Salt cu schiul (aviație) - Ski-jump (aviation)

Un Royal Navy Sea Harrier care a decolat de pe saltul de schi de pe puntea HMS  Invincible în mai 1990.

În aviație, un salt de schi este o rampă curbată în sus, care permite aeronavelor să decoleze de pe o pistă care este mai scurtă decât rola de decolare necesară a aeronavei . Forțând aeronava în sus, decolarea poate fi realizată la o viteză mai mică decât cea necesară pentru zborul susținut, permițând în același timp aeronavei să accelereze la o astfel de viteză în aer, mai degrabă decât pe pistă. Salturile cu schiurile sunt utilizate în mod obișnuit pentru a lansa avioane de la portavioane care nu au catapultă .

Se crede că prima utilizare a săritului cu schiurile a avut loc în timpul celui de- al doilea război mondial , unde o rampă temporară a fost adăugată la HMS  Furious pentru a ajuta la decolarea Fairey Barracudas încărcate puternic care desfășura o misiune de grevă împotriva cuirasatului german Tirpitz . În timpul Războiului Rece , conceptul a fost studiat ca un mijloc de a reduce lungimea punților de zbor necesare viitoarelor portavioane, precum și de a facilita avioanele din ce în ce mai grele pe mare. Marina Regală a avut un interes deosebit în schi-salt în timpul anilor 1970, efectuarea unei serii de teste , în colaborare cu nou dezvoltat Hawker Siddeley Harrier VSTOL luptător, înainte de a alege să se integreze caracteristica în următoarea lor generație de portavion, The Invincible clasa .

După ce și-a dovedit valoarea operațională, numeroase servicii navale au adoptat saltul cu schiurile pentru propriile portavioane și platformele de asalt amfibii, în timp ce utilizările terestre au fost examinate, de asemenea. Saltul cu schiurile poate fi folosit în două abordări diferite, acestea fiind decolarea scurtă, dar recuperarea arestată ( STOBAR ) și decolarea scurtă, avionul de aterizare verticală ( STOVL ); acestea se referă la funcționarea aeronavelor convenționale și respectiv a VSTOL. Portavioanele echipate cu catapultă au devenit o minoritate în secolul al XXI-lea, în parte datorită costului scăzut și complexității operațiunilor de sărituri cu schiurile.

Principiu

Micul transportator thailandez construit spaniol HTMS Chakri Naruebet cu punte de sărituri cu schiurile în Marea Chinei de Sud în aprilie 2001.

O aeronavă cu aripi fixe trebuie să mărească viteza de deplasare înainte în timpul unei reprize lungi de decolare . Pe măsură ce viteza de avans crește, aripile produc cantități mai mari de ridicare . La o viteză suficient de mare, forța de ridicare va depăși greutatea aeronavei, iar avionul va deveni capabil de zbor susținut. Deoarece aeronava trebuie să atingă viteza de zbor folosind doar propriile motoare pentru putere, este necesară o pistă lungă, astfel încât aeronava să poată crește viteza. Pe un portavion , puntea de zbor este atât de scurtă încât majoritatea aeronavelor nu pot atinge viteza de zbor înainte de a ajunge la capătul punții. Deoarece ridicarea este mai mică decât gravitația, aeronava va pierde altitudine după ce roțile părăsesc puntea de zbor și, eventual, vor cădea în mare.

O rampă de sărit cu schiurile la capătul punții de zbor redirecționează aeronava către un ușor unghi ascendent, transformând o parte din mișcarea înainte a aeronavei într-o rată de urcare pozitivă . Deoarece aeronava călătorește încă cu o viteză inadecvată pentru a genera suficientă ridicare, rata de urcare va începe să scadă de îndată ce va părăsi puntea de zbor. Cu toate acestea, lansarea cu săriturile cu schiurile a oferit aeronavei timp suplimentar pentru a continua accelerarea. Până când viteza sa ascendentă a scăzut la zero, aeronava va merge suficient de repede pentru ca aripile sale să producă suficientă ridicare. În acest moment, aeronava va fi în zbor stabil, după ce a lansat de la transportator, fără să se scufunde vreodată sub înălțimea punții de zbor.

Multe portavioane moderne nu au catapultă, așa că avioanele grele trebuie să decoleze folosind propriile lor motoare. Salturile de schi fac posibilă decolarea aeronavelor mai grele decât o permite o punte orizontală. Cu toate acestea, lansările de sărituri cu schiurile nu se pot potrivi cu sarcinile utile făcute posibile de lansările de catapultă de mare viteză. În timp ce aeronavele precum F / A 18 care sunt lansate în mod normal cu catapultă pot folosi o rampă de schi, aceasta costă în mod obișnuit o capacitate redusă fie pentru combustibil, fie pentru muniții, având astfel un impact negativ asupra scopului misiunii.

Istorie

Un Fairey Barracuda decolează din saltul temporar de schi de pe HMS  Furious în 1944. Structura de susținere din lemn a saltului de schi este clar vizibilă.

Portavionii timpurii ar putea lansa aeronave pur și simplu transformându-se în vânt și adăugând propria viteză a navei la viteza experimentată de aeronavă. În timpul celui de-al doilea război mondial, avioanele de transport au devenit atât de grele încât decolarea asistată a devenit de dorit. Catapultele de punte au fost folosite pentru a accelera avioanele până la viteza de decolare, mai ales atunci când lansau avioane grele sau când era incomod să schimbi cursul. O utilizare timpurie a săriturilor cu schiurile a avut loc în 1944, când portavionul britanic HMS  Furious a lansat o grevă împotriva cuirasatului german Tirpitz . O rampă relativ brută de sărituri cu schiurile a fost instalată temporar la capătul punții de zbor, ceea ce a ajutat la decolare Fairey Barracudas puternic încărcat de bombe .

În anii care au urmat celui de-al doilea război mondial, tendința predominantă a avioanelor de transport din ce în ce mai grele a continuat rapid, ducând la temeri că, în cele din urmă, astfel de creșteri ar depăși capacitățile viabile de încărcare utilă ale oricărui sistem de catapultă. În consecință, au fost efectuate cercetări privind metodele alternative de asistare la decolare. Un studiu NACA finalizat în 1952 a propus utilizarea unui salt de schi după catapulta avionului pentru a oferi asistență suplimentară aeronavelor care plecau.

În M.Phil din 1973 . teză, Lt. Cdr. DR Taylor din Marea Britanie Regală a propus utilizarea unui salt de schi pentru a ajuta Harrier Jump Jet să decoleze. Designul său de sărituri cu schiurile, care avea o curbă, a fost întâmpinat inițial cu scepticism, dar alți oficiali au aprobat încercările propunerii. Astfel, testarea inițială utilizând diferite unghiuri de rampă a fost efectuată la RAE Bedford ; aeronava folosită a fost demonstratorul Harrier cu două locuri G-VTOL . Rezultatele au fost verificate în continuare prin tehnici de modelare computerizată și simulări. Aceste teste au demonstrat că performanța a crescut odată cu unghiul de sărituri cu schiurile, dar planificatorii au ales să selecteze unghiul minim, se presupune că rațiunea din spatele acestei alegeri a fost de a evita punerea stresului excesiv pe trenul de rulare al aeronavei.

În anii 1970, Marina Regală se gândea la construirea unui crucișător pe punte sau a unui portavion ușor și a decis să integreze saltul de schi în proiect. În consecință, portavioanele de clasă Invincible au fost construite cu sărituri de schi, scurtând foarte mult distanța necesară pentru decolarea Harriers chiar și atunci când sunt încărcate cu o sarcină utilă utilă. Saltul cu schiurile s-a dovedit a fi o adăugare relativ ieftină și simplă la purtători, cuprinzând o construcție din oțel fără piese mobile. S-a adăugat un salt de schi la primul purtător de acest tip, HMS  Invincible , în timp ce se amenaja în Barrow; a fost stabilit la un unghi conservator de 7º. La 30 octombrie 1980, pilotul de testare Lt Cdr David Poole a efectuat prima decolare Harrier asistată cu saltul de schi pe mare. HMS  Illustrious a fost, de asemenea, echipat inițial cu o rampă de 7º; cu toate acestea, HMS  Ark Royal , a fost construit cu o rampă de 12 ° de la început, care a fost stabilit ca fiind unghiul optim. Cele două nave anterioare au fost ulterior adaptate cu rampe de 12 ° pentru a îmbunătăți performanțele aeronavelor.

Un Lockheed Martin F-35B Lightning II care decola de pe portavionul HMS  Queen Elizabeth

După succesul lui Harrier, saltul cu schiurile a devenit o metodă dovedită pentru lansarea avioanelor de pe nave fără complexitatea și cheltuielile unei catapulte. Mai mult, modelele ulterioare de ski-jump prezintă îmbunătățiri față de designul original; s-a stabilit că chiar și jgheaburile sau imperfecțiunile relativ minore pe o suprafață altfel absolut netedă erau suficiente pentru a precipita fisuri în trenul de aterizare al unei aeronave. Din acest motiv, Royal Navy a implementat toleranțe de proiectare mai stricte în specificațiile de rampă ale portavioanelor din clasa Queen Elizabeth . Este posibil ca un salt de schi modern să fie construit ca o singură structură detașabilă plasată pe puntea de zbor înainte, mai degrabă decât să fie complet integrată în prova navei.

Salturile de schi au fost adăugate nu numai portavioanelor, ci și numeroaselor nave de asalt amfibii și debarcării docurilor de elicoptere pentru a facilita mai bine funcționarea aeronavelor STOVL. Dockurile de elicopter de aterizare (LHD) din clasa Juan Carlos din Australia și Spania au fost, de asemenea, echipate cu salturi de schi pentru a facilita operațiunile potențiale STOVL. Oarecum neobișnuit, Marina Statelor Unite nu a folosit niciodată rampe de schi la bordul navelor sale de asalt amfibii, în ciuda faptului că acestea sunt puternic utilizate de avioanele VSTOL, cum ar fi mai multe modele de jet de salt Harrier și Lockheed Martin F-35B Lightning II ; S-a declarat că acest lucru se datorează operațiunilor lor care implică utilizarea combinată a elicopterelor și ambarcațiunilor.

Până la începutul secolului al XXI-lea, marina britanică, chineză, indiană, italiană, rusă, spaniolă și thailandeză avea toate portavioane echipate cu rampe de schi. După retragerea portavionului brazilian São Paulo în cursul anului 2017, Statele Unite și Franța au fost singurele două țări care încă operau portavioane cu catapultă.

Operațiuni de purtător de aeronave

STOBAR

Un Sukhoi Su-33 lansat de la portavionul rus  Amiral Kuznetsov

Pe portavioanele cu decolare scurtă dar recuperare arestată ( STOBAR ), aeronavele convenționale sunt lansate folosind un salt cu schiurile. Pilotul mărește tracțiunea aeronavei prin pornirea post-arzătorului, în timp ce ține avionul prin frânare. Două panouri sunt ridicate de pe puntea portavionului în fața trenului principal de aterizare al avionului, asigurându-se că avionul rămâne nemișcat. La comandă, pilotul eliberează frâna; panourile de pe punte cad înapoi în sloturile lor; iar aeronava se deplasează rapid în fața taxiurilor maxime. Rularea peste rampa de schi lansează avionul atât în ​​sus, cât și înainte.

O lansare MiG-29 peste rampa de sărituri cu schiurile de pe un portavion din clasa Kuznetsov poate decola cu o viteză de aproximativ 70 de noduri (130 km / h; 81 mph), în loc de 140 de noduri obișnuite (260 km / h; 160 mph) (în funcție de mulți factori, cum ar fi greutatea brută).

Cu excepția Statelor Unite și a Franței, fiecare marină din lume care operează în prezent avioane navale cu aripi fixe de la transportatori folosește rampe de sărituri cu schiurile.

STOVL

Un Sea Harrier lansează de la portavionul Indian Navy INS  Viraat

Avioanele de aterizare verticală cu decolare scurtă ( STOVL ) realizează o decolare de rulare convențională, cu evacuările cu jet setate pentru a oferi o tracțiune maximă înainte. Pe măsură ce avionul se apropie de rampa de sărituri cu schiurile, evacuările jetului sunt rotite pentru a asigura ridicarea și împingerea înainte. Astfel de decolări permit o greutate mai mare la decolare decât o lansare orizontală neasistată, deoarece rampa de sărituri cu schiurile oferă un impuls vertical atunci când este cel mai necesar, chiar la decolare la cea mai mică viteză de decolare.

Decolările cu rampa de sărit cu schiurile sunt considerate mai sigure decât decolările asupra unui transportator plat. Când un Harrier se lansează dintr-un asalt american de elicopter de aterizare (LHA), acesta își termină lansarea și începe zborul la 18 metri deasupra apei. S-ar putea să nu aibă o rată de urcare pozitivă , mai ales dacă nava ar fi aruncat cu nasul în jos în timpul lansării la decolare. Folosind o rampă de sărituri cu schiurile, un Harrier va lansa cu siguranță cu o rată de urcare pozitivă, iar impulsul său îl va duce la 150 până la 200 ft (46 până la 61 m) deasupra apei.

În 1988, un detașament al Corpului de Marină al SUA McDonnell Douglas AV-8B Harrier II a efectuat o serie de teste de zbor pe portavionul spaniol Príncipe de Asturias . S-a constatat că condițiile de decolare care ar folosi toți 230 ft (230 ft) din puntea de zbor a clasei Tarawa ar dura doar 300 ft (91 m) cu rampa de salt de schi de 12 ° din Asturias; această îmbunătățire dramatică pentru o navă fără catapultă a fost descrisă ca „nimic altceva decât uimitor”.

Operațiuni terestre

F-14A decolând de pe o rampă la NAS Pax River în timpul testelor de fezabilitate.

La începutul anilor 1990, Forțele Aeriene ale Statelor Unite au examinat utilizarea săriturilor de schi pe uscat pentru a permite decolări pe câmp scurt; abordarea a fost privită ca „o posibilă soluție la problema negării pistei în Europa” în timpul Războiului Rece . S-a stabilit că, atunci când se utilizează un salt de schi cu un unghi de plecare de nouă grade, distanța necesară pentru decolare a unui Hornet Douglas F / A-18 va fi redusă cu aproximativ jumătate.

Nave / cursuri cu sărituri cu schiurile

Referințe

Citații

Bibliografie

  • Brown, JD (2009). Operațiuni de transport în al doilea război mondial . Editura Seaforth. ISBN 9781848320420.
  • Bull, Stephen (2004). Enciclopedia tehnologiei și inovării militare . Westport, Connecticut: Editura Greenwood. ISBN 978-1-57356-557-8.
  • Gordon, Yefim (2006). Mikoyan MiG-29 . Hinckley, Marea Britanie: Midland Publications. ISBN 9781857802313.
  • Gordon, Yefim (2006). Sukhoi Su-27 Flanker - WarbirdTech Vol 42 . Presă de specialitate. ISBN 9781580071963.
  • Green, Michael (30 aprilie 2015). Purtătorii de aeronave ai Marinei Statelor Unite . Pen and Sword. ISBN 9781473854680.
  • Hobbs, David (2015). Flota britanică de avioane: după 1945 . Naval Institute Press. ISBN 9781612519999.
  • Stille, Mark (2012). US Navy Aircraft Carriers 1922-45: clase de dinainte de război . Editura Bloomsbury. ISBN 9781780968094.

linkuri externe