С какой силой действует катапульта на авианосец?

Снимать

Настройки подачи пара/мощности регулируются для каждого типа кондиционера и массы Т/О.

EMALS хранит 484 МДж в четырех генераторах переменного тока мощностью 121 МДж, вращающихся со скоростью 6400 об/мин. Он выдает до 122 МДж на расстоянии 91 м. В среднем это составляет 300 000 фунтов силы. EMALS более точно контролирует пусковую силу (отношение максимальной пиковой силы к средней буксируемой силе = 1,05), что позволяет ему запускать меньшие летательные аппараты (например, БПЛА меньшего размера) и обеспечивает более плавный полет, снижающий усталость планера.

Современные паровые катапульты развивают мощность до 95 МДж на высоте 94 м. На каждый выстрел расходуется до 614 кг пара, поступающего из реактора (примечание: не из первого контура). В среднем это составляет 230 000 фунтов силы.

Ускорение в среднем около 3 g, пиковое около 4 g.

Посадка

Посадки вызывают стресс (обратите внимание на складки обшивки фюзеляжа под обтекателем на этом «Соколином глазе»):

( Источник : Министерство обороны, фото: ФАН КРИСТОФЕР УИЛСОН, USN Дата съемки: 11 января 2005 г.)

F / A-18 приземляется на скорости около 720 футов в минуту (12 футов / с). Он оценивается в два раза больше. Истребители CTOL обычно делают примерно половину этого. Я считаю, что средняя скорость авиалайнеров составляет менее 200 футов в минуту (3 фута в секунду).

Здесь F/A-18 падает с высоты 20 футов (36 футов/с, 2200 футов в минуту):

Срок службы

Истребители НАТО обычно рассчитаны на 30-летний срок службы (от 6000 до 8000 летных часов). Исторически сложилось так, что советские/российские истребители летают намного меньше. Су-27СК рассчитан на 2000 летных часов за 20 лет. [См. таблицу для сравнения стоимости и срока службы .] F / A-18 были построены на 20 лет службы, 30 лет с продлением срока службы.

Фюзеляж и шасси намного прочнее, чтобы выдерживать посадку и запуск авианосца. Переднее шасси регулярно переносит 4-кратный взлетный вес самолета на остальную часть фюзеляжа.

Сравните переднее шасси CTOL F-35A: ( Источник : ВВС США)

... к носовому шасси CATOBAR F-35C: ( Источник : USN)

Вот выдержка из статьи Центра ВВС ВМС по EMALS :

Другие недостатки паровой катапульты включают большой объем 1133 м3 и вес 486 метрических тонн. В основном это вес верхней части, который отрицательно влияет на остойчивость корабля и восстанавливающий момент. Большой объем, отведенный под паровую катапульту, занимает «первоклассное» недвижимое пространство на носителе. Паровые катапульты также очень сложны в обслуживании, неэффективны (4-6%), а их доступность низкая. Другим существенным недостатком является нынешний предел эксплуатационной энергии паровой катапульты, приблизительно равный 95 МДж. Потребность в более высокой энергии полезной нагрузки заставит паровую катапульту стать более крупной, громоздкой и сложной системой.

Endspeed:      28-103 m/s [54-200 knots]
Cycle time:    45 seconds
Weight       < 225,000 kg
Volume       < 425 m 3

На максимальной скорости выходная мощность одного из дисковых генераторов составила бы 81,6 МВт при согласованной нагрузке... Эти магниты имеют остаточную индукцию 1,05 Тл при 40 oC и создают среднюю магнитную индукцию рабочего воздушного зазора 0,976 Тл, с зубцом плотность потока приближается к 1,7 Тл... Максимальное выходное напряжение составляет 1700 В (LL) пик, а ток составляет 6400 А пик на фазу. Общий КПД дискового генератора составляет 89,3%, а общие потери составляют 127 кВт на генератор. Это тепло передается от дискового генератора переменного тока через охлаждающую пластину снаружи каждого статора. Теплоноситель представляет собой смесь ВЭГ с расходом 151 л/мин. Средняя температура меди составляет 84°С, а температура тыльной стороны железа - 61°С.

Источники:

1. EMALS/AAG: электромагнитный запуск и восстановление для авианосцев
2. Электромагнитная система запуска самолетов - EMALS
3. Типы паровых катапульт
4. Электромагнитная система запуска самолетов - EMALS - NAWC

Сила, прикладываемая паровой катапультой, регулируется в соответствии с массой Т/О самолета (в расширении, типом). Катапульта должна разогнать самолет до некоторой воздушной скорости в конце процедуры запуска. Эта необходимая сила зависит от массы самолета. Из инструкции по летной подготовке USN T-45 :

Экипаж должен обратить особое внимание на базовый вес A-листа, загрузку топлива и запасов, чтобы обеспечить правильный расчет полной массы. Это особенно важно при старте с лодки, потому что катапульта должна быть правильно установлена... Подруливая к катапульте, зеленая рубашка будет поддерживать весовую доску. Если вес на доске совпадает с весом на табличке, подтвердите...

В случае паровых катапульт установленная сила является фиксированной; Одним из преимуществ электромагнитной системы запуска самолетов (EMALS) является то, что сила может регулироваться системой, чтобы поддерживать скорость близкой к требуемой. Из журнала Airspacemag :

Количество пара, необходимое для запуска самолета, зависит от веса корабля, и после того, как запуск начался, корректировки не могут быть сделаны: ... Система управления запуском электромагнитных катапульт, с другой стороны, будет знать, с какой скоростью должен летать самолет. иметь в любой момент во время последовательности запуска и может вносить коррективы в процессе, чтобы самолет находился в пределах 3 миль в час от желаемой скорости взлета.

Запуск и восстановление авианосца - одна из самых напряженных вещей, которым может подвергнуться самолет; однако самолет спроектирован так, чтобы справляться с ними, например, за счет усиленного шасси и фюзеляжа. Благодаря этому срок службы самолетов-носителей сопоставим со сроком службы самолетов наземного базирования.

Авианосная (в общем, морская) среда враждебна самолетам, и поэтому график технического обслуживания иной (и более обширный, например, проверки на коррозию) в случае самолетов.

Катапульты приводятся в действие паром от двигателей авианосца, величина давления устанавливается для каждого самолета в зависимости от его веса и того, насколько быстро он должен быть в конце палубы. Если установить слишком малую мощность пара, самолет не наберет скорость и окажется в океане, слишком большую - и самолет может быть поврежден из-за избыточной силы.

Самолеты-носители должны быть намного прочнее своих собратьев, не являющихся авианосцами, и должны быть специально разработаны для таких операций. Вся конструкция должна быть достаточно прочной для многократных посадок и взлетов авианосца, а также она должна помещаться на лифте, поэтому иметь какие-то складные крылья. Как правило, они настолько хорошо сконструированы, что служат столько же, сколько и их аналоги, не являющиеся носителями.