Четверг, 24.08.2017, 06:09
Приветствую Вас Гость | RSS
Четырнадцатая олимпиада посвящена 100-летию выдающегося советского авиаконструктора Р.Е.Алексеева
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Десятая олимпиада (2012/13 уч.год)

Карпухин Фёдор. "Воздушные авианосцы миф или реальность?"
"Воздушные авианосцы миф или реальность?"  Карпухин Фёдор Васильевич

Оглавление:

1.Вступление
2.Цель работы
3.Краткая история
4.Развитие воздушных авианосцев
4.1.Porte Baby
4.2.USS Akron (ZRS-4)
4.3.Mitsubishi G4M2e Модель 24 Тей
4.4.Проект «Tom-Tom»
4.5.White Knight
4.6."Звено" В.С.Вахмистрова
5.Заключение
6.Используемая литература.

1.Вступление.

Воздушный авианосец, летающий авианосец, авиаматка — воздушное судно, несущее на себе авиагруппировку. Считались перспективным направлением до появления самолётов-топливозаправщиков, после появления которых все дальнейшие разработки летающих авианосцев были прекращены в связи с доказанной эффективностью самолётов-топливозаправщиков в военных операциях. В настоящее время идёт неявное возрождение летающих авианосцев в качестве первой ступени для суборбитальных кораблей типа SpaceShipOne.

2.Цель работы.

В данной работе исследуется история создания воздушных авианосцев,их использование,а также показаны примеры некоторых воздушных судов данного типа.Более подробно представлено исследование модели советского авианосца "Звено" (ТБ-1 и ТБ-3).

3.Краткая история.

Первые попытки реального создания воздушных авианосцев начались с момента появления первых цеппелинов, наводивших своими размерами на мысль о том, что на них вполне могут базироваться самолёты, имевшие в то время как крошечные размеры, так и ничтожную дальность полёта, реально ограничивавшую их применение. В попытках развить эту идею в 1930-е годы, вплоть до катастрофы Гинденбурга, шли эксперименты по их созданию, и даже было введено в строй несколько летающих авианосцев. При взлёте с воздушного авианосца биплан опускался вниз на специальном кране из открытого люка идущего полным ходом дирижабля, после чего отцеплялся и летел самостоятельно. При посадке те же самые действия происходили в обратном порядке: биплан, уравняв свою скорость со скоростью дирижабля, идущего полным ходом, цеплялся за крюк специального крана, после чего затягивался внутрь люка.

После отказа от военного применения дирижаблей (впрочем отказ был неполным, и дирижабли продолжали, пусть и в незначительном количестве, числиться в рядах люфтваффе) в качестве перспективного носителя для истребителей стали всерьёз рассматривать тяжёлые самолёты-бомбардировщики с размещением истребителей вместо бомбовой нагрузки. Однако на этом пути имелась существенная проблема — существовавшие на то время бомбардировщики, несмотря на их большие размеры, были всё же слишком малы для современных им истребителей, в связи с чем возникла концепция сверхмалых истребителей, именуемых паразитами (по аналогии с паразитами птиц, живущих в оперении и способных летать), и был построен ряд экспериментальных истребителей, предназначенных для базирования на бомбардировщиках. С появлением самолётов-топливозаправщиков, доказавших свою эффективность в боевых операциях, подобные разработки были прекращены. Поскольку из-за своих недостаточных размеров бомбардировщики, в отличие от дирижаблей, не могли служить летающими аэродромами, отчего главным предназначением воздушных авианосцев на основе бомбардировщиков было увеличение дальности полёта истребителей, в чём топливозаправщики явно эффективнее. Однако, воздушные авианосцы стали толчком к идее крылатых ракет, являющихся фактически беспилотными реактивными самолётами-камикадзе, базирующимися на ракетоносцах.


4.Развитие воздушных авианосцев.

4.1.Porte Baby.

Данные самолеты находились в эксплуатации до конца 1918 года, большинство из них оснащались двигателями Rolls-Royce Eagle, но одна или две машины в качестве центрального двигателя с толкающим винтом получили 12-цилиндровый V-образный Green мощностью 260 л. с. (194 кВт). Один из самолетов принял участие в уникальном эксперименте, подразумевавшем использование так называемого "составного самолета": самолет "Baby" был специально дооборудован для использования в качестве носителя истребителя Bristol Scout (он крепился к верхнему крылу). Такой авиационный комплекс предназначался для борьбы с германскими дирижаблями Zeppelin. Испытания прошли 17 мая 1916 года в районе Харвича - истребитель Scout был поднят на борту Baby на высоту 305 м, где отделился от носителя и ушел в самостоятельный полет, а затем совершил посадку на аэродроме. Эксперимент был признан успешным, но дальнейшие работы по проекту были прекращены.

4.2.USS Akron (ZRS-4).

Акрон (Экрон) (ZRS-4) (англ. USS Akron (ZRS-4)) — жёсткий дирижабль-авианосец Военно-морских сил США первой трети 1930-х годов, один из крупнейших дирижаблей в мире (по объёму уступал цеппелину «Гинденбург» приблизительно на 3 %). Разрабатывался для ведения дальней морской разведки. Мог нести до 5 небольших самолётов, служивших для выполнения разведывательных полётов и защиты дирижабля.
«Акрон» и его брат-близнец «Макон» (всё ещё в постройке) рассматривались как возможные «летающие авианосцы», держащие на борту истребители-паразиты для разведывательных целей. 3 мая 1932 года «Акрон» прошёл по побережью Нью-Джерси с контр-адмиралом Джорж С. Дэй (англ. George C. Day), президентом Комиссии Учёта и Контроля, на борту, и первый раз испытал установку «Трапеция» для крепления и содержания самолётов в воздухе. Пилоты, которые провели эти исторические «приземления», сначала на спарке «N2Y Учебном» (англ. N2Y trainer), а потом на истребителе «F9C Спэрроу-хок» (англ. F9C Sparrowhawk), были: лейтенанты Дэниел У. Харриган (англ. Daniel W. Harrigan) и Ховард Л. Янг (англ. Howard L. Young). На следующий день, «Акрон» провёл ещё один показательный вылет, на этот раз с членами Комитета по делам ВМС палаты представителей США на борту. В этой операции те же самые лётчики показали политикам возможности «Акрона» переносить самолёты.

4.3.Mitsubishi G4M2e Модель 24 Тей.

Ударный бомбардировщик наземного базирования Тип 1, G4M — японский средний бомбардировщик-торпедоносец морской авиации времён Второй мировой войны.Спроектирован фирмой «Мицубиси» в 1937—1940 годах, серийно производился в 1941—1945 годах и был одним из основных японских средних бомбардировщиков Второй мировой войны.
Самолёты модификации G4M2e Тей являлись специально оборудованными носителями для самолётов-снарядов Yokosuka MXY7 Ohka, который конструктивно представлял собой деревянный планёр с зарядом взрывчатки в носовой части, одноместной кабиной пилота в средней части и ракетным двигателем в хвостовой части корпуса. «О́ка» не имел взлётных двигателей и посадочных шасси, поднимался в воздух самолётом-носителем.Это происходило так:Yokosuka MXY7 Ohka отделялся от Mitsubishi G4M2e в прямой видимости корабля противника и планировал до стабилизации его пилотом и наведения на цель, а после включения ракетных ускорителей сближался с ней до столкновения, вызывавшего детонацию заряда.

4.4.Проект «Tom-Tom».

Первый Tom-Tom состоял из специально доработанного EB-29A (серийный номер 44-62093) и двух EF-84B (серийные номера 46-0641 и 46-0661). Истребители должны были быть пристыкованы к бомбардировщику с использованием гибких креплений между законцовками крыльев самолётов и должны были буксироваться кораблём-маткой для увеличения их радиуса действия. Не удивительно, что система показала себя опасной из-за мощных завихрений, сходящих с законцовок крыла EB-29, которые вызывали сильнейшие крены истребителей. 24 апреля 1953 года B-29 и один из самолётов F-84 потерпели трагическую катастрофу. Выживших не было.Параллельно, разрабатывалась аналогичная конфигурация с использованием RB-36F, до этого участвовавшего в начальном этапе испытаний FICON и двух RF-84F (серийные номера 51-1848 и 51-1849). Самолёты были состыкованы консоль-в-консоль с использованием шарнирных рычагов и замков. Хотя были проведены несколько удачных стыковок в 1953 году, турбулентность и спутные струи продолжали представлять серьёзную проблему. В конце 1953 года, RF-84F был практически оторван от RB-36. Все самолёты успешно приземлились, но концепцию посчитали слишком опасной. Разработки в области дозаправки в воздухе в то время обещали более безопасный путь увеличения дальности истребителей и Проект Tom-Tom был аннулирован.

4.5.White Knight.

SpaceShipOne – это частный трехместный пилотируемый космический аппарат многоразового использования для выполнения суборбитальных полетов, аппарат был создан компанией Scaled Composites, основанной Бертом Рутаном. При проектировании данного летательного аппарата был использован ряд достаточно оригинальных решений. Главным из которых стало применение специально разработанного гибридного двигателя, который работал на оксиде азота и полибутадиене. Конструкция космического аппарата и самолета-носителя практически полностью выполнена из композитного углеродного материала. Кабина пилота – это полностью герметичная камера, в которой создается необходимое давление. Многочисленные иллюминаторы изготовлены из специального двухслойного стекла, каждый слой которого должен выдерживать и справиться с возможными перепадами давления. Атмосфера внутри кабины пилотов создается при помощи тройной системы, которая использует кислородные баллоны, при этом углекислый газ из кабины удаляется при помощи специально созданной поглощающей системы. Отдельная система отвечает за контроль внутренней влажности воздуха. Все это позволяет находящимся внутри пилотам обходиться без помощи космических скафандров.

Запуск суборбитального космического аппарата с земли был сопряжен со значительными техническими трудностями и большими материальными затратами. Именно поэтому для челнока SpaceShipOne был разработан специальный реактивный самолет-носитель, получивший название «Белый рыцарь». В самом начале суборбитального полета White Knight поднимает космический корабль на высоту примерно в 14 километров над уровнем моря. После этого происходит процесс отстыковки, SpaceShipOne отсоединяется от своего носителя, выравнивается примерно в течение 10 секунд, после чего в дело вступает реактивный двигатель аппарата. Данный двигатель приводит SpaceShipOne практически в вертикальное положение, а само ускорение длится не более 1 минуты, во время которой пилот корабля испытывает перегрузку на уровне 3g. Во время этого этапа корабль достигает высоты примерно в 50 километров. При этом его максимальная скорость составляет 3 500 км/ч (М=3,09), что значительно меньше, чем первая космическая скорость, которая составляет 28 400 км/ч или 7,9 км/с. Именно эта скорость необходима, для того чтобы вывести какой-либо аппарат на околоземную орбиту.


4.6."Звено" В.С.Вахмистрова.


Однажды начальник отдела НИИ ВВС Владимир Сергеевич Вахмистров предложил интересную идею, заключающуюся в том, что сопровождение дальнего бомбардировщика истребителями должно осуществляться не в совместном полете, а «сидя» на его крыле или в некоторых вариантах под крылом или фюзеляжем. Эффективность такой комбинации состояла в резком увеличении дальности полета истребителей за счет экономии ими горючего. Это было то самое «колумбово яйцо», которое своей неожиданностью и смелостью решения сложного вопроса затмило многие другие технические идеи того времени, т. е. было «восьмым чудом света».

На аэродроме НИИ ВВС незамедлительно приступили к претворению идеи в жизнь. В качестве носителей использовались сначала самолеты ТБ-1, а затем ТБ-3, в качестве истребителей — одноместные истребители И-4 конструкции А. Н. Туполева и П. О. Сухого, И-5 и И-Z конструкции Д. П. Григоровича, И-16 конструкции Н. Н. Поликарпова.

Дело в том, что появившиеся у нас тяжелые двухмоторные бомбардировщики ТБ-1 имели дальность полета 1500 км, а четырехмоторные ТБ-3 — более 2500 км, т. е. они были способны наносить бомбовые удары по глубоким тылам противника. Среди же истребителей наибольшую дальность имел тогда И-4 — 800 км, что было в два раза меньше дальности ТБ-1.


Много сил и энергии отдали этой работе сотрудники НИИ ВВС: начальник самолетного отдела Б. Т. Горощенко, его заместитель Н. А. Жемчужин, начальник штаба института К. И. Трунов, ведущие летчики-испытатели А. И. Залевский и П. М. Стефановский, ведущий инженер П. А. Лосюков и многие другие, вдохновенно работавшие над полюбившейся всем темой «самолет-звено».

Вряд ли можно назвать другую тему в НИИ ВВС, которая растянулась бы на такой срок, как эта, — более чем на десятилетие. Большие перерывы между полетами диктовались необходимостью конструктивных доработок для очередного варианта звена, которые проводились и на носителе, и на истребителях. Так, при непосредственной подготовке к полету в наиболее простом варианте — «носитель с подвешиваемыми истребителями» — надо было подкатить истребитель под крыло носителя, подцепить его и убрать шасси. Для обеспечения этой несложной операции необходимо было на крыльях носителя и истребителей оборудовать высоконадежные крепежные узлы, на что уходило много времени.

Испытательная бригада была необычно большой, в нее входило несколько десятков различных специалистов. Одних только летчиков было более 15 человек.


Первым летающим авианосцем стал ТБ-1. На его крыле сверху решили установить два истребителя И-4. Самолет-носитель получил усиленное шасси, на крыле установили стержневые пирамиды с замками. Каждый истребитель крепился в трех точках. Задний замок открывался первым. Интересно, что ТБ-1 сохранял возможность нести бомбовую нагрузку, хотя и значительно уменьшенную.На земле истребители закатывали на крыло вручную по деревянным помостам. Это была довольно трудоемкая операция. Позже для этой цели приспособили гусеничный трактор «Коммунар»; его ставили перед бомбардировщиком и перекидывали через крыло трос, за который потом тащили И-4.

Взлет осуществлялся при работе моторов на всех трех самолетах. Бензин для истребителей при этом подавался из баков ТБ-1. Система получила название «Звено», а позже «Звено-1».
Первый полет «Звена» состоялся 3 декабря 1931 г. Носитель пилотировали А.И. Залевский и B.C. Вахмистров, в кабине левого И-4 сидел В.П. Чкалов, правого — А.Ф. Анисимов. На высоте 1000 м истребители отцепились от бомбардировщика, при этом правый ударился колесом в крыло ТБ-1, пробил обшивку и смял опору. Но приземлились все три самолета нормально.
После некоторой доработки конструкции провели повторные испытания. Они шли с 1 по 8 апреля 1932 г. По их завершении НИИ ВВС дал заключение о том, что полеты на «авианосце» и его истребителях доступны для летчиков со средним уровнем подготовки. Управление ВВС приняло решение о постройке небольшой серии «Звеньев». В июле 1932 г. ЦАГИ получил от военных заказ на разработку чертежей серийного варианта подвески.

Во время войсковых испытаний «Звена» оно совершило учебный налет на Киев. На подходе к городу бомбардировщик выпустил истребители сопровождения и под их прикрытием долетел до пригородного полигона, где произвел бомбометание. В ноябре 1932 г. планировалось сформировать в Забайкальском военном округе эскадрилью, вооруженную системой «Звено-1». В ее штат должны были войти шесть носителей и 12 истребителей И-4.

Но техника развивалась быстро. И-4 скоро устарели. Следующий вариант «авиаматки», «Звено-1 А», нес вместо И-4 пару истребителей И-5. Его испытывали в сентябре 1933 г. ТБ-1 пилотировал Стефановский, истребители — Коккинаки и Лагутин.

Во всех последующих «Звеньях» в качестве носителя уже использовался четырехмоторный ТБ-3. Работы в этом направлении развернулись с 1932 г. Проект назвали «Звено- 2А». Четырехмоторный бомбардировщик должен был нести три истребителя И-5 — два на крыльях и третий на фюзеляже. Первые полеты совершили только с двумя истребителями на крыльях, позднее добавили еще один. Затаскивали И-5 опять по специальным мосткам, причем самой большой головной болью являлось водружение третьего самолета на фюзеляж. ТБ-3 был существенно выше, чем ТБ-1, поэтому и хлопот стало больше. На ТБ-3 сделали специальные захваты для колес истребителей с замками. Носитель взлетал при помощи только своих собственных моторов, истребители же обычно запускали двигатели только перед отцепкой. Только раз, чтобы замерить максимальную скорость, в воздухе работали моторы одновременно всех четырех машин. Кончилось это тем, что кок И-5, стоявшего на фюзеляже, оторвался и пролетел у борта пилотской кабины ТБ-3, проделав в плоскости большую дыру. Вершиной испытаний явился вариант «ТБ-3 + пять ис­требителей». Он отличался необычайной сложностью испол­нения и поражающим воображение эффектом. В этом вари­анте четыре истребителя прикреплялись па крыльях, пя­тый - под фюзеляжем между колесами шасси. Сложность состояла в том, что подцепление «пятого» на стоянке было исключено, так как истребитель под самолетом пе поме­щался. Подцепление возможно было только в воздухе. Для выполнения этой сложной работы, невиданной в ис­тории авиации, нужен был летчик-ювелир. После недолгих раздумий остановились на Василии Андреевиче Степапчонке.


Выбор оказался правильным: летчик, как показали по­леты, оправдал все ожидания. 20 ноября 1935 г. гигантская «этажерка», стоявшая на летном поле, стала центром внимания сотен людей, собравшихся на аэродроме. Некоторые любопытные забрались даже на крышу ангара. Все с волнением ждали начала чудесного действа. Время тянулось страшно медленно. И когда терпению, казалось, пришел конец, «этажерка» вдруг загудела, неуклюже тронулась и сначала медленно, а потом, все больше ускоряя бег, поднялась и... повисла в воздухе. Тотчас же взлетел и Степанчонок. Было видно, как он пристроился к ТБ-3, и необычный строй самолетов пошел в набор. Когда «самолет-звено», описав круг, вновь появился над летным полем, все увидели, что под «животом» ТБ-3 висит пятый истребитель — степанчонковский И-Z.


«Звено-СПБ» состояло из носителя ТБ-ЗРН и двух И-16, воору­женных двумя бомбами по 250 кг каждый. «Звено-СПБ» успешно прошло государственные испытания в 1938 г. В отчете НИИ ВВС было записано: «Испытания доказали тактическую целесообразность применения самолетов ТБ-ЗРН в качестве авиаматок, а самолетов И-16 в качестве пи­кирующих бомбардировщиков». Систему приняли на во­оружение морской авиации. В сентябре 1938 г. состоялась демонстрация «Звена-СПБ». На ней присутствовали нарко­мы обороны, военно-морского флота, оборонной промыш­ленности и начальник ВВС. Истребители отцепились от но­сителя и сбросили бомбы в нарисованный на летном поле силуэт корабля.


Идеи Вахмистрова всегда вызывали большой интерес у других конструкторов. В 30-х годах появилось множество проектов «летающих авианосцев», где в качестве носителя неизменно выступал ТБ-3. В 1937-38 годах, когда в парке ВВС оставалось много считавшихся излишними ТБ-3 с мо­торами М-17, возникла идея использовать их как «авиаматки ПВО». Они должны были барражировать вблизи границ и при необходимости выпускать свои истребители. В качес­тве последних предполагали взять тоже устаревшие, и то­же имевшиеся в излишке, бипланы И-15бис. Базирование на авиаматке в какой-то степени компенсировало им недо­статочную скороподъемность, а также давало возможность подразогнаться на пикировании. Не исключалась и подвес­ка под «авиаматки ПВО» и более современных И-16. На­пример, по проекту AM-ПВО бомбардировщик должен был нести пять И-16. два - на крыльях, два - под крыльями, один — под фюзеляжем. Взлетать носитель должен был толь­ко с двумя верхними истребителями, три подцеплялись к нему в воздухе. При входе в зону патрулирования они сбра­сывались, а их место занимала другая тройка, горючее у ко­торой подходило к концу. Через 40-50 минут,после дозап­равки, производилась обратная смена. ТБ-3 при этом еще и выполнял функции воздушного командною пункта.


5.Заключение.

После проведения исследовательской работы,я пришел к выводу,что воздушные авианосцы - это все-таки реальность.Особенно это хорошо было представлено советскими инженерами на примере самолетов ТБ.Зарубежные модели авианосцев не имели такого широкого распространения.А так же советские воздушные авианосцы отличались от зарубежных тем,что могли нести на себе до 5 самолетов и вооружение.

P.S.
Группой учащихся МБОУ СОШ №15 и ДЮАКЦ "Буран" были изготовлены модели воздушных авианосцев ТБ-1 и ТБ-3,а также самолетов И-Z,И-16,И-4.





6.Используемая литература.


1.Вахмистров В.С.  О создании самолета "Звено" и результатах его испытаний. Москва, Сборник "Из истории авиации и космонавтики", выпуск 14, 1972, стр. 37-41

2.Котельников В.Р. Супербомбовозы Сталина - М.:Яуза:Эксмо 2010. - стр. 234-241

3.Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР. Москва "Машиностроение", 1986, стр.540-544

4.Муравьев В.К. Испытатели ВВС,Москва,Военное издательство,стр.58-68

5.Медведь А.,Хазанов Д. Составные пикировщики. Авиамастер №4, Приложение к журналу "Техника - молодежи", 1998, стр.17-21

6.Авиационная энциклопедия Уголок неба http://www.airwar.ru/enc/flyboat/portebaby.html

7.Википедия.ру http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E7%E4%F3%F8%ED%FB%E9_%E0%E2%E8%E0%ED%EE%F1%E5%F6

8.Википедия.ру http://ru.wikipedia.org/wiki/USS_Akron_%28ZRS-4%29

9.Википедия.ру http://ru.wikipedia.org/wiki/Yokosuka_MXY7_Oka

10.Википедия.ру http://ru.wikipedia.org/wiki/Mitsubishi_G4M

11.Википедия.ру http://ru.wikipedia.org/wiki/SpaceShipOne

12.Военное обозрение http://topwar.ru/21581-white-knigh-odin-iz-samyh-neobychnyh-letatelnyh-apparatov-sovremennosti.html

13.Русский портал http://www.opoccuu.com/201111.htm


Категория: Десятая олимпиада (2012/13 уч.год) | Добавил: Service (27.01.2013) | Автор: Карпухин Фёдор Васильевич W
Просмотров: 3093 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 3.9/12
Всего комментариев: 2
2  
Большое спасибо!Я постараюсь раскрыть это.

1  
А в Заключении можно все таки сказать "Воздушные авианосцы миф или реальность?"

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
14-Я ОЛИМПИАДА ЗАВЕРШЕНА!
ИТОГИ ПОДВЕДЕНЫ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ В 15-Й ОЛИМПИАДЕ НАЧНЕТСЯ
1 ОКТЯБРЯ 2017 ГОДА!

Google+
Их многие читают
Збарский Даниил Павлович (12325)
Щур Илья Андреевич (11674)
Кузьминова Анастасия Олеговна (9144)
Бадакова Анастасия (9102)
Чеховская Алена Алексеевна (5272)
Рафаэль (4849)
Иванов Семен Владимирович (4741)
Кошманов Илья Игоревич (4602)
Беляева Александра Сергеевна (4601)
Пушинская Кристина Валерьевна (4062)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017