Четверг, 26.04.2018, 14:40
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада посвящена 100-летию Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е.Жуковского
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Девятая олимпиада (2011/12 уч.год)

"Воздушные авианосцы: миф или реальность?" Далищинский Владислав Сергеевич

Автор: Далищинский Владислав,14 лет,
город Сыктывкар, Республика Коми, Россия.

Воздушные авианосцы: миф или реальность?

 План:
 
1. Введение
2. Первые проекты (до 1939 г.)
3. Проекты Второй мировой войны (1939 -1945 г.г.)
4. Проекты «холодной войны» (1945 – 1989 г.г.)
5. Современные проекты
6. Вывод
7. Используемые источники
 Введение

Когда мы слышим слово "авианосец", то мы сразу подразумеваем нечто больших размеров, способное принимать и отправлять самолёты, но воздушные авианосцы - это совсем другое. Воздушный авианосец состоит из самолета-носителя и самолёта-истребителя или бомбардировщика.
Первые проекты появились ещё до Первой мировой войны. в 1905 году профессор Калифорнийского университета Дж. Монтгомери попытался произвести запуск планера с высоты, где роль самолёта-носителя выполнял аэростат, а роль подвешиваемого самолёта – планер. К сожалению во время отделения планера от аэростата крыло планера сложилось, и он упал вниз вместе с лётчиком. Перед Второй мировой войной в СССР был создан проект «звено» конструктора В.С. Вахмистрова, который использовался во время ВОВ. Во время «холодной войны» были созданы и реализованы проекты в США и СССР. У США были проекты FICON и Tom-Tom, у СССР был проект РС. Все эти проекты "жили" недолго, и казалось, что воздушные авианосцы больше не пригодятся, но в начале XXI века был создан проект для полётов в космос, который состоял из самолёта-носителя и космического корабля. В своей работе я проанализирую некоторые проекты и определю насколько они были значемыми для развития авиации в своё время и насколько актуальной счетается идея создания воздушного авианосца в наше время.
 Первые проекты
Германия
В конце 1917 года немцы начали реализацию проектов, призванных защитить цеппелины от британских истребителей. Несущие возможности больших цеппелинов позволили рассмотреть идею о том, что дирижабль может сам нести своё истребительное сопровождение. На авиабазе в Ютеборге на нижней поверхности цеппелина L-35 был установлен специальный крюк, на который цеплялся истребитель «Альбатрос» D.III. 26 января 1918 года Lz-35 поднялся в воздух. На высоте 1380 м самолёт отцепился, со снижением отлетел от дирижабля и благополучно приземлился. Идея была признана перспективной, но в серию она не пошла, по причине окончания войны.
Англия
 
Летом 1918 года британский дирижабль R.23 использовался в качестве носителя истребителя Сопвич 2F.1 «Кэмэл». Проблем с воздушным стартом не было, а вот проблемы с возвращением оказались непреодолимые. Проект был закрыт.
США

Создание первого специального дирижабля-авианосца для экспериментов по старту с него самолета, пока еще без возвращения на носитель, было осуществлено в декабре 1918 года в рамках проекта ВМС США. Развивая этот проект, в 1923 году ВВС приступили к проведению войсковых испытаний по вылету и уже возвращению на носитель небольшого одноместного самолета «Сперри Мессенджер» (размах крыльев — всего 6,1 м, а мощность двигателя — 65 л.с.). 3 октября эта малютка успешно стартовала с дирижабля ВВС ТС-7 и села на аэродром, а 15 декабря были проведены испытания по старту и возвращению самолета на дирижабль ТС-3. Хотя система пуска и стыковки (основным элементом которой являлся крюк, установленный над носовой частью самолета) продемонстрировала свою работоспособность, ВВС США приняли решение о прекращении работ. Однако, уже в тридцатых годах был разработан проект, по которому дирижабль «Акрон» и однотипный с ним «Макон», находившийся в стадии строительства, рассматривались как возможные «летающие авианосцы», держащие на борту истребители-паразиты для разведывательных целей. 3 мая 1932 года «Акрон» прошёл вдоль побережья Нью-Джерси с президентом Комиссии учёта и контроля, контр-адмиралом Джоржем Дэем на борту и первый раз испытал установку «Трапеция» для крепления и содержания самолётов в воздухе. Пилотировали самолеты лейтенанты Дэниел Харриган и Ховард Янг. На следующий день «Акрон» провёл ещё один показательный вылет. В данной программе использовался и дирижабль «Макон». Карьера небесных великанов была недолгой из-за слабого «скелета». В ночь на 4 апреля 1933 года у «Акрона», летевшего на малой высоте над штормовым морем, при резком повороте деформировался стабилизатор, который прорывал оболочку газового отсека. Повреждение оказалось смертельным, и гигантская машина, переломившись пополам, упала в море. Погиб почти весь экипаж (из 76 человек удалось спасти лишь двоих). В феврале 1935 года в аналогичной ситуации терпит катастрофу и «Макон». Правда, в этом случае дирижабль не развалился в воздухе, а очень медленно опустился на воду. Поэтому из 83 членов экипажа удалось спасти 81 человека, даже один из F9 сумел стартовать успешно. На мой взгляд этот проект был вполне жизнеспособен, но гибель «Акрона», а затем и «Макона» поставила точку на этом проекте.
Проекты Второй мировой войны
СССР

«Звено» Вахмистрова - комбинация летательного аппарата, состоящая из тяжёлого самолёта-носителя и жёстко сцепленных с ним истребителей. Различные варианты «Звена» отрабатывались в 30-х гг. под руководством военного инженера В. С. Вахмистрова и преследовали цель увеличить дальность действия истребителей при решении ими различных боевых задач («Звено» Вахмистрова можно рассматривать как некоторый вариант заправки топливом в полёте). Они отличались типом носителей (бомбардировщики ТБ-1 и ТБ-3 ), числом и типом истребителей (от 1 до 5 И-4, И-5, И-Z, И-16), расположением истребителей на носителе (на крыле, на фюзеляже, сверху, снизу), способом образования «Звена» (подцепление истребителей на земле, в воздухе). Взлёт и полёт «Звена» Вахмистрова происходили с работающими двигателями всех самолётов. После отцепления истребители могли снова стыковаться в воздухе с носителем. В конце 1940 года в 32-м истребительном авиаполку ВВС Черноморского флота была сформирована специальная эскадрилья СПБ (составных пикирующих бомбардировщиков), командиром которой назначили Капитана А. В. Шубикова. В данном варианте "звена" применялись ТБ-3 с двумя И-16 под крылом; И-16 несли по 2 фугасные авиабомбы ФАБ-250 и использовались в качестве скоростных пикирующих бомбардировщиков, наносивших внезапные и точные бомбовые удары. До отцепления они расходовали топливо из баков ТБ-3, а свой запас топлива обеспечивал им самостоятельное возвращение на аэродром. В период Великой Отечественной войны лётчики этой эскадрилии совершили около 30 успешных боевых вылетов на труднодоступные объекты. Были нанесены удары по румынскому порту Констанца и нефтепереробатываещему заводу в Плоешти. В результате действия этих машин в августе 1941 был разрушен стратегический железнодорожный мост через Дунай у города Черноводы.Этот мост длиной в четыре километра имел для гитлеровцев большое значение, поскольку по нему проходили три трубопровода для перекачки бензина, керосина и нефти. Все попытки вывести его из строя с помощью обычных бомбардировщиков окончились безрезультатно. Немцы защищали важный мост отчаянно. Тогда решили применить «Звено». 10 августа 1941 г. ТБ–3, пройдя над морем, незаметно доставил пару И-16 близко к цели. «Ишаки» отцепились и спокойно вышли на мост. Зенитчики знали, что никакому советскому истребителю не хватит горючего долететь до их объекта, поэтому на появление одномоторных самолетов никак не среагировали. Как на полигоне, летчики атаковали мост и выполнили задачу – а на обратную дорогу топлива у них хватило. Увы, применение «Звена» было хоть и ярким, но все-таки эпизодом. Летчиков, умеющих стартовать с «воздушного авианосца», использовали как обычных истребителей, и вскоре большинство из них погибли. К тому же успех атак моста был основан именно на внезапности, так что массовое применение «Звеньев» вряд ли было бы эффективным.
В целом работы по "звену"продолжались в течение 10 лет.Была отработана техника посадки и взлёта истребителей с самолета-носителя.Для ТБ-3 разрабатывался специально самолёт И-3 - истребитель-перехватчик, который не имел шасси и должен был взлетать и приземляться только на самолет-носитель.
 
Германия
DB Project "A I" - самолет-носитель - имел прямое крыло с небольшим конусом и малым поперечным "V" на отъемной части крыла. Четыре реактивных двигателя устанавливались на пилонах на передней кромке крыла. Интересна конструкция шасси, которое состояло из двух тележек под крыльями (колея - 24.97 м), каждая из которых имела три колеса. DB Project "A II" - бомбардировщик c двумя реактивными двигателями подвешивался под носитель "A I", чтобы сохранить у "A II" топливо в полете. "A II" при приближении к цели отцеплялся для выполнения бомбометания. Бомбардировщик "A II" имел прямую стреловидность как на крыльях, так и на хвостовом оперении, два ТРД BMW 018 были размещены под крыльями, как у Me 262. Экипаж из трех или четырех человек находился в герметизируемой кабине, расположенной в носовой части фюзеляжа и имевшей большую площадь остекления. Хвостовое оперение имело V-образную форму, чтобы легче было разместиться под "брюхом" самолета-носителя. Бомбовая нагрузка должна была составлять 30000 кг. Проект так и остался на бумаге, и этому был целый ряд причин и главная из них, что бомбардировка США уже не была первоочередной задачей Люфтваффе. Приоритеты изменились,былое господство в воздухе было утрачено, требовалось наносить удары по аэродромам и скоплению бронетехники противника.

Япония

Yokosuka MXY7 Ohka (яп. 櫻花 Ока, букв. «цветок сакуры»), — японский самолёт-снаряд специального назначения конца Второй мировой войны — «крылатая бомба» с ракетным двигателем, управляемая пилотом-смертником. К осени 1944 года Императорский флот и морская авиация из-за острой нехватки материальных ресурсов и недостатка опытных кадров уже не могли противостоять военно-морским силам союзников, основной ударной силой которых являлись авианосцы ВМС США. В этих условиях японское командование предприняло попытку найти способ нанести ощутимый урон противнику без существенных материальных затрат, используя высокий моральный дух людей, преданных Императору и готовых пожертвовать жизнью, чтобы с честью исполнить свой долг. Поставленная перед ними задача заключалась в том, чтобы, управляя простейшим летательным аппаратом, снаряжённым взрывчатым веществом, поразить и вывести из строя вражеский боевой корабль. С этой целью был разработан самолёт-снаряд специального назначения 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. «Ока» не имел взлётных двигателей и посадочных шасси, поднимался в воздух самолётом-носителем (в качестве которого использовалась специальная модификация бомбардировщика Mitsubishi G4M, отделялся от него 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.
Проекты «Холодной Войны»
США


Проект FICON предусматривал в качестве самолета-носителя бомбардировщик Convair B-36 «Peacemaker», несущего истребитель Republic F-84 «Thunderjet». Планировалось, что тяжёлый бомбардировщик с превосходным радиусом действия прибудет в район цели и выпустит более быстрый, более маневренный F-84, который доставит тактическую атомную бомбу. После этого F-84 должен был вернуться на «корабль-матку» и быть доставлен домой. Серийный RB-36F-1 «Peacemaker» был доработан путём установки специального механизма трапеции в бомбовый отсек и получил обозначение GRB-36F, а серийный F-84E «Thunderjet» был оснащён убираемым крюком в носовой части перед кабиной. Крюк должен был стыковать истребитель к трапеции, которая, в свою очередь, должна была удерживать самолёт в бомбовом отсеке в ходе полёта, опускать его для отцепки и поднимать его обратно после выполнения задания. Система FICON ограничено эксплуатировалась Стратегическим воздушным командованием в 1955—1956 гг. Авианосцы GRB-36D из 99-го стратегического разведывательного крыла эксплуатировались совместно с RF-84K из 91-й стратегической разведывательной эскадрильи. Последовавшие полёты показали, что, хотя концепция FICON действительно оказалась «тактически разумной», её применение на практике было сложным. Стыковки с самолётом-носителем были сложной задачей для опытных лётчиков-испытателей в идеальных условиях. В бою или при неблагоприятной погоде в исполнении менее опытных пилотов подобные манёвры оказались крайне сложны, несколько RF-84K было повреждено при попытке стыковки. Кроме того, RF-84 значительно уменьшал зазор между бомбардировщиком и взлётно-посадочной полосой. При подвеске под истребитель 1700 л дополнительных баков, составной летательный аппарат FICON оказывался всего в 15 см от земли. Указанные сложности, а также появление Lockheed U-2 и устаревание B-36, привели к аннулированию проекта в 1956 г.

Tom-Tom


Ещё более причудливой разработкой, связанной с системой FICON, был Проект Tom-Tom. Первый Tom-Tom состоял из специально доработанного EB-29A и двух EF-84B. Истребители должны были быть пристыкованы к бомбардировщику с использованием гибких креплений между законцовками крыльев самолётов и должны были буксироваться самолетом-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 г. 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. Самолёты были состыкованы консоль-в-консоль с использованием шарнирных рычагов и замков. Хотя были проведены несколько удачных стыковок в 1953 г., турбулентность и спутные струи продолжали представлять серьёзную проблему. В конце 1953 г., 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. Данный проект был очень опасен и поэтому я считаю его не вполне удачным.
 
СССР
Проект РС

30 июля 1955 г. вышло постановление Совета Министров СССР о начале работ над составной ударной стратегической системой, состоящей из сверхзвукового бомбардировщика PC разработки ОКБ-256 главного конструктора П. В. Цыбина и самолета-носителя Ту-95Н. Предполагалось, что до момента отделения PC будет размещаться в полуутопленном положении в грузоотсеке Ту-95Н на специальной подвеске. После отделения ударный самолет должен был разгоняться до крейсерской скорости 3000 км/ч. Его возвращение на борт Ту-95Н не предусматривалось. Радиус действия системы должен был обеспечивать поражение целей в США без захода самолета-носителя в активную зону поражения средств американской ПВО, а дальность полета самолета-носителя и подвесного самолета — их возвращение на базы в СССР или их союзников. Самолёт РС был самолётом обычной аэродинамической схемы с рекордно тонким (С=2,5 %) трапециевидным крылом малого удлинения с двумя прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД) на концах. Под его фюзеляжем в полуутопленном положении размещалась атомная бомба 244Н. Собственная дальность полета PC по расчетам не превысила 7500 км, поэтому предусматривались применение воздушного старта с самолета-носителя Ту-95Н (на удалении до 4000 км от места базирования) с последующим набором высоты и разгоном до 3000 км/ч с помощью двух спаренных ускорителей с ЖРД и крейсерский полет на маршевых СПВРД (РД-013 тягой по 4400…4500 кгс). Расчетная суммарная дальность полета PC составляла 12 500…13 500 км. В дальнейшем выяснилось, что ядерная бомба весом не менее 3000 кг в сочетании с необходимостью размещения на борту пилота со всеми необходимыми системами жизнеобеспечения для полета продолжительностью несколько часов не позволяют уложиться в заданные ограничения по массе. PC перепроектировали (варианта 2РС) в стратегический разведчик для ведения оперативной разведки на возможном театре военных действий и в тылу вероятного противника. Подвеска PC требовала значительного изменения конструкции фюзеляжа и ряда агрегатов Ту-95 (речь шла о грузе массой 30-40 т с достаточно большими габаритами). В 1958 г. готовый самолет-носитель перелетел на аэродром ЛИИ, однако Совмин принял решение о прекращении работ над системой PC. В 60-х гг. Ту-95Н был передан в музей ВВС в Монино.
Современные проекты

SpaceShipOne

SpaeceShipOne изготовлен компанией Scaled Composites LLC (США), с 1982 года занимающейся производством экспериментальных летательных аппаратов. Одной из целей создания было участие в конкурсе на Премию Ansari X Prize, где основным условием являлось создание космического корабля, способного дважды в течение двух недель выйти в космическое пространство с тремя людьми на борту. Победитель должен был получить приз в размере 10 миллионов долларов. Награждение было намечено на начало 2005 года. В результате полетов уже в начале октября 2004 года команде создателей SpaceShipOne удалось выиграть этот приз. В начале полета корабль поднимается на высоту примерно 14 км над уровнем моря при помощи специального самолета WhiteKnight (Белый Рыцарь). Затем происходит отстыковка, SpaceShipOne выравнивается в течение примерно 10 секунд, а потом включается ракетный двигатель. Он приводит корабль почти в вертикальное положение, ускорение длится немногим больше одной минуты, при этом пилот испытывает перегрузку до 3g. На этом этапе корабль достигает высоты примерно 50 км. Максимальная скорость корабля в этот момент достигает 3 500 км/ч (М 3,09), что существенно меньше чем первая космическая скорость (28 400 км/ч, 7,9 км/с), которая необходима для выхода на околоземную орбиту. Дальнейшее путешествие к границе атмосферы (еще на 50 км) происходит под действием инерции по параболической траектории, наподобие брошенного камня. В космосе SpaceShipOne находится около трех минут. Немногим не доходя до апогея траектории, корабль поднимает вверх крылья и хвост, чтобы при обратном падении и входе в плотные слои атмосферы одновременно стабилизировать корабль и быстрее вывести его из пикирующего в планирующий полет. Перегрузки при этом могут достигать 6g, но пик перегрузок длится не более 10 секунд. В таком виде он спускается на высоту около 17 км, где снова принимает первоначальное положение крыльев и летит на аэродром наподобие планера.


Вывод:
 

Первые воздушные авианосцы появились еще на заре авиации. И это единственная необычная разработка того времени, дошедшая до нашего времени. Пионерами в области разработки воздушных авианосцев стали Германия и Англия, создавшые и испытавшии свои воздушные авианосцы в один год - 1918. В тридцатых годах в США были созданы два воздушных авианосца на базе дирижаблей "Акрон" и "Макон", но всвязи с гибелью этих дирижаблей работы прекратились. В этот же период времени в СССР создается, на мой взгляд один из самых удачных проектов - "звено" конструктора С.В.Вахмистрова, состоявший из самолёта-матки ( ТБ-1 или ТБ-3) и истребителей (от И-4 до И-16). Это "Звено" использовалось довольно удачно в самом начале ВОВ. В конце войны в Германии появляется большое количество проектов воздушных авианосцев, но в связи со скорым окончанием войны ни один из этих проектов реализован не был. В Японии в 1944 году появляется проект, состоявший из самолёта-носителя и самолёта-снаряда "Ока". В период "холодной войны"в США появляются 2 проекта - FICON и Тom-Tom. Если проект FICON более или менее прост, то Tom-Tom -нечто необычное, сложное и опасное. В СССР был создан проект РС ,состоявший из самолёта-носителя (Ту-95Н) и бомбардировщика РС.Данный проект был реализован, но Советом министров СССР было принято решение о закрытии проекта и в 60-ые годы Ту-95Н был передан музею ВВС в Монино. В 2003 году появляется проект SpaeceShipOne состоявший из самолёта-носителя и суборбитального корабля, этот проект был реализован, и используется в настоящий момент.
Карьера всех воздушных авианосцев оказывалась очень короткой в силу разных причин, основной из которых, на мой взглад, являлось появление более простых и эффективных способов решения поставленных задач.Например,использование воздушного авианосца для увеличения радиуса действия истребителей или бомбардировщиков прекратилось после появления воздушных топливозаправщиков.
Гараздо более перспективным будет являтся использование воздушного авианосца в мирных сферах деятельности. Ярким примером, как мне кажется, является проект SpaeceShipOne. Кроме того применение воздушных авианосцев будет возможно для провидения спасательных операций, в сфере туризма. Не стоит забывать, что запасы угле-водородов на Земле не бесконечны в ближайшем будушем всё шире будут применятся альтернативные источники энергии, уже сейчас вполне серьёзно рассматриваются проекты дирижаблей. Это позволяет сделать вывод о том,что последнее слово о воздушном авианосце ещё не сказано...
 
 Используемые источники:

1. Детская энциклопедия авиации. - СПб.: ООО "Издательство "Полигон", 2003
2. http://www.membrana.ru/particle/2620
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E7%E4%F3%F8%ED%FB%E9_%E0%E2%E8%E0%ED%EE%F1%E5%F6
4. http://russian-bazaar.com/ru/content/10171.htm
5. http://flyzon.ru/index/vozdushnyj_avianosec/0-17
6. http://logo-naki.ru/content/view/8300/7/
7. http://www.combatreform.org/airborneaircraftcarriers.htm
8. http://voinanet.ucoz.ru/index/vozdushnyj_avianosec_prodolzhenie/0-8415
Категория: Девятая олимпиада (2011/12 уч.год) | Добавил: Service (14.01.2012) | Автор: Далищинский Владислав Сергеевич W
Просмотров: 1657 | Рейтинг: 2.6/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ЗАВЕРШЁН!
ИТОГИ ОЛИМПИАДЫ ПОДВЕДЕНЫ!

Календарь
Google+
Их многие читают
Каиргалиулы Алиби (1544)
Пушинская Кристина Валерьевна (1393)
Кильметова Аделина Динаровна (1136)
Чиков Андрей Вячеславович (1125)
Зайдулин Азат Рафаэлевич (1043)
Дебердеев Даниил Денисович (961)
Ермолаев Константин Алексеевич (904)
Беляева Александра Сергеевна (596)
Туев Павел Анатольевич (548)
Зубков Иван (452)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2018