Посадка самолета на авианосец

Лазерные гироскопы.

Лазерный гироскоп — оптический прибор для измерения угловой скорости, обычно применяется в системах инерциальной навигации(Сущность инерциальной навигации состоит в определении ускорения объекта и его угловых скоростей с помощью установленных на движущемся объекте приборов и устройств, а по этим данным — местоположения (координат) этого объекта, его курса, скорости, пройденного пути и др., а также в определении параметров, необходимых для стабилизации объекта и автоматического управления его движением.). Лазерные гироскопы используют эффект Саньяка — появление фазового сдвига встречных световых волн во вращающемся кольцевом интерферометре.

Лазерный гироскоп обычно представляет собой кольцевой резонатор с тремя или четырьмя зеркалами, расположенными по углам полости в форме треугольника или квадрата. Два лазерных луча, генерируемые и усиливающиеся в полостях гироскопа, непрерывно циркулируют по резонатору в противоположных направлениях. В лазерном гироскопе создаётся и поддерживается стоячая волна, а её узлы и пучности в идеальном случае связаны с инерциальной системой отсчёта. Таким образом, положение узлов и пучностей не меняется если гироскоп не вращается (в плоскости кольцевого контура) относительно инерциальной системы отсчёта, а при повороте резонатора (корпуса гироскопа) фотоприёмники измеряют угол поворота, считая пробегающие по ним интерференционные полосы.

На точность лазерных гироскопов негативно влияет захват частот в активной среде, где лазерный луч усиливается. Таким образом возникает нелинейность характеристики типа зона нечувствительности. Для её исключения гироскоп обычно помещают на виброподвес.

Чувствительность лазерного гироскопа пропорциональна площади поверхности, ограниченной лучами лазера.

 

Посадка самолета на авианосец

Самые большие боевые корабли на самом большом флоте в мире – американский авианосцы, это гордость ВМФ США.

Авианосец USS Nimitz, базирующийся у берегов Южной Калифорнии – совершенная боевая машина водоизмещением 85 тысяч тонн. Авианосец – настоящий плавучий город, на нем живет около 6 тысяч человек, однако в этом городе – самый удивительный аэропорт в мире, нашпигованный самым современным оборудованием и разведывательной воздушной техникой – вертолетами, противолодочными самолетами, а также истребителями для воздушного боя – F18 Hornet.

Располагая палубой, размер которой чуть больше, чем три футбольных поля, «Нимиц» принимает больше реактивных самолетов, чем аэропорт Нью-Йорка. Однако, взлет из посадка истребителей на такую небольшую, да еще плавучую полосу представляет собой настоящее испытание и для техники, и для человека.

То, что делают пилоты – крайне опасно. Для начала, аэропорты не ходят ходуном во время волнения на море и имеют несколько протяженных взлетно-посадочных полос. «Нимиц» напротив – имеет всего одну короткую полосу, скачущую на волнах. Тем не менее шасси взлетающих и приземляющихся самолетов касаются ее каждые 25 секунд. Десятки людей работают в опасной близости от сопел реактивных двигателей и вращающихся пропеллеров. В любой момент на палубе находится до 20 самолетов, каждый из которых нагружен разными снарядами, боеголовками и тысячами тонн топлива. Авианосец «Нимиц» — все равно, что огромная бочка с порохом.

Надев летную форму, пилоты поднимаются на полетную палубу и проводят стандартную предстартовую проверку: они обходят самолет, проверяют его прежде, чем сесть в кабину.

Вылет предполагает старт, а это непростая задача: на суше истребителю требуется 3-километровая взлетная полоса, на которой он сможет разогнаться до требуемых 260 км/час, чтобы оторваться от земли. А на «Нимице» судьба пилота постоянно находится у руках человека, постоянно размахивающего руками, на местном жаргоне его называют «стрелком».

Чтобы посадить самолет на палубе, загруженной авиатехникой и людьми, требуется особое умение. Первая трудность – выхлопы реактивных двигателей, они настолько мощные, что с легкостью несут повреждения стоящим сзади самолетам или выбросят человека за борт. Решение – защитные пневматические отражательные шины.

Вторая трудность – короткая взлетно-посадочная полоса: даже самый мощный реактивный двигатель не сможет разогнать самолет с полным вооружением до скорости, необходимой для отрыва на столь короткой дистанции.

Для этого существует 90-метроваякатапульта, встроенная в палубу. Она дает фантастическое ускорение, однако это отражается на самолете: чтобы защитить его от пагубного воздействия, все самолеты ВМФ имеют специальное шасси, чтобы противостоять сильным механическим перегрузкам при старте с катапульты.

Вначале носовую опору шасси закрепляют на челноке катапульты, он соединен с другим челноком, расположенным под палубой, приводимым в движение огромным цилиндром, питаемым перегретым паром от ядерного реактора авианосца.

Однако, различные типы самолетов и погодные условия требуют разной степени ускорения: катапульта настраивается в зависимости от скорости ветра и веса самолета.

Используя сигнальную азбуку из более, чем ста подаваемых руками сигналов, «стрелок» сообщает бортовому оператору, какие изменения необходимо внести. Здесь требуется тонкая хореография.

Когда «стрелок» изображает Элвиса в Лас-Вегасе, значит, все настройки сделаны как надо, и бортовой оператор запускает катапульту. Огромная инерция, передаваемая самолету, посылает его в воздух с короткой полосы. Уже через 2 секунды после старта с места самолет переходи в полет.

После старта самолета «стрелок» может отдохнуть по крайней мере секунд 25. Теперь все заботы переходят к диспетчерской управления полетом. Используя масштабное обозначение «Нимица», прозванное «борт Квиджа», диспетчеры следят за тем, какие самолеты готовятся к взлету и какие уходят под палубу. Тем временем в радарной идет слежение за самолетами в воздухе.

Сверхзвуковые истребители – это не пассажирские самолеты, они не следуют предопределенным курсом по прямой, они роятся вокруг корабля, словно опасные насекомые.

Истребители потребляют очень много топлива, и когда оно заканчивается, самолет нужно немедленно сажать. Кого сажать первым, решает начальник. С запасом топлива на три попытки приземлиться самолет идет на посадку. Тут главное не развалиться на куски!

Из своей кабины пилот видит полосу приземления, однако, чтобы затормозить самолет на 100-метровой полосе, он должен точно навести самолет на более мелкую мишень – узкий кабель их полиэстера, протянутый через палубу.

На подлете он снижает скорость до 250 км/ч, в случае успешного приземления крючок на хвосте истребителя цепляется за кабель и останавливает самолет. Под палубой расположен огромный клапан, который устанавливает натяжение кабеля. Как и паровую катапульту, кабель и клапан можно настроить на прием самолета любого веса на любой скорости.

Но любой самолет должен быть остановлен до отметки 60 метров. Чтобы обеспечить пилотам успешное приземление, на палубе имеется не один, а аж четыре кабеля.

Остановка на первом кабеле слишком рискованна, кабели 2 и 4 приемлемы, но любой ас, жаждущий повышения, должен цепляться за третий кабель при каждом приземлении, и это у всех на виду.

Сегодня авианосцы вроде «Нимица» считаются самыми совершенными судами. Это настоящие плавучие аэропорты, обслуживающие современные самолеты. Чтобы работать на них, вы должны обладать не дюжинной силой воли, стальными нервами и быть слегка не в себе.

 

В одной из прошлых заметок обсуждалось то, как взлететь с авианосца. Но взлететь – это лишь одна проблема. Гораздо серьёзнее другая: как приземлиться?

Почему эта проблема серьёзнее? Прежде всего потому, что посадка самолёта -вообще сложный элемент, а в случае с авианосцем ситуация ещё усложняется, так как к выполнению посадки предъявляются повышенные требования “по точности”.

Но прежде чем проявить “точность захода”, пилоту палубного истребителянужно найти авианосец, плывущий где-то в океане. Навигация над водной поверхностью сложнее, чем над землёй: например, на водной глади сложно найти какие-то визуальные ориентиры. При этом нужно учитывать, что авианосец ещё и движется и что возможны посадки в ночное время, да ещё и в сложных метеоусловиях. Впрочем, современные самолёты используют навигационные системы, которые позволяют успешно отыскать плавучий аэродром “по приборам”. Более того, на современных авианосцах (и на палубных истребителях) установлены системы, позволяющие осуществлять и заход на посадку “по приборам”, что как раз весьма актуально ночью.

Для понимания сложности автоматического проведения совершающих посадку самолётов, нужно иметь в виду тот факт, что авианосец не склонен сам себя обнаруживать в радиоэфире. То есть такой корабль нельзя просто увешать обычными радиомаяками и приводами, потому что в таком случае он рискует принять на палубу не медленно снижающийся родной истребитель, а сверхзвуковую противокорабельную крылатую ракету противника.

Если палубный самолёт – это самолёт с вертикальной посадкой, то он может относительно просто приземлиться на отведённый участок палубы. То же самое касается вертолётов и конвертопланов. Впрочем, сильный ветер создаёт большие проблемы и вертикально приземляющимся аппаратам.

Для приёма самолётов горизонтальной посадки используют специальные тормозные устройства – аэрофинишёры. Аэрофинишёр представляет собой систему тросов, размещённых на палубе и связанных с тормозным механизмом. При посадке самолёт специальным тормозным крюком (по-морскому – гаком), обычно расположенным в хвостовой части, под фюзеляжем, цепляет один из (приёмных) тросов и, в результате, при пробеге вытягивает за собой трос из тормозного механизма. При этом тормозной механизм создаёт значительное усилие “на тросе”, это усилие и вносит существенный вклад в торможение самолёта, делая пробег минимальным.

Интересно, что во время посадки с аэрофинишёром, непосредственно перед захватом троса, двигатели палубного истребителя выводятся на взлётный режим (или на режим форсажа). Это делается для того, чтобы в случае, если трос не удалось зацепить, успеть уйти на второй заход.

Некоторые палубные самолёты с коротким (но горизонтальным) взлётом и посадкой могут приземляться на палубу больших авианосцев и без использования аэрофинишёра. Например, для уменьшения пробега у таких самолётов используется реверс тяги и специально подготовленные тормоза в колёсном шасси. В свою очередь, аэрофинишёры могут использоваться и на“сухопутных аэродромах”, имеющих очень короткую посадочную полосу.

 

+ПДФ (часть 2) статья по поляриметрический метод