Mäkihyppy (ilmailu) - Ski-jump (aviation)

Royal Navy Sea Harrier nousi hyppyrimäestä HMS  Invincible -kannella toukokuussa 1990.

Ilmailussa mäkihyppy on ylöspäin kaartuva luiska, jonka avulla lentokoneet voivat nousta kiitotieltä, joka on lyhyempi kuin lentokoneen vaadittu lentoonlähtö . Pakottamalla lentokone ylöspäin, lentoonlähtö voidaan saavuttaa alhaisemmalla nopeudella kuin mitä tarvitaan jatkuvaan lentoon, samalla kun lentokone voi kiihtyä sellaiseen nopeuteen ilmassa kuin kiitotiellä. Mäkihyppyjä käytetään yleisesti lentokoneiden käynnistämiseen lentotukialuksilta, joilla ei ole katapultteja .

Uskotaan, että hyppyrimäen ensimmäinen käyttö tapahtui toisen maailmansodan aikana , jolloin HMS  Furious -järjestelmään lisättiin väliaikainen ramppi auttamaan raskaasti kuormitetun Fairey Barracudasin nousua, joka suoritti lakkooperaation Saksan taistelulaivaa Tirpitzia vastaan . Aikana Kylmän sodan aikakauden käsite tutkittiin keinona lyhentää lennon kannet tarvitaan tulevaisuudessa lentotukialuksia sekä helpottamaan yhä enemmän painavia koneita merellä. Kuninkaallisen laivaston otti erityisen kiinnostunut ski-hyppy 1970-, suorittamalla sarjan kokeita yhdessä äskettäin kehitetty Hawker Harrier VSTOL taistelija, ennen valintaa integroida ominaisuuden osaksi seuraavan sukupolven lentotukialus, The Invincible luokka .

Lukuisat meripalvelut ovat osoittaneet toiminnallisen arvonsa ja ottaneet käyttöön hyppyhyppyn omille lentotukialuksilleen ja amfibiohyökkäysalustoilleen, mutta myös maalla tapahtuvaa käyttöä on tutkittu. Mäkihyppyä voidaan käyttää kahdessa eri lähestymistavassa, jotka ovat lyhyt lentoonlähtö mutta pidätetty toipuminen ( STOBAR ) ja lyhyt lentoonlähtö, pystysuora laskeutumislentokone ( STOVL ); nämä koskevat tavanomaisten ja VSTOL -lentokoneiden toimintaa. Katapultilla varustetuista lentotukialuksista on tullut vähemmistö 21. vuosisadalla osittain laskutoimitusten laskun ja monimutkaisuuden vuoksi.

Periaate

Pieni espanjalainen thaimaalainen operaattori HTMS Chakri Naruebet mäkihyppykannella Etelä-Kiinan merellä huhtikuussa 2001.

Kiinteä ilma-alukset on rakentaa ajonopeus pitkään kestäneissä lentoonlähdön roll. Eteenpäin suuntautuvan nopeuden kasvaessa siivet nostavat enemmän . Riittävän suurella nopeudella nostovoima ylittää lentokoneen painon ja lentokone kykenee jatkuvaan lentoon. Koska lentokoneen on saavutettava lentonopeus käyttämällä vain omia moottoreitaan, tarvitaan pitkä kiitotie, jotta lentokone voi lisätä nopeutta. Koskevasta lentotukialus , The ohjaamossa on niin lyhyt, että useimmissa lentokoneissa pääse lentonopeus ennen loppua kannella. Koska nosto on painovoimaa pienempi, lentokone menettää korkeutensa, kun pyörät poistuvat ohjaamosta ja mahdollisesti putoavat mereen.

Ohjaamon päässä oleva mäkihyppyramppi ohjaa lentokoneen hieman ylöspäin, jolloin osa lentokoneen eteenpäin suuntautuvasta liikkeestä muuttuu positiiviseksi nousunopeudeksi . Koska lentokone liikkuu edelleen riittämättömällä nopeudella riittävän nostovoiman aikaansaamiseksi, sen nousunopeus alkaa laskea heti, kun se poistuu ohjaamosta. Hiihtohyppyjen laukaisu on kuitenkin antanut lentokoneelle lisäaikaa jatkaa kiihtymistä. Kun sen nopeus ylöspäin on laskenut nollaan, lentokone kulkee riittävän nopeasti, jotta sen siivet tuottavat tarpeeksi nostoa. Tässä vaiheessa lentokone on vakaassa lennossa, kun se on lähtenyt kantajalta ilman, että hän koskaan on pudonnut ohjaamon korkeuden alapuolelle.

Monilla nykyaikaisilla lentotukialuksilla ei ole katapultteja, joten raskaiden lentokoneiden on lähdettävä lentoon omilla moottoreillaan. Mäkihypyt mahdollistavat raskaampien lentokoneiden nousun kuin vaakasuora kansi sallii. Laskettelumäet eivät kuitenkaan voi vastata nopeiden katapultin laukaisujen mahdollistamaa hyötykuormaa. Vaikka lentokoneet, kuten F/A 18 , jotka yleensä laukaistaan ​​katapultilla, voivat käyttää hiihtoramppia, tämä tyypillisesti johtaa polttoaineen tai ammusten kapasiteetin pienenemiseen ja vaikuttaa siten kielteisesti tehtävän laajuuteen.

Historia

Fairey Barracuda ottaa pois väliaikaisista ski-hypätä HMS  Furious vuonna 1944. puinen tukirakenne hyppyrimäen on selvästi näkyvissä.

Varhaiset lentotukialukset voisivat laukaista lentokoneita yksinkertaisesti kääntymällä tuuleen ja lisäämällä aluksen oma nopeus lentokoneen kokemaan nopeuteen. Toisen maailmansodan aikana lentotukikoneista tuli niin raskaita, että avustettu lentoonlähtö tuli toivottavaksi. Kannen katapultteja käytettiin lentokoneiden kiihdyttämiseen lentoonlähtönopeuteen, etenkin raskaiden lentokoneiden laukaisussa tai kun kurssin vaihtaminen oli hankalaa. Varhainen hyppyrimäen käyttö tapahtui vuonna 1944, kun brittiläinen lentotukialus HMS  Furious aloitti iskun saksalaista taistelulaivaa Tirpitzia vastaan . Suhteellisen raaka mäkihyppyramppi asennettiin tilapäisesti ohjaamon päähän, mikä auttoi raskaasti pommitettua Fairey Barracudasta nousemaan .

Toisen maailmansodan jälkeisinä vuosina yhä raskaamman lentotukialuksen yleinen suuntaus jatkui nopeana, mikä johti pelkoon, että lopulta tällaiset lisäykset ylittävät minkä tahansa katapulttijärjestelmän elinkelpoisen hyötykuorman. Näin ollen tutkittiin vaihtoehtoisia menetelmiä avun nousemiseksi. NACA- valmistunut tutkimus 1952 ehdotettu käyttö ski-hyppy jälkeisellä lentokoneen katapultti antamaan lisäapua lentoonlähtöä.

Vuonna 1973 M.Phil. opinnäytetyö, luutnantti Cdr. DR Taylor Ison-Britannian kuninkaallisesta laivastosta ehdotti mäkihypyn käyttöä Harrier Jump Jetin nousemiseksi . Hänen hyppyrimallinsa, jossa oli käyrä, kohtasi aluksi skeptisesti, mutta muut virkamiehet hyväksyivät ehdotuksen kokeilut. Näin ollen RAE Bedfordissa suoritettiin alkutestaus eri ramppikulmilla ; lentokoneena käytettiin kaksipaikkaista Harrier-demonstraattoria G-VTOL . Tulokset tarkistettiin edelleen tietokoneella mallinnustekniikoilla ja simulaatioilla. Nämä testit osoittivat, että suorituskyky kasvoi mäkihyppykulman myötä, mutta suunnittelijat valitsivat vähimmäiskulman, väitetysti tämän valinnan perusteluna oli välttää liiallisen rasituksen aiheuttamista lentokoneen alavaunuun.

1970-luvulla kuninkaallinen laivasto harkitsi läpikannen risteilijän tai kevyen lentotukialuksen rakentamista ja päätti integroida mäkihyppyn projektiin. Näin ollen Invincible- luokan lentotukialukset rakennettiin mäkihyppyillä, mikä lyhensi huomattavasti Harriersin lentoonlähtöön tarvittavaa etäisyyttä, vaikka se olisi kuormitettu hyödyllisellä hyötykuormalla. Mäkihyppy osoittautui suhteellisen halpaksi ja suoraviivaiseksi lisälaitteeksi, joka käsitti teräsrakenteen ilman liikkuvia osia. Hiihtohyppy lisättiin ensimmäisen tyyppiseen kantajaan, HMS  Invincible , hänen ollessaan Barrowissa; se asetettiin konservatiiviseen 7º kulmaan. 30. lokakuuta 1980 testilentäjä, luutnantti tohtori David Poole suoritti ensimmäisen hyppyavusteisen Harrier-lentoonlähdön merellä. HMS  Illustrious varustettiin aluksi myös 7 asteen rampilla; kuitenkin, HMS  Ark Royal , oli rakennettu 12 ° ramppi alusta alkaen, joka on määritetty olevan optimaalinen kulma. Kaksi aiempaa alusta varustettiin myöhemmin 12 asteen rampilla lentokoneiden suorituskyvyn parantamiseksi.

Lockheed Martin F-35B Lightning II lentoon lentotukialus HMS  Queen Elizabeth

Harrierin menestyksen jälkeen mäkihyppystä tuli todistettu menetelmä lentokoneiden laukaisemiseksi aluksilta ilman katapultin monimutkaisuutta ja kustannuksia. Lisäksi myöhempiä mäkihyppymalleja on parannettu alkuperäiseen muotoiluun verrattuna; todettiin, että jopa suhteellisen pienet urat tai epätäydellisyydet muuten täysin sileällä pinnalla olivat riittäviä saostumaan halkeilusta lentokoneen laskutelineessä. Tästä syystä kuninkaallinen laivasto otti käyttöön tiukemmat suunnittelutoleranssit kuningatar Elisabet -luokan lentotukialusten ramppimääritelmissä . Moderni mäkihyppy voidaan rakentaa yhdeksi irrotettavaksi rakenteeksi, joka on sijoitettu eteenpäin ohjaamoon sen sijaan, että se olisi täysin integroitu laivan keulaan.

Mäkihyppyjä lisättiin paitsi lentotukialuksiin, myös lukuisiin amfibiohyökkäyslaivoihin ja helikopterin laskeutumislaituriin helpottamaan STOVL-lentokoneiden toimintaa. Australian ja Espanjan Juan Carlos -luokan helikopteritelakat (LHD) on myös varustettu mäkihyppyillä mahdollisten STOVL -toimintojen helpottamiseksi. Hieman epätavallisesti Yhdysvaltain laivasto ei ole koskaan käyttänyt hiihtoramppeja amfibiohyökkäysaluksillaan, vaikka VSTOL-lentokoneet, kuten useat Harrier-hyppysuihkumallit ja Lockheed Martin F-35B Lightning II -mallit, käyttävät niitä voimakkaasti ; tämän on todettu johtuvan heidän toiminnastaan, johon liittyy helikopterien ja veneiden yhteiskäyttö.

Vuosisadan alkuun mennessä brittiläiset, kiinalaiset, intialaiset, italialaiset, venäläiset, espanjalaiset ja thaimaalaiset laivastot omistivat kaikki lentoliikenteen harjoittajat, jotka oli varustettu hiihtorampeilla. Kun Brasilian lentotukialus São Paulo jäi eläkkeelle vuonna 2017, Yhdysvallat ja Ranska olivat ainoat kaksi maata, jotka käyttivät edelleen katapultteja.

Lentoliikenteen harjoittajan toiminta

STOBAR

Suhoi Su-33 käynnistää päässä Venäjän lentotukialus  Admiral Kuznetsov

Lyhyen nousun mutta pidätettyjen lentokoneiden kuljettajien ( STOBAR ) perinteiset lentokoneet laukaistaan ​​mäkihyppyllä. Lentäjä lisää lentokoneen työntövoimaa kytkemällä jälkipolttimet päälle ja pitäen konetta jarruttamalla. Kaksi paneelia nostetaan lentotukialuksen kannelta lentokoneen päälaskutelineen eteen, jolloin kone pysyy liikkumattomana. Ohjaaja vapauttaa komennon jälkeen jarrun; kannen paneelit putoavat takaisin aukkoihinsa; ja lentokone taksoi nopeasti eteenpäin suurimmalla työntövoimalla. Hiihtorampin yli kaatuminen käynnistää koneen sekä ylöspäin että eteenpäin.

MiG-29 käynnistää suksen-hyppy ramppi on Kuznetsov luokan lentotukialus voidaan ottaa pois nopeudella noin 70 solmua (130 km / h, 81 mph), sen sijaan, että 140 solmua (260 km / h; 160 mph) (riippuen monista tekijöistä, kuten bruttopainosta).

Lukuun ottamatta Yhdysvaltoja ja Ranskaa, jokainen maailman laivasto, joka tällä hetkellä liikennöi laivaston kiinteiden siipien lentokoneista, käyttää hyppyramppeja.

STOVL

Sea Harrier käynnistää valikosta Intian laivaston lentotukialus INS  Viraat

Lyhyt lentoonlähtö, pystysuuntainen laskeutumislentokone ( STOVL ) tekee tavanomaisen vierityksen, ja suihkupakokaasut on säädetty tarjoamaan maksimaalinen työntövoima eteenpäin. Kun kone lähestyy mäkihyppyramppia, suihkupakokaasuja pyöritetään nostamaan ja työntämään eteenpäin. Tällaiset lentoonlähdöt mahdollistavat suuremman lentoonlähtöpainon kuin vaakasuora laukaisu ilman apua, koska mäkihyppyramppi antaa pystysuoran sysäyksen, kun sitä eniten tarvitaan, heti lentoonlähdössä hitaimmalla lentoonlähtönopeudella.

Laskuhyppyramppien nousujen katsotaan olevan turvallisempia kuin lentoonlähtölaitteen yli. Kun Harrier lähtee amerikkalaisesta laskeutumishelikopterin hyökkäyksestä (LHA), se lopettaa lentoonlähdön ja aloittaa lennon 18 metrin korkeudella veden yläpuolella. Sillä ei ehkä ole positiivista nousunopeutta , varsinkin jos alus olisi nostanut nenänsä lentoonlähdön aikana. Mäkihyppyramppia käyttämällä Harrier lähtee varmasti liikkeelle positiivisella nousunopeudella, ja sen vauhti nostaa sen 150-200 jalkaan (46-61 m) veden yläpuolelle.

Vuonna 1988 Yhdysvaltain merijalkaväen McDonnell Douglas AV-8B Harrier II -yksikkö teki joukon lentotestejä espanjalaiselle lentotukialukselle Príncipe de Asturias . Todettiin, että lentoonlähtöolosuhteet, joissa käytettäisiin kaikki Tarawa- luokan ohjaamon 230 metriä (750 jalkaa), kestäisivät vain 91 metriä Asturian 12 °: n mäkihyppyrampilla; tätä dramaattista parannusta alukselle, jossa ei ole katapultteja, kuvattiin "aivan hämmästyttäväksi".

Maa -operaatiot

F-14A nousu luiskalta NAS Pax -joella toteutettavuustestien aikana.

1990-luvun alussa Yhdysvaltain ilmavoimat tutkivat hyppyrien käyttöä maalla lyhyen kentän nousun mahdollistamiseksi; lähestymistapaa pidettiin "mahdollisena ratkaisuna Euroopan kiitotien epäämisongelmaan" kylmän sodan aikana . Päätettiin, että käytettäessä hyppyhyppyä, jossa on yhdeksän asteen lähtökulma, McDonnell Douglas F/A-18 Hornetin lentoonlähtöön tarvittava etäisyys pienenisi suunnilleen puoleen.

Laivat/luokat mäkihyppyillä

Viitteet

Lainaukset

Bibliografia

  • Brown, JD (2009). Kuljetusliike toisen maailmansodan aikana . Kustannus Seaforth. ISBN 9781848320420.
  • Bull, Stephen (2004). Encyclopedia of Military Technology and Innovation . Westport, Connecticut: Greenwood Publishing. ISBN 978-1-57356-557-8.
  • Gordon, Yefim (2006). Mikoyan MiG-29 . Hinckley, Iso -Britannia: Midland Publications. ISBN 9781857802313.
  • Gordon, Yefim (2006). Sukhoi Su -27 Flanker - WarbirdTech Vol. 42 . Erikoislehti. ISBN 9781580071963.
  • Green, Michael (30. huhtikuuta 2015). Yhdysvaltain laivaston lentotukialukset . Kynä ja miekka. ISBN 9781473854680.
  • Hobbs, David (2015). Brittiläinen Carrier Strike Fleet: vuoden 1945 jälkeen . Naval Institute Press. ISBN 9781612519999.
  • Stille, Mark (2012). Yhdysvaltain laivaston lentotukialukset 1922-45: Sotaa edeltävät luokat . Bloomsburyn kustantamo. ISBN 9781780968094.

Ulkoiset linkit