Войти
| Фиксирующее снаряжение | |
|---|---|
 | |
| F-14 Tomcat спускается, чтобы произвести посадку в кабину экипажа. USS Theodore Roosevelt (CVN-71) в 2002 г. |
тормозной механизм, или тормозной механизм, представляет собой механическую систему, используемую для быстрого замедлить самолет, когда он приземлится. Защитное снаряжение на авианосцах является важным компонентом морской авиации, и чаще всего оно используется на авианосцах CATOBAR и STOBAR. Подобные системы также используются на наземных аэродромах для экспедиционного или аварийного использования. Типичные системы состоят из нескольких стальных тросов, проложенных поперек посадочной площадки самолета, предназначенных для захвата летательным хвостовым крюком. Во время нормального торможения задний крюк сцепляется с тросом, и кинетическая энергия самолета передается на гидравлические демпфирующие системы, закрепленные под несущей палубой. Существуют и другие связанные системы, которые используют сети для захвата крыльев самолета или шасси. Эти системы заграждений и барьеров используются только для аварийной остановки самолетов без работающих хвостовых крюков.
Самолет Fairey III-F приземлился на борту британского авианосца HMS Furious примерно в начале 1930-х годов. Тросы фиксаторов видны над кабиной экипажа Системы фиксирующих тросов были изобретены Хью Робинсоном и использовались Юджином Эли при его первой посадке на корабль - броненосный крейсер USS Pennsylvania, 18 января 1911 года. В этих ранних системах кабели проходили через шкивы и прикреплялись к мертвым грузам, таким как мешки с песком. Более современные предохранительные тросы были испытаны на HMS Courageous в июне 1931 года, спроектированном командиром С. К. Митчелл.
Современные США На авианосцах ВМФ установлено тормозное устройство Mark 7 Mod 3, которое может поднять самолет массой 50 000 фунтов (23 000 кг) на скорости 130 узлов на расстоянии 344 футов (105 м) за два секунд. Система спроектирована так, чтобы поглощать теоретическую максимальную энергию 47 500 000 фут-фунтов (64,4 МДж) при максимальном выходе кабеля.
До введения наклонной кабины пилота использовались две системы (в дополнение к палубным тросам) для предотвращения столкновения приземляющихся самолетов с припаркованными самолетами дальше вперед по кабине экипажа: шлагбаум и баррикада. Если крюк самолета не зацепится за проволоку, его шасси будет зацеплено сетью высотой 3–4 фута (0,91–1,22 м), известной как барьер. Если самолет зацепится за провод при приземлении, барьер можно будет быстро опустить, чтобы самолет мог над ним рулить. Последней защитной сеткой была баррикада, большая сетка высотой 15 футов (4,6 м), которая не позволяла приземляющимся самолетам врезаться в другие самолеты, припаркованные на носу. Заграждения больше не используются, хотя наземные тормозные механизмы иногда называют «заграждениями». Баррикады все еще используются на борту авианосцев, но они устанавливаются и используются только в экстренных случаях.
Подвесной мост через миллисекунды после того, как над ним пролетит носовое колесо самолета. Арочные опоры представляют собой листовые рессоры, которые поднимают подвеску над кабиной экипажа. Нормальное торможение достигается, когда фиксирующий крюк приближающегося самолета входит в зацепление с одной из подвески палубы. Когда приземляющийся самолет зацепляется за подвесную палубу, сила поступательного движения приземляющегося самолета передается на покупной кабель, который через шкивы проходит к тормозному двигателю, расположенному в машинном отделении под кабиной экипажа или по обе стороны от кабины. посадочная полоса. Когда палубный подвес и покупной трос вытягиваются задерживаемым летательным аппаратом, кинетическая энергия летательного аппарата передается механической энергии тросов, а тормозной двигатель передает механическую энергию тросов на гидравлическая энергия. Эта классическая система гидравлического торможения теперь заменяется системой с использованием электромагнетизма, в которой поглощение энергии регулируется турбо-электрическим двигателем. Тормозной двигатель обеспечивает плавную управляемую остановку приземляющегося самолета. По завершении ареста фиксирующий крюк самолета отсоединяется от подвески палубы, которая затем возвращается в нормальное положение.
A Грумман Злоумышленник A-6 собирается перехватить провод № 3. Современные авианосцы обычно имеют три или четыре фиксирующих троса, проложенных через зону приземления. У всех американских перевозчиков класса Nimitz, наряду с Enterprise, есть четыре провода, за исключением USS Ronald Reagan и USS George H.W. Буш, у которых их всего три. Авианосцы класса Джеральд Р. Форд также будут иметь три. Пилоты стремятся использовать второй провод для трехпроводной конфигурации или третий провод для четырехпроводной конфигурации, чтобы снизить риск короткого замыкания при посадке. Самолет, заходящий на посадку на авианосец, находится примерно на 85% полностью открытой дроссельной заслонке. При приземлении пилот включает дроссели на полную мощность. В самолетах F / A-18E / F Super Hornet и EA-18G Growler самолет автоматически снижает тягу двигателя до 70% при обнаружении замедления при успешной остановке. Эта функция может быть отменена пилотом, выбрав максимальное значение форсажной камеры. Если самолету не удается зацепиться за фиксирующий трос, состояние, известное как «болтер », самолет имеет достаточную мощность, чтобы продолжить движение по наклонной полетной палубе и снова подняться в воздух. Как только аэрофинишер останавливает самолет, пилот переводит дроссели на холостой ход, поднимает крюк и выруливает.
Помимо американских CVN (ядерных авианосцев ), француз Шарль де Голль, русский адмирал Кузнецов, бразильский Сан-Паулу, китайский Ляонин, а также индийский Викрамадитья - это действующие или будущие авианосцы с установленными на них аэрофинишерами.
США Морские пехотинцы работают над задерживающим двигателем для наземной системы задержания. Обратите внимание на катушку для нейлоновой ленты на заднем плане. На военных аэродромах наземного базирования, где используются истребители или реактивные учебно-тренировочные самолеты, также используются тормозные системы, хотя они не требуются для всех посадок. Вместо этого они используются для посадки самолетов на короткие или временные взлетно-посадочные полосы или в аварийных ситуациях, связанных с отказом тормозов, проблемами рулевого управления или в других ситуациях, в которых использование всей длины взлетно-посадочной полосы невозможно или безопасно. Существует три основных типа наземных систем: постоянное, экспедиционное и запасное.
F-16 выполняет полевую задержку. Постоянные системы установлены почти на всех военных аэродромах США, где используются истребители или учебно-тренировочные самолеты. Экспедиционные системы аналогичны постоянным системам и используются для посадки самолетов на короткие или временные взлетно-посадочные полосы. Экспедиционные системы предназначены для установки или удаления всего за несколько часов.
Защитное снаряжение, состоящее из тросов с крючками и / или эластичных сеток, известных как барьеры, обычно используется в качестве резервной системы. Барьерные сетки захватывают крылья и фюзеляж самолета и используют тормозной двигатель или другие методы, такие как якорные цепи или связки тканого текстильного материала, для замедления самолета. На некоторых наземных аэродромах с небольшой площадью захвата используется серия бетонных блоков, именуемая улавливающей системой из искусственных материалов. Эти материалы используются для захвата шасси самолета и замедления его за счет сопротивления качению и трения. Самолеты останавливаются передачей энергии, необходимой для дробления блоков.
Первое использование заграждения на военном аэродроме было во время Корейской войны, когда реактивным истребителям приходилось действовать с более коротких аэродромов, где не было права на ошибку. Используемая система была просто пересадкой барьера Дэвиса, используемого на авианосцах с прямой палубой, чтобы любой самолет, который не прошел через предохранительные тросы, не врезался в самолет, припаркованный перед посадочной площадкой. Но вместо более сложной гидравлической системы, используемой на авианосцах для остановки самолета при столкновении с препятствием, наземная система использовала тяжелые судовые якорные цепи, чтобы остановить самолет.
Новая поперечная платформа подвески свернуты в спираль и готовы к быстрой установке. Основными системами, из которых состоит типичное тормозное устройство, являются крюк или подвески, кабели или ленты, шкивы и тормозные двигатели.
Механика с шестерней A заменяет пластинчатую пружину. Также известные как стопорные тросы или тросы, поперечные подвески представляют собой гибкие стальные тросы, которые натянуты на посадочной площадке и зацепляются с помощью фиксирующего крюка приближающегося самолет. На авианосцах есть три или четыре троса, пронумерованные 1–4 от кормы до носа. Подвески изготавливаются из троса диаметром диаметром 1 дюйм (25 мм), 1-1 / 4 (32 мм) или 1-3 / 8 дюйма (35 мм) . Каждый трос состоит из множества прядей, скрученных вокруг смазанного маслом конопли центрального сердечника, который обеспечивает «подушку» для каждой пряди, а также обеспечивает смазку кабеля. Концы кабеля оснащены клеммными муфтами, предназначенными для быстрого отсоединения при замене, и могут быть быстро отсоединены и заменены (примерно за 2–3 минуты на авианосцах). На американских перевозчиках тросы снимаются и заменяются после каждых 125 арестованных посадок. Отдельные кабели часто удаляются и оставляются «зачищенными» для проведения технического обслуживания других компонентов тормозного механизма во время восстановления самолета (с использованием других оперативных систем). Проволочные опоры поднимают подвески палубы на несколько дюймов, чтобы их можно было подхватить хвостовым крюком приземляющегося самолета. Проволочные опоры на носителях представляют собой просто изогнутые стальные листовые рессоры, которые могут изгибаться, позволяя самолету рулить над установленной подвеской на палубе. В наземных системах резиновые опоры в форме «пончика» приподнимают кабель над поверхностью взлетно-посадочной полосы минимум на 2 дюйма (51 мм).
Купите трос - это трос, который очень похож на фиксирующий трос. Однако они намного длиннее и не предназначены для легкого удаления. На каждый фиксирующий кабель приходится два покупных кабеля, и они подключаются к каждому концу фиксирующего провода. Приобретенные кабели соединяют тормозной трос с двигателями тормозного механизма и «расплачиваются», когда тормозной трос задействуется самолетом. Когда приближающийся самолет зацепляется за подвеску на палубе, покупной трос передает силу приземляющегося самолета от палубного шасси на тормозной двигатель. Подвеска (фиксирующая проволока) «обжимается» (прикрепляется) к покупному кабелю с помощью петли, образованной из цинка, нагретого до 540 ° C (1000 ° F). Такое изготовление на борту считается опасным, и сообщается, что ВМФ тестирует использование автоматизированного пресса, чтобы сделать это более безопасно. В наземных системах вместо покупных кабелей используются тяжелые нейлоновые ленты, но они выполняют ту же функцию.
Закупайте кабели или ленты, проходящие через шкивы в кабине экипажа или вдоль взлетно-посадочной полосы к тормозным двигателям. Шкивы демпфера действуют как гидравлические амортизаторы, что обеспечивает повышенную посадочную скорость.
В 1957 году концепция поршня, протаскиваемого через водяную трубку, была впервые использована в качестве дешевой тормозной системы для наземных авиабаз. В начале 1960-х годов британцы взяли эту базовую концепцию и разработали тормозную систему распылительного типа для использования на суше и на море. Двигатель имел гидроцилиндры, которые двигались по трубопроводу, заполненному водой, рядом с трубкой меньшего размера, имеющей отверстия разного размера по всей длине. Королевский флот утверждал, что теоретического ограничения веса не существует, но есть ограничение скорости.
F / A-18 Hornet вступает в бой провод №4 с белым выдвигающимся шкивом на переднем плане. Каждый кулон имеет свою собственную систему двигателя, которая поглощает и рассеивает энергию, возникающую при задержке приземляющегося самолета. На американских носителях класса Nimitz используются гидропневматические системы, каждая из которых весит 43 коротких (39 т ), в которых масло гидравлически вытесняется из цилиндр с помощью плунжера, соединенного с покупным кабелем через регулирующий клапан. Основным усовершенствованием тормозного механизма стал клапан управления постоянным биением, который контролирует поток жидкости от цилиндра двигателя к гидроаккумулятору и предназначен для остановки всех самолетов с одинаковым биением независимо от массы и скорости. Вес самолета устанавливается оператором каждого двигателя тормозного механизма. Во время обычных операций для простоты используется «установка единого веса». Этот вес обычно является максимальным посадочным весом или "максимальным весом ловушки" для самолета. В некоторых случаях, как правило, при неисправностях самолета, влияющих на скорость захода на посадку, для обеспечения надлежащего поглощения энергии системой используется «установка единичного груза». Эксплуатант получает вес самолета от начальника службы управления полетом. Затем оператор устанавливает клапан управления постоянным биением на соответствующую настройку веса для этого самолета. Давление в двигателе с тормозным механизмом устанавливается на постоянном уровне около 400 фунтов на квадратный дюйм (2800 кПа). Клапан постоянного биения (CROV) останавливает самолет, в отличие от гидравлического давления.
Постоянные и экспедиционные наземные системы обычно состоят из двух тормозных двигателей, расположенных по обе стороны от взлетно-посадочной полосы. Тормозные двигатели прикладывают тормозное усилие к барабанам, удерживающим покупные ленты, которые, в свою очередь, замедляют самолет и останавливают его. Двумя наиболее распространенными методами, используемыми тормозными двигателями наземного базирования для приложения тормозной силы, являются роторный фрикционный тормоз и роторно-гидравлические системы, или "водяной крутильщик". Роторный фрикционный тормоз - это просто гидравлический насос, соединенный с катушкой, который прикладывает градуированное давление к многодисковым тормозам, установленным на катушке. Роторная гидравлическая система представляет собой турбину внутри заполненного водой / гликолем корпуса, соединенного с барабаном. Турбулентность, создаваемая турбиной в смеси воды и гликоля во время остановки, оказывает сопротивление замедлению мотовила и остановке самолета. Как только самолет освобождается от кабеля, ленты и кабель втягиваются двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем, установленным на тормозном двигателе.
Чрезмерное биение во время остановки - это состояние, известное как "двухблочная". " Это название происходит от морского языка, когда вся леска протянута через систему шкивов, два блока шкивов соприкасаются, следовательно, «два заблокированы». Чрезмерное биение может быть вызвано неправильной настройкой тормозного механизма, избыточной полной массой самолета, превышением скорости зацепления самолета или избыточной тягой самолета, приложенной во время торможения. При смещении от центра также существует опасность повреждения тормозного механизма.
В новой системе Advanced Arresting Gear (AAG) используются электромагниты. на американских авианосцах. Текущая система (выше) полагается на гидравлику для замедления и остановки приземляющегося самолета. Несмотря на то, что гидравлическая система эффективна, что подтверждается более чем пятидесятилетним опытом внедрения, система AAG предлагает ряд улучшений. Существующая система не может захватывать беспилотные летательные аппараты (БПЛА), не повредив их из-за экстремальных нагрузок на планер. БПЛА не обладают необходимой массой, чтобы приводить в действие большой гидравлический поршень, используемый для захвата более тяжелых пилотируемых самолетов. С помощью электромагнита поглощение энергии регулируется турбоэлектрическим двигателем. Это делает ловушку более плавной и снижает удары планера. Несмотря на то, что система будет выглядеть в кабине экипажа так же, как и ее предшественница, она будет более гибкой, безопасной и надежной и потребует меньше обслуживания и персонала. Эта система проходит испытания на USS Gerald R. Ford и будет установлена на всех авианосцах класса Gerald R. Ford.
Carrier Barricade в поднятом положении. 
A S-3A Viking совершает аварийную посадку на баррикаду на кабине экипажа USS Abraham Lincoln (CVN-72). Самолет не смог выполнить нормальное задержанное возвращение из-за поврежденного шасси. Баррикада - это система аварийного восстановления, используемая только в тех случаях, когда невозможно произвести обычную (подвесную) задержку. Баррикада обычно находится в походном состоянии и оснащается только при необходимости. Для создания баррикады ее натягивают поперек кабины пилота между стойками, которые поднимаются над кабиной пилота. Обустройство баррикад обычно практикуется персоналом летной палубы авианосцев США; хорошо обученный экипаж может выполнить эту задачу менее чем за три минуты.
Лента баррикады состоит из верхней и нижней горизонтальных грузовых ремней, соединенных друг с другом на концах. К каждой верхней и нижней грузовой лямке прикреплены пять вертикальных ремешков, расположенных на расстоянии 20 футов друг от друга. Лента баррикады поднята на высоту примерно 20 футов. Лента заграждения зацепляет крылья приземляющегося самолета, при этом энергия передается от лямки заграждения через покупной трос к тормозному двигателю. После ограждения баррикад ремни и палубные тросы выбрасываются, а стойки опускаются обратно в их углубленные гнезда. Барьеры с баррикадами редки, так как хвостовые крюки спроектированы так, чтобы быть чрезвычайно отказоустойчивыми, и самолет, возвращающийся из боя с такими серьезными повреждениями, скорее всего, не сможет приземлиться. Это устройство установлено на всех американских авианосцах и на французском «Шарль де Голль», тогда как на бразильских авианосцах CATOBAR и российских и индийских авианосцах STOBAR установлены только обычные аэрофинишеры.
