Современные истребители – элита военной авиации. Стремительные и маневренные, они часто выполняют задачи на пределе возможного. Но выигрывая в маневренности и скорости, они проигрывают в дальности полета, которая редко превышает 2000 км. А этого недостаточно для военного участия на другом континенте или в океане. С момента появления авиации военные пытались решить эту проблему. Возникла идея создать плавучие аэродромы, которые сами будут доставлять истребители в нужное место. Эта идея получила воплощение в виде авианосцев и авианесущих крейсеров. Однако с их появлением возникла новая проблема. Дело в том, что когда современный истребитель совершает посадку на аэродром, ему нужно не меньше 500-600 м, чтобы остановиться, а длина палубы авианосца не превышает 350 метров.
Как остановить истребитель на такой короткой дистанции?
(Подсказка: как пауку, поймать и обездвижить!)
Контрольный ответ
Для приёма истребителей, вес которых достигает 30 тонн, используют специальное тормозное устройство – аэрофинишёр. Он работает подобно натянутой резинке. Разница в том, что резинка действует за счет силы упругости, а в аэрофинишере ее роль играет мощный тормозной механизм (весом под 100 тонн!), который спрятан под палубой. На поверхности же авианосца располагается приемный трос, натянутый поперек посадочной палубы. Заходящий на посадку самолет выпускает из-под хвостовой части фюзеляжа специальный крюк – гак. В момент касания палубы колесами самолета, гак цепляется за приемный трос, а тот, вытягиваясь из тормозного механизма, плавно тормозит самолет.
Устройство аэрофинишера: 1- приемный трос, 2 – барабан тормозного механизма, 3 - тормозной цилиндр, 4 – гидропневматический аккумулятор.
Справка
Аэрофинишеры способны останавливать самолёты при посадочной скорости до 250 км/ч. При этом тормозной путь составляет около 100 м, время затормаживания около 2 секунд.
Для повышения безопасности посадки на кораблях устанавливают несколько аэрофинишеров (обычно 4) с расстоянием между приёмными тросами 10—12 м.
Рассчитайте:
Рассчитайте среднее ускорение самолета при торможении с использованием аэрофинишера и без него. Какие перегрузки будет испытывать летчик в первом и втором случаях? Время затормаживания при посадке без аэрофинишера примите равным 30 секундам. Перегрузка обычно указывается в единицах ускорения свободного падения g (g=9.8 м/с2).
Комментарий:
В момент торможения с использованием аэрофинишера приборы регистрируют перегрузку по линии спина-грудь до 4,5−5 g. Неудивительно, что профессиональной болезнью пилотов палубной авиации становится отслоение сетчатки. Это значение выше расчетного из-за того, что скорость самолета снижается неравномерно.
Кстати:
Прототип аэрофинишера появился в 20-х годах XX века. Для торможения самолета тогда использовали мешки с песком, привязанные к нескольким натянутым поперек палубы тросам. Как ни удивительно, но этот метод действительно работал, так как самолеты в то время были относительно легкие и летали с небольшой скоростью.
Кстати:
Для торможения самолетов также используются тормозные парашюты. Правда, они не так эффективны, как аэрофинишеры, поэтому при посадке на авианосец не применяются. Зато их помощь неоценима при посадке на влажную или обледенелую взлетно-посадочную полосу, когда сцепление колес с покрытием слабое. Обычно парашюты раскрывают в самом начале пути, на скорости 180-400 км/ч. При этом резко увеличивается сопротивление воздуха, что позволяет сократить длину пробега на 30—35%.
Подумайте:
Чтобы подняться в небо, истребителю нужно набрать скорость около 300 км/ч. Как разогнать самолет до такой скорости на короткой палубе авианосца?
Контрольный ответ
Распространение получили несколько способов.
Первый – взлёт с помощью паровой катапульты. Это основной способ, применяемый сейчас на флоте США. Сжатый пар толкает поршень. Тот, в свою очередь разгоняет тележку с пристегнутым к ней самолетом. Набрав нужную скорость, самолет отстегивается и взлетает.
Существуют также самолеты с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП), но распространения они не получили. Главная причина этого в том, что для вертикального взлета нужно много топлива, поэтому СВВП не могли взять большой боезапас. Пытаясь решить эту проблему, инженеры создали трамплин, расположенный в конце палубы авианосца. Он позволил увеличить взлетную массу СВВП на 20-30%. Интересно, что в СССР трамплин стали использовать для взлета обычных истребителей (не СВВП) как альтернативу дорогостоящей катапульте.
Смысл трамплина в том, что он как бы удлиняет палубу. Длины полосы самолету недостаточно для набора скорости, необходимой для взлета, хотя его двигатели и работают в форсажном режиме. Эту скорость он добирает в процессе “падения” с трамплина. При этом он “просаживается”, пролетая приблизительно в 20 метрах над водой. При достижении самолетом скорости около 300 км/ч, подъемная сила становится больше его веса – и он взлетает.
Взлет с трамплина.
Источники информации:
Источники картинок:
