дика» Беста ещё во время набора высоты возникли проблемы с кислородным оборудованием, из-за чего они были вынуждены идти немного ниже основной группы в хвосте. Согласно правилам эскадрилья Беста, как замыкающая должна была атаковать ближнюю цель – авианосец «Кага», к чему он и приступил. Однако и МакКласки устремился к нему, уводя за собой порядка 25 самолётов. Мгновенно оценив обстановку, Бест прервал атаку, повернув в сторону «Акаги». В это время на «Кагу» с яростью обрушилась лавина пикировщиков МакКласки, превратив за мгновения японский авианосец в пылающие руины. Спустя несколько минут уже Бест со своей эскадрильей начал пикировать на японского флагмана, и несмотря на малочисленность, они смогли провести точное бомбометание, оказавшееся впоследствии фатальным для корабля. Практически в это же время эскадрилья пикировщиков с «Йорктауна» под командованием Максвелла Лесли атаковала «Сорю», добившись прямых попаданий.
В течение пяти минут «Даунтлессы» совершили чудо. Все три японских авианосца были заранее обречены: заправленные самолёты на палубах, заполненные бензопроводы, а также находящийся на палубе арсенал сделали своё дело — последовали опустошающие пожары с последующей детонацией боеприпасов. К утру следующего дня «Сорю», «Кага» и «Акаги» лежали на морском дне.
После выхода из боя флагмана «Акаги» командование палубной авиацией принял на себя контр-адмирал Ямагути, командующий 2-й дивизией авианосцев. В его распоряжении невредимым остался только «Хирю», отошедший севернее от основной группы во время уклонения от атак торпедоносцев. В 10:40 он начал поднимать ударную группу в составе 18 пикирующих бомбардировщиков D3A и 6 истребителей A6M. Несмотря на явный перевес сил не в пользу японцев, другого выхода не было. Спустя час на подходе к «Йорктауну» завязался ожесточённый воздушный бой. Несмотря на потери, японские пикировщики смогли добиться попаданий в корабль тремя бомбами. Авианосец на короткое время лишился хода, но к 13:50 пожары и повреждения удалось достаточно быстро локализовать аварийными партиями. Корабль начал делать 19 узлов и продолжил приём-выпуск самолётов. Получив неубедительные данные от восьми вернувшихся из вылета самолётов, Ямагути отправил вторую волну, состоявшую из десяти торпедоносцев B5N и шести истребителей A6M. В 14:26 авиагруппа под командованием капитан-лейтенанта Томонага, предварительно связав боем истребители прикрытия, начала атаку «Йорктауна» с разных направлений, добившись в итоге двух попаданий торпед. Машины корабля остановились, постепенно начал увеличиваться крен, к 15:00 экипаж авианосца был снят кораблями эскорта. Несмотря на полученные повреждения, «Йорктаун» остался на плаву, а вернувшиеся аварийные партии на следующий день попытались возобновить спасение корабля. Однако тут в очередной раз вмешалась судьба: 6 июня неподвижный авианосец атаковала японская подводная лодка I-168. Получив очередные повреждения, авианосец практически в течение суток продержался на поверхности, его агония наступила только утром следующего дня.
В это же время разведчики с «Йорктауна» обнаружили в 72 милях к северо-западу «Хирю» в сопровождении десятка кораблей, включая линкоры «Харуна» и «Кирисима». Ямагути намеревался атаковать оставшиеся авианосцы американцев в сумерках, а пока команда получила короткую передышку на приём пищи и подготовку самолётов. В 17:03 тишину нарушил крик сигнальщика «Хирю»: «Прямо над нами пикирующие бомбардировщики противника!». Пока японцы в очередной раз готовились к атаке, «Энтерпрайз» и «Хорнет» выслали свои пикировщики, успевшие к этому моменту заправиться и перевооружиться. Группа с «Энтерпрайза» уложила четыре бомбы в носовую часть японского авианосца, последовали взрывы огромной мощности, после чего треть полётной палубы завалилась внутрь ангаров, начались пожары.
К ночи все попытки потушить обречённый корабль оказались безрезультатны, около 2:50 ночи остатки команды собрались на полётной палубе, где к ним с прощальной речью обратился командир корабля Каку, а затем и Ямагути — оба офицера решили остаться вместе с кораблём. Подошедшие эсминцы эскорта сняли оставшуюся часть команды с авианосца, и, выполняя последний приказ адмирала, в 5:10 дали торпедный залп в «Хирю», раздались взрывы, авианосец начал тонуть. Корабль находился на поверхности до 8:20, пока не ушёл на дно.
Поражение в битве за Мидуэй стало для Японии катастрофой, лишив её основной ударной силы — авианосцев. Пополнить эти силы было уже нечем. В этот момент на американских верфях строились 3 эскадренных и 9 лёгких авианосцев, а на японских — лишь 1 эскадренный, 1 лёгкий и 1 перестраиваемый из пассажирского лайнера. Так в регионе было остановлено японское «цунами», началась война на истощение, в которой у Империи не было шансов из-за подавляющего превосходства США в ресурсах и индустриальной мощи.