Взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля

Изобретение относится к авиационной технике и касается устройств и механизмов для обеспечения взлета и посадки летательных аппаратов, может быть использовано для оборудования укороченных взлетных и посадочных полос авианосцев. Взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля содержит катапульту и/или авиафинишер, работа которых основана на усилии, по крайней мере, одного подводного парашюта. Распределение усилия парашютов по потребителям обеспечивается либо не обеспечивается барабанно-распределительным механизмом. Обеспечивается возможность использования силового устройства для аэрофинишера и катапульты, улучшаются условия их эксплуатации. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и касается устройств и механизмов для обеспечения взлета и посадки летательных аппаратов, может быть использовано для оборудования укороченных взлетных и посадочных полос авианосцев.

Известно силовое устройство полиспастно-гидравлического аэрофинишера типа «Светлана-2», установленного на тяжелом авианесущем крейсере "Адмирал Флота Кузнецов" с самолетами морского базирования Су-33 (А. Фомин "Су-27. История истребителя". РА Интервестник, Москва, 1990 г.), предназначенного для торможения летательного аппарата при посадке его на палубу, основу которого составляет гидравлический плунжерный тормоз, соединенный тормозным канатом через 18-ти кратный полиспаст, систему блоков и демпфирующих устройств с приемным тросом, расположенным поперек посадочной полосы. Вес устройства около 90 тонн.

Недостатками этой системы являются:

а) большие весогабаритные показатели;

б) невозможность регулирования (оцифровки) процесса торможения.

Известно силовое устройство катапульты в виде электромагнитной системы запуска самолетов (EMALS) разработки компании "General Atomics" специально для перспективного авианосца нового класса «Gerald R. Ford», строящегося в США, на котором отсутствует паросиловая установка из-за применения в нем новых двигателей CODAG (COmbined Diesel And Gas). Общая масса 225 т, состоит из импульсных генераторов, системы управления и линейного синхронного электродвигателя мощностью 100000 л.с.

Недостатки системы в том, что для работы EMALS потребуется электроэнергии больше, чем способен обеспечить корабль. Высокая температура нагрева линейного двигателя, большой вес, скромная скорость разгона, высокая сложность этой катапульты дают основание полагать, что данное устройство требует, как минимум, осмысления ее перспективы для использования на кораблях.

Известно силовое устройство паровой катапульты тина «Светлана-1», установленной на Учебно-тренировочном комплексе «НИТКА», содержащей два параллельных щелевых цилиндра, каждый диаметром 53 см и длиной 100 м, внутри которых движутся поршни, соединенные между собой и прикрепленные к челноку. Для разгона ЛА используется пар под давлением 64 атмосферы, поступающий из пароаккумулятора в цилиндры. Ускорение челнока определяются типом самолета, его взлетным весом, скоростью и направлением ветра, а также температурой воздуха, и зависит от количество пара, поступающего в щелевые цилиндры.

К недостаткам паровых катапульт относят большую длину сложного для производства щелевого разгонного цилиндра, а также значительные размеры тормозного цилиндра, вызванные торможением значительной массы разгонной системы - поршней и челнока, значительную массу катапульт - расчетная масса двух катапульт с паросиловым оборудованием для их работы (речь идет не о парогенераторах, но лишь о системе подающей пар на катапульты) составляет от 3 до 3,5 тысяч тонн, и большой объем (до 4600 м3), а также большой расход пара при интенсивном старте самолетов - 9-20% от максимальной паропроизводительности котлов, который в больших количествах конденсируется после каждого взлета и травится из разгонного трека катапульты на всем протяжении движения поршня (90 м), поэтому паропроизводительности силовой установки не хватает для того, чтобы обеспечивать и ход корабля и работу катапульт одновременно - скорость корабля при интенсивных полетах составляет не более 20 узлов. Техническое исполнение щелевого цилиндра очень трудоемкое, а его ложе в подпалубном канале корабля требует высокой жесткости конструкции и сверхточной установки. Для ее работы нужен мощный паровой котел и пароаккумулятор больших размеров, чтобы обеспечить волновое воздействие на поршень, т.к. удаление поршня от стартовой позиции все больше открывает щель разгонного цилиндра, через которую уходит давление, и требует подачи пара с нарастанием по мере продвижения поршней. Американские паровые катапульты обеспечивают 200-250 стартов, после чего требуют профилактического ремонта продолжительностью 60 часов, который может быть выполнен в море, силами экипажа.

Прототипа по парашютным силовым устройствам разгона и торможения не выявлено.

Термином «трос» в настоящем описании обозначается гибкая механическая связь, физическим воплощением которой могут быть металлические, неметаллические или комбинированные длинномерные гибкие линии механической связи: трос, канат, цепь, ремень, шнур, мононить и т.п.

Термин «ЛА» - означает летательный аппарат, коим может быть самолет, вертолет, беспилотный летательный аппарат.

Термин «ВПК» - означает Взлетно-посадочный комплекс.

Термин «силовое устройство» - означает двигатель или механизм для получения и/или утилизации механической энергии для работы авиафинишера и/или катапульты, в изобретении силовым устройством является парашют.

Термин «барабанно-распределительный механизм» - механизм для передачи и распределения механической энергии по потребителям, возможно с преобразованием сил, моментов и скоростей и/или характера движения, позволяет согласовать режимы работы силового устройства и исполнительных органов ВПК, приводить в движение несколько механизмов от одного силового устройства, осуществлять реверсирование движения, изменять вращающие моменты и частоты вращения при сохранении постоянного момента и частоты вращения силового барабана, преобразовывать вращательное движение в поступательное и др.

Сущность изобретения в том, что подводно-парашютный взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля, включающий катапульту и/или авиафинишер, отличающийся тем, что его работа основана на усилии, по крайней мере, одного подводного парашюта, а распределение усилия парашютов по потребителям обеспечивает барабанно-распределительный механизм, либо не обеспечивает; барабанно-распределительный механизм, содержит коробку передач, мотор-генератор, систему датчиков натяжения троса, силовой и главный валы, на которых установлены барабаны - силовой, по крайней мере, один разгонный, по крайней мере, один тормозной, при этом все барабаны оборудованы электро- и/или гидроуправляемыми ручными и/или автоматическими муфтами сцепления со своим валом; аэрофинишер содержит, по крайней мере, один приемный трос, демпферы, систему шкивов, датчики натяжения троса, механизм эвакуации, свертывания и развертывания парашюта, устройства управления, барабанно-распределительный механизм или не содержит его; подводный парашют содержит регулируемое по площади центральное отверстие и/или поперечное сечение купола и оборудован механизмом регулирования этих площадей, расположенном в «торпеде»; подводный парашют оборудован системой стабилизации в виде плавающих и/или тонущих элементов; по крайней мере, одна стропа и силовой или тормозной трос парашюта оборудованы управляющим кабелем для привода механизмов «торпеды»; сужение центрального отверстия и/или поперечного сечения купола происходит механическим способом посредством застежек типа «молния»; сужение центрального отверстия и/или поперечного сечения купола происходит посредством, по крайней мере, одного закольцованного по периметру отверстия и/или купола стяжного фала, наматываемого на барабан, вращаемый электромотором «торпеды»; демпфер любого троса выполнен, по крайней мере, в виде эластичного троса и/или демпфера крутильных колебаний, установленного на барабане, либо в комбинации видов; катапульта содержит коробку передач, разгонный трос, челнок, систему шкивов, спусковое устройство, барабаны силовой и, по крайней мере, один разгонный, муфты сцепления; спусковое устройство содержит, по крайней мере, один упор, удерживаемый управляемым гидравлическим и/или электрическим фиксатором; челнок прикреплен только к разгонному тросу и не оборудован роликами для движения по направляющим; челнок оборудован роликами и направляющими; при установке двух и более подводных парашютов, последние имеют одинаковую или разную тормозную площадь куполов; взлетный трамплин оборудован катапультой.

Целью изобретения является универсализация силового устройства для аэрофинишера и катапульты, уменьшение весогабаритных характеристик ВПК, а также расширение арсенала силовых устройств ВПК.

Технический результат при реализации изобретения состоит в том, что достигается:

1. Регулируемый режим остановки и взлета ЛА.

2. Экономию топлива.

3. Увеличение массы принимаемых ЛА.

4. Упрощение конструкции и технологии изготовления узлов катапульты и аэрофинишера.

5. Используется вся длина взлетной палубы или полосы;

6. Увеличивается количество вариантов расположения механизмов катапульты на корабле;

7. Возможен быстрый ремонт или замена узлов катапульты или аэрофинишера силами экипажа.

8. Возможно применение катапульты на взлетном трамплине.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлены:

Фиг.1 - общий вид Подводно-парашютного взлетно-посадочного комплекса авианесущего корабля;

Фиг.2 - барабанно-распределительный механизм ВПК: блок А - силовой, блок Б - разгонный, блок В - тормозной.

Фиг.3 - оборудование трамплина катапультой.

Фиг.4 - механизм регулирования открытия центрального отверстия или купола парашюта.

Фиг.5 - оборудование корабля двумя раздельными парашютами.

Фиг.6 - кинематическая схема палубного приемного устройства.

Фиг.7 - способ работы ВПК на неподвижном корабле.

Цифрами на чертежах обозначено:

1 - трамплинная палуба; 2 - трек для крюка челнока на прямой и трамплинной палубах; 3 - прямая палуба; 4, 5, 6, 7 - приемные тросы аэрофинишера; 8 - кран-балка для эвакуации парашюта; 9 - слип для эвакуации парашюта; 10 - винты пропульсивной установки; 11 - силовой трос парашюта; 12 - стропы парашюта; 13 - купол парашюта; 14 - центральное отверстие купола парашюта; 15 - направляющий шкив глубинного силового троса парашюта; 16 - силовой трос глубинного парашюта; 17 - купол глубинного парашюта; 18 - шина крепления тормозных суппортов и привода сцепления; 19 - тормоза барабана; 20 - силовой вал; 21 - муфта сцепления барабана; 22 - силовой барабан; 23 - мотор-генератор; 24 - гидромотор; 25 - дроссель; 26 - гидробак; 27 - коробка передач; 28 - отверстие купола парашюта; 29 - «торпеда» регулирования открытия купола или центрального отверстия купола парашюта; 30 - челнок с крюком; 31 - разгонный трос прямой палубы; 32 - натяжные шкивы разгонных тросов; 33 - разгонные тросы трамплинной палубы; 34 - вертолетный посадочный трос; 35 - приемный трос для полистпастного крюка; 36 - штанга крюка ЛА; 37 - ролик крюка ЛА; 38 - ролик крепления приемного троса; 39 -; 40 - тормозные тросы; 41, 42 - тормозные барабаны аэрофинишера; 43 - вертолетный посадочный барабан; 44 - разгонные барабаны трамплинной палубы с муфтой сцепления; 45 - разгонный барабан прямой палубы с муфтой сцепления; 46 - главный вал; 47 - шина крепления тормозных суппортов и привода сцепления; 48 - ролики разгонных тросов трамплинной палубы; 49 - стол челнока; 50 - кольца стяжных фалов; 52 - скобы стяжных фалов; 51, 53 - стяжные фалы; 54 - натяжной барабан «торпеды»; 55 - тормозной парашют; 56 - тормозной силовой трос; 57 - крюк лебедки; 58 - трос лебедки; 59 - лебедка; 60, 61 - винто-рулевые колонки.

Состав и назначение устройств и механизмов ВПК.

Подводно-парашютный взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля содержит в полной мере или частично следующие узлы:

- по крайней мере, один (единый) подводный парашют 13 (фиг.1, 2), установленный за кормовой частью корабля, оборудованный стропами 12, «торпедой» 29 с механизмом регулирования открытия центрального отверстия 14 или купола парашюта 28;

- систему шкивов и блоков;

- по крайней мере, один силовой 11 и/или тормозной трос 56 (фиг.6);

- блок управления;

- барабанно-распределительный механизм (БРМ) ВПК (фиг.2) в оптимальной комплектации содержит: коробку передач 27, мотор-генератор 23, силовой вал 20 с силовым барабаном 22 и муфтой сцепления 21, главный вал 46, на котором установлены разгонные барабаны 44 и 45 с муфтами сцепления, разгонные тросы 31 и 33, челноки с крюками 30, натяжные шкивы 32, тормозные барабаны 41 и 42 с муфтами сцепления, тормозные тросы 35, 40, приемный трос 39, вертолетный посадочный барабан 43 с приемным вертолетным тросом 34, а также блоки, датчики натяжения тросов, систему шкивов. Комплектация БРМ может меняться в зависимости от необходимости в тех или иных механизмах или устройствах.

Тормозное устройство для силовой системы выполнено в виде либо эластичного демпфера, установленного на силовом барабане в виде эластичного троса, либо в виде демпфера крутильных колебаний, либо в комбинации видов.

Коробка передач 27 позволяет увеличить скорость вращения, например, разгонных барабанов 44, 45, относительно скорости вращения силового барабана 22, и тем самым увеличить скорость движения челнока 30 катапульты с установленном на нем ЛА, при этом уменьшается длина рабочего хода подводного парашюта 13, но увеличивается длина хода разгонного троса 31, 33. При этом коробка передач 27 и/или мотор-генератор 23 должны обеспечить перемещение любого разгонного троса в направлении вперед или назад. Для тормозных тросов 35, 40 передачу вращения можно не редуцировать. В случае применения двух парашютов 13, 55 (фиг.5), отдельно для взлетной и посадочной систем ВПК, парашюты в этом случае могут иметь разную тормозную площадь купола, причем, применение барабанно-распределительного механизма для авиафинишера можно избежать. В этом случае силовой трос заменяется тормозным 56. Преимущественно все барабаны оборудованы электро- и/или гидроуправляемыми ручными и/или автоматическими муфтами сцепления 21 с силовым 20 и/или главным 46 валом.

Мотор-генератор 23 предназначен для подтягивания подводного парашюта 13, натяжения разгонных и тормозных тросов, возврат челноков и установку барабанов в исходное положение, позволяет использовать энергию торможения для рекуперации энергии на различные цели.

Тросовая система авиафинишера может быть оборудована двумя способами - первый способ традиционный - приемный трос 39 и тормозные тросы 40, наматывающиеся на барабан 41, второй способ с одним тормозным тросом 35, конец которого запассован в ролике 38. В этом случае крюк ЛА снабжается роликом 37, и при натяжении троса 35 ролик работает как полиспаст.

Подводно-парашютный взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля обеспечивает работу парашютной катапульты, парашютного авиафинишера, а его действие основано на силе тяги подводного парашюта 13 или 17. ВПК может работать, преимущественно, при работе винтов 10 пропульсивной установки корабля, т.е. при движении, т.к. в этом случае на парашют 13 действует мощная струя воды от винтов 10 и встречный набегающий поток, позволяющие создавать значительные усилия на силовом тросе 11, которым соединен парашют 13 с механизмами ВПК. Кроме этого, движение корабля против ветра создает на крыльях взлетающего ЛА дополнительную подъемную силу, что позволит взлетать при меньшей скорости разгона, а при посадке снижает скорость встречи ЛА с посадочной палубой корабля, следовательно, при высокой скорости корабля уменьшается нагрузка на пилота и ЛА. Но также ВПК может работать на неподвижном корабле, т.е. позволяет осуществлять взлет ЛА с трамплина и/или с помощью бустерных двигателей - одноразовых пороховых ускорителей, а тормозное действие может быть осуществлено от глубинного подводного парашюта 17, т.е. подводный парашют 17 под собственным весом опускается на достаточную глубину и во время посадки ЛА силовое устройство посредством наматывания силового троса 16, перекинутого через шкив 15, вытягивает парашют 17 из глубины по стрелке «Д», который оказывает достаточное сопротивление и останавливает ЛА.

Возможна также работа парашютного привода катапульты на неподвижном корабле, оборудованном винто-рулевыми колонками (ВРК) (фиг.7), например, кормовыми 61 и носовыми 60, таким образом: одна пара кормовых винто-рулевых колонок 61 работает на привод парашюта 13 - по стрелке «Г», вторая 60 - носовая - разворачиваются таким образом, чтобы направить струю в вперед - по стрелке «Е» и компенсировать тягу кормовых ВРК 61, при этом парашют 13 устанавливаются горизонтально так, чтобы на него действовали струи кормовых винто-рулевых колонок 61 и отталкивали бы его от корабля - по стрелке «В». Струи от винтов будут воздействовать на парашют 13 и он, удаляясь от борта, приведет в действие механизм катапульты.

Для различных условий эксплуатации парашют 13 может быть оборудован устройством стабилизации, например, для использования в горизонтальной плоскости - верхний край купола оборудуется обтекаемой плавающей (воздушной) полостью, а нижний край тонущей, а в качестве глубинного - обе полости тонущие.

Для оцифровки рабочих процессов силовой трос 11 через определенные расстояния оборудуется магнитными метками и/или тензометрическими датчиками, а перед силовым барабаном 22 установлены магнитные датчики. Это позволит вести контроль скорости движения парашюта 13 и влиять на его передвижение: а) изменением раскрытия центрального отверстия 14, изменением передаточного отношения в коробке передач 27, б) торможением или ускорением движения силового троса мотор-генератором 23 путем включения его в режим мотора или генератора, в) созданием торможения при перекачке жидкости гидромотором 24 через управляемый дроссель 24 из бака 26 в этот же бак 26. Можно закачивать жидкость из гидробака 26 в гидроаккумулятор (не показан) для дальнейшего использования этого давления, например, для разгона ЛА при взлете.

Принцип работы аэрофинишера при оборудовании ВПК единым подводным парашютом (фиг.2).

Перед посадкой ЛА на аэрофинишер коробка передач 27 переключается в положение для работы в качестве аэрофинишера - т.е. включается либо прямая передача между силовым 20 и главным 46 валами, либо с передаточным отношением в соответствии с массой принимаемого ЛА, подводный парашют 13 посредством разблокирования муфты 21 сцепления силового барабана 22 удаляется от корабля под действием струй винтов 10 корабля на всю длину силового троса 11, после чего муфты сцепления 21 силового 22 и всех тормозных 41,42 барабанов соединяют их с валами 20, 46, на которых они расположены. (Разгонные барабаны 44, 45 и вертолетный барабан 43 - разъединены с валом 47 и заторможены тормозными устройствами). После зацепа ЛА, например, за приемный трос 39, посредством датчиков натяжения троса, расположенных на этом приемном тросе, происходит быстрая разблокировка сцепления тормозного барабана 42, не задействованного в процессе торможения, он тормозится и не вращаются, вращается лишь барабан 41, к которому приложено усилие тяги ЛА. При этом вытяжка приемного троса 39 вызовет размотку тормозного тросов 40 с тормозного барабана 41 и тем самым вызовет его вращение и вращение силового вала 20 с силовым барабаном 22, который начнет наматывать силовой трос 11 на силовой барабан 22 и подтягивать подводный парашют 13 к корме корабля, преодолевая воздействие на купол парашюта 13 струй воды от винтов 10 корабля, при этом чем ближе к корме корабля, тем сильнее будет останавливающее воздействие на ЛА. Тормозное усилие в процессе остановки ЛА (также как и для работы катапульты при разгоне ЛА) можно регулировать посредством изменения парусности купола 13, которое осуществляется изменением площади центрального 14 или входного 28 отверстий купола 13. Чтобы быстрее стягивать или раскрывать отверстие 14 целесообразно оборудовать это отверстие несколькими стяжными фалами, например, двумя 51, 53 (фиг.4), концы которых проходя через кольца 50 и скобы 52, и заведены на барабан 54, вращаемый электрическим мотором, и установленный в «торпеде» 29, на который наматываются, концы фалов 51, 53, тем самым, наматывая (по стрелке «Б») или сматывая (по стрелке «А») концы этих фалов с барабана 54, и уменьшается или, соответственно, увеличивается центральное отверстие 14, что вызывает изменение тормозного усилия на тормозном тросе 11. Возможна корректировка тормозного усилия посредством включения мотор-генератора 23 в режим мотора или генератора.

Возможна и другая схема работы, когда барабаны в начале торможения не соединены с главным валом, а соединяются при натяжении тормозных тросов. При зацепе штангой 36 крюка ЛА, оборудованного роликом 37, например, за приемный троса 35, происходит его вытяжка и посредством датчиков дается сигнал на автоматическое включение муфты сцепления тормозного барабана 42, и далее происходит раскрутка этого тормозного барабана 42 и вытяжка с него тормозного троса 35, а вместе с ним раскручивается силовой барабан 22 и тем самым наматывает на себя силовой трос 11 подводного парашюта 13, и тянет подводный парашют 13 к корме корабля к зоне максимального воздействия винтов 10, что затормаживает движение ЛА и останавливает его.

Демпферы предназначены для смягчения рывка от тяги ЛА при зацепе за приемный трос и представляют из себя либо эластичные вставки на тормозных тросах, либо демпферы крутильных колебаний на тормозных барабанах, либо выполнены в комбинации видов.

При оборудовании ВПК раздельными парашютами, аэрофинишер (фиг.6) содержит: подводный парашют 55, поперечно расположенные приемные тросы на посадочной палубе 4, 5, 6, 7, тормозные тросы 31, подсоединенные напрямую к парашюту 55, датчики натяжения тормозных тросов 25, тормозной трос 56; лебедку 59, трос лебедки 58, крюк лебедки 57, палубные тросоподъемники, демпферы.

В этом случае аэрофинишер можно не оборудовать барабанно-распределительным механизмом, т.к. парашют 55 (фиг.6) тормозными тросами 31 можно напрямую соединить с приемными тросами 4, 5, 6, 7, установленными на палубе 3. При зацепе крюком ЛА, например, приемного троса 4 происходит его натяжка при этом приемный трос 4 подсоединен к тормозным тросам 31 с двух сторон, которые через систему шкивов 30 тянут подводный парашют 55 к корме корабля к зоне максимального воздействия винтов 10, что затормаживает движение ЛА и останавливает его.

В транспортное положение подводный парашют 13 укладывается следующим образом. Сначала отключаются все барабаны от главного 47 вала посредством муфт сцепления, затем мотор-генератором 23 наматывается силовой трос 11 на силовой барабан 22 и тем самым подтягивается парашют 13 (в котором максимально открыто центральное отверстие 14) к корме корабля, где он зацепляется за крюк либо кран-балки 8 и поднимается из воды, а затем укладывается в отсек для его хранения и обслуживания, либо подтягивается в этот отсек по слипу 9. Если установлен отдельный парашют 55 аэрофинишера, то крюком 57 отдельной лебедки 59, установленной в конце посадочной палубы, зацепляется за любой один (или за все сразу, если имеется на тросе 58 несколько таких крюков) поперечно установленный на палубе приемный трос, и лебедка 59 тянет его в конец палубы, а тормозной трос подтягивает парашют 55 к корме.

При необходимости запустить в работу ВПК, парашют 13 из помещения для хранения выталкивается в воду и струи воды от винтов 10 корабля тут же его расправляют, и в зависимости от задачи, подводный парашют 13 либо остается у кормы (для работы в качестве катапульты), либо отпускается на длину силового троса 11 (для работы в качестве аэрофинишера), и ВПК готов к работе.

При работе силового устройства в качестве катапульты коробка передач 27 работает как повышающий редуктор и позволяет увеличить скорость движения челнока 30 относительно перемещения подводного парашюта 13. Разгонные тросы 31, 33, установлены в подпалубной части корабля.

Спусковое устройство катапульты содержит электро- и/или гидроуправляемый фиксатор челнока 30.

Регулировка парусности парашюта 13 осуществляется также, как и при работе аэрофинишера.

Сужение центрального отверстия и/или поперечного сечения купола также можно проводить посредством механического передвижения застежек типа «молния», оборудованных на куполе.

Силовой трос 11 от подводного парашюта 13 намотан на силовой барабан 22, установленный на силовом вале 20, и через коробку передач 27 усилие передается, по крайней мере, на один разгонный барабан 44 или 45 с намотанным в несколько витков и замкнутым разгонным тросом 31, 33, который проходит через систему шкивов 48 под взлетной палубой и соединен с челноком 30, установленным в позиции старта. Под челноком 30 в стартовой позиции находится опорный стол 49 для того, чтобы челнок 30 не проваливался при установке на него ЛА. Челнок 30 может быть не оборудован колесами для движения по направляющим, а только прикреплен к разгонному тросу, т.к. он не может перевернуться из-за того, что крюк челнока 30 скользит по треку (щели) 2 во взлетной палубе, а «провалится» во время движения ему не позволяет зацепленный ЛА и натяжение разгонного троса. Но также челнок 30 может быть оборудован роликами для движения по направляющим.

Катапульта работает следующим образом.

Перед стартом ЛА в коробке передач 27 выставляется передача с необходимьм передаточным отношением, подводный парашют 13 с открытым центральным отверстием 14 подтягивается к корме посредством мотор-генератора 23, установленного на коробке передач 27 и стопорится, при этом челнок 30 перемещается в положение старта, разгонный трос 31 или 33, который предполагается для разгона ЛА, на своем барабане 45 или 44 натягивается, силовой 22 и разгонный 44 или 45 барабаны посредством муфт сцепления 21 соединены с силовым 20 и главным 47 валами, остальные барабаны - аэрофинишера - расцеплены с главным валом 47. ЛА закрепляется на крюке челнока 30. После получения команды на старт, мотор в «торпеде» 29 наматывает фалы 54,53 на барабан 54, стягивая центральное отверстие 14 подводного парашюта 13 (и/или расширяет купол 28), купол 13 наполняется водой, отбрасываемой винтовым движителем корабля 10. После расфиксирования спускового устройства парашют 13 резко уходит назад и вытягивает силовой трос 11, раскручивая силовой барабан 22, который в свою очередь раскручивает разгонный барабан 44 или 45 и тем самым перемещает челнок 30 с закрепленным на нем ЛА в сторону носа с нарастающей скоростью, при этом устройство регулирования («торпеда» 29) центрального отверстия 14 подводного парашюта 13, а также мотор-генератор 23, регулируют сопротивление раскрутки силового троса 11 с барабана 22. Такое техническое решение позволяет использовать всю длину взлетной палубы для взлета ЛА.

После завершения разгона центральное отверстие 14 раскрывается и снижается нагрузка на силовой трос 11, который к этому моменту весь сматывается с барабана 22, но барабан 22, обладая инерцией, продолжает вращаться в первоначальном направлении и тем самым начинает наматывать силовой трос 11 на барабан 22 в другом направлении, и тем самым без особого усилия подтягивает за счет инерции вращения купол парашюта 13 с открытым центральным отверстием 14 и возвращает челнок 30 в стартовое положение. Мотор-генератор 23 включается в работу в режиме мотора и доматывает силовой трос 11 на барабан 22, после чего барабан 22 стопорится. Катапульта снова готова к старту.

На начальном участке хода взлетного парашюта 13 давление на купол струи воды от винтов 10 корабля достаточно большое, поэтому может быть достигнуто высокое усилие тяги челнока 30.

Предлагаемое техническое решение позволяет оборудовать катапультой трамплин, а это, в свою очередь, позволяет осуществлять взлет с более благоприятными параметрами для пилота и летательного аппарата, а также иметь на взлетной палубе авианосца раздельные трамплин и катапульту, уменьшить стоимость работ по оборудованию любого корабля в авианосец.

Принудительная посадка вертолета на палубу происходит таким образом. Парашют 13 максимально подтягивается к корме корабля, затем вертолет зависает над палубой и опускает трос, который член посадочной команды ловит и прицепляет к тросу 34, который соединен с отдельным посадочным вертолетным барабаном 43, установленным на главном валу 47. Далее постепенно сужают центральное отверстие 14 парашюта 13 и он, отдаляясь от кормы, тянет силовой трос 11 и тем самым вращает посадочный вертолетный барабан 43 и наматывает трос 34, соединенный со спущенным с вертолета тросом, на этот барабан, тем самым принудительно притягивает вертолет к палубе.

Изобретение позволит:

- решить проблему асимметричного ответа на наращивание авианосных сил вероятного противника;

- создать «москитный» авианосный флот, т.е. большое количество дешевых малых авианосцев, которые по эффективности не будут уступать средним авианосцам;

- разработать новую тактику действий такого флота, позволяющей осуществить повсеместное присутствие авиации и быстрое реагирование на угрозы;

- дислоцировать по малым авианосцам разные по назначению силы с разной специализацией и создавать целевые или многоцелевые группы из разных по назначению малых авианосцев;

- кардинально увеличить живучесть авианосного соединения путем распределения сил и средств на большом количестве авианосцев;

- быстро маневрировать силами и средствами в зависимости от оперативной обстановки;

- запускать с авианосцев любые летательные аппараты с любой тяговооруженностью, т.к. конструкция силового устройства позволяет использовать катапульту на трамплине;

- использовать дислоцирующиеся в разных районах авианосцы во исполнение одной задачи;

- увеличить радиус боевого применения авиации путем взлета с одного авианосца, а посадки на другой авианосец, дислоцирующийся в другом районе;

- увеличить радиус боевого применения авиации путем увеличения количества топлива за счет отказа от шасси на ЛА;

- увеличить на вес боевого снаряжения или полезной нагрузки ЛА за счет отказа от шасси на ЛА;

- использовать авианосцы как площадки подскока;

- использовать авианосцы как площадки дозаправки топливом и боеприпасами;

- дислоцировать авианосцы на крупных водоемах континентальной части - реках, озерах, заливах;

- лучше маскировать авианосцы под гражданские суда типа лихтеров или танкеров;

- рассредоточить ударные средства противника по множеству целей и снизить эффективность огневого воздействия или противодействия;

- использовать любые имеющиеся судостроительные мощности для постройки авианосцев;

- быстро создавать малые «бюджетные» авианосцы путем переоборудования, например, танкеров, лихтеров, барж или других подходящих по размерам гражданских судов в авианосцы;

- выполнять задачи по прикрытию районов рассредоточенными силами на больших участках, а в случае необходимости быстро сосредоточить силы и средства на главном направлении;

- обеспечивать десантные операции на больших участках и тем самым заставить противника рассредоточивать силы;

- обеспечить зональное военно-морское господство;

- обеспечить присутствие авианосных сил в районах с большой протяженностью коммуникаций или с малым оперативным простором, например, в Арктике;

- демонстрировать флаг в большем количестве районов;

- увеличить живучесть наземных аэродромов путем укомплектования их мобильным ВПК.

Предлагаемое Универсальное подводно-парашютное силовое устройство взлетно-посадочного комплекса авианесущего корабля позволит:

- увеличивать длину разгонной системы на палубе авианосца;

- упростить обслуживание ВПК,

- уменьшить требования по точности установки оборудования;

- рекуперировать энергию;

- быстро приводить в готовность механизмы для начала полетов.

- иметь две взлетные системы на авианесущем корабле;

- быстро свертывать и развертывать ВПК;

- не тратить энергоресурсы корабля на посадку и взлет;

- кардинально снизить стоимость взлетно-посадочного оборудования;

- кардинально снизить количество обслуживающего персонала:

- кардинально снизить объем помещений под взлетно-посадочное оборудование;

- обеспечить быстрый ремонт или замену оборудования.

Изложенная выше конструкция Универсального подводно-парашютного силового устройства взлетно-посадочного комплекса авианесущего корабля не исчерпывает всех вариантов, а является лишь его иллюстрацией. На практике могут быть использованы и другие варианты без нарушения основной идеи технического решения.

1. Взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля, включающий катапульту и/или авиафинишер, отличающийся тем, что работа его катапульты и/или аэрофинишера основана на усилии, по крайней мере, одного подводного парашюта, а распределение усилия парашютов по потребителям обеспечивается либо не обеспечивается барабанно-распределительным механизмом.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что барабанно-распределительный механизм, содержит коробку передач, мотор-генератор, систему датчиков натяжения троса, силовой и главный валы, на которых установлены барабаны: силовой, по крайней мере, один разгонный, по крайней мере, один тормозной, при этом все барабаны оборудованы электро- и/или гидроуправляемыми ручными и/или автоматическими муфтами сцепления со своим валом.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что аэрофинишер содержит, по крайней мере, один приемный трос, демпферы, систему шкивов, датчики натяжения троса, механизм эвакуации, свертывания и развертывания парашюта, устройства управления, барабанно-распределительный механизм или не содержит его.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что подводный парашют содержит регулируемое по площади центральное отверстие и/или поперечное сечение купола и оборудован механизмом регулирования этих площадей, расположенным в «торпеде».

5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что подводный парашют оборудован системой стабилизации в виде плавающих и/или тонущих элементов.

6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна стропа и силовой или тормозной трос парашюта оборудованы управляющим кабелем для привода механизмов «торпеды».

7. Комплекс по п.4, отличающийся тем, что сужение центрального отверстия и/или поперечного сечения купола происходит механическим способом посредством застежек типа «молния».

8. Комплекс по п.4, отличающийся тем, что сужение центрального отверстия и/или поперечного сечения купола происходит посредством, по крайней мере, одного закольцованного по периметру отверстия и/или купола стяжного фала, наматываемого на барабан, вращаемый электромотором «торпеды».

9. Комплекс по п.3, отличающийся тем, что демпфер любого троса выполнен, по крайней мере, в виде эластичного троса и/или демпфера крутильных колебаний, установленного на барабане.

10. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что катапульта содержит коробку передач, разгонный трос, челнок, систему шкивов, спусковое устройство, барабаны силовой и, по крайней мере, один разгонный, муфты сцепления.

11. Комплекс по п.10, отличающийся тем, что спусковое устройство содержит, по крайней мере, один упор, удерживаемый управляемым гидравлическим и/или электрическим фиксатором.

12. Комплекс по п.10, отличающийся тем, что челнок прикреплен только к разгонному тросу и не оборудован роликами для движения по направляющим.

13. Комплекс по п.10, отличающийся тем, что челнок оборудован роликами и направляющими.

14. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что при установке двух и более подводных парашютов парашюты имеют одинаковую или разную тормозную площадь куполов.

15. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что катапульта установлена на взлетном трамплине.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катапультным системам пуска летательных аппаратов. Способ холодного пуска включает использование газожидкостной совмещенной камеры, взаимодействующей с газовым баллоном и регулировочным клапаном в качестве пускового комплекса, обеспечение входа газа из газового баллона в газоприемный узел газожидкостной совмещенной камеры посредством регулировочного клапана, одновременный толчок всех рядов поршней в жидкостном приемном узле указанной газожидкостной совмещенной камеры и пуск груза при постоянной мощности.

Изобретение относится к способу изготовления фюзеляжа воздушного судна и к монтажной площадке для реализации этого способа. .

Изобретение относится к беспилотному летательному аппарату (БПЛА), устанавливаемому на его борту блоку видеоаппаратуры и катапультам для запуска БПЛА. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к катапультам для взлета преимущественно малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу взлета летательных аппаратов и катапульте для их взлета. .

Изобретение относится к самолетному оборудованию на аэродромах. .

Изобретение относится к области морской авиации, в частности к способам подготовки самолета к взлету со стартовой позиции авианесущего корабля. .

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания механизма катапультирования для авианосцев. .

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для осуществления безаэродромных посадок и взлетов летательных аппаратов (ЛА). .
Изобретение относится к оборудованию на аэродромах и подвижных носителях летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу посадки беспилотного самолета на аэрофинишер. .

Изобретение относится к авиации, а именно к наземным средствам торможения, и может быть использовано для посадки летательных аппаратов на посадочные полосы с ограниченными размерами, а также при запоздалом касании шасси посадочной полосы.

Изобретение относится к авиации, в частности к устройствам, обеспечивающим взлет и посадку самолетов на укороченных взлетно-посадочных полосах, а также в аварийных ситуациях.

Изобретение относится к аэродромным тормозным посадочным устройствам. .

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА) с безаэродромной посадкой. .

Изобретение относится к авиации и может быть использовано для улавливания и плавного опускания на землю неисправных самолетов. .

Изобретение относится к аэродромному оборудованию. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к электромагнитному аэрофинишеру. .

Изобретение относится к авиационной технике и касается устройств и механизмов для обеспечения взлета и посадки летательных аппаратов, может быть использовано для оборудования укороченных взлетных и посадочных полос авианосцев. Взлетно-посадочный комплекс авианесущего корабля содержит катапульту иили авиафинишер, работа которых основана на усилии, по крайней мере, одного подводного парашюта. Распределение усилия парашютов по потребителям обеспечивается либо не обеспечивается барабанно-распределительным механизмом. Обеспечивается возможность использования силового устройства для аэрофинишера и катапульты, улучшаются условия их эксплуатации. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх