항공기 캐터펄트

Aircraft catapult
F-14 Tomcat이 USS Saratoga의 투석기에 연결할 준비를 하고 있다.

항공기 투석기는 항공기가 선박 갑판과 같은 매우 제한된 공간에서 이륙할 수 있도록 하는 데 사용되는 장치이지만 드문 경우 육상 활주로에도 설치할 수 있다.그것은 현재 항공모함에서 보조 이륙의 형태로 가장 일반적으로 사용된다.

항공모함에서 사용되는 형태에서 캐터펄트는 비행 갑판에 내장된 트랙 또는 슬롯으로 구성되며, 그 아래에는 트랙을 통해 항공기의 노즈 기어에 부착되거나 경우에 따라 캐터펄트 브리들이라고 불리는 와이어 로프가 항공기와 캐터펄트 셔틀에 부착됩니다.군함이나 상선의 갑판에 설치된 긴 거더 구조물에 수상비행기를 실은 발사 카트를 설치하는 등 역사적으로 다른 형태가 사용되었지만, 대부분의 투석기는 유사한 슬라이딩 트랙 개념을 공유한다.

캐터펄트를 추진하기 위해 무게와 데릭, 화약, 플라이휠, 공기압, 유압, 증기 동력, 고체 연료 로켓 부스터와 같은 다양한 수단이 사용되었습니다.미 해군은 제럴드 R의 건조와 함께 전자 항공기 발사 시스템을 개발하고 있다. 포드급 항공모함입니다

제2차 세계대전(에스코트 항공모함이 등장하기 전)에서는 재래식 전투기(특히 호커 허리케인)가 때때로 "캐터펄트가 장착된 상선" (CAM) 선박에서 캐터펄트되었다.조종사가 지상 활주로로 우회하거나, 낙하산이나 호송대 근처 물속에서 뛰어내리고 구조를 기다리도록 강요하는 nemy 항공기.

역사

투석기를 이용한 첫 비행 기록

새뮤얼 랭글리의 투석기, 하우스보트 및 실패한 사람을 운반하는 비행장(1903년

항공 선구자이자 스미스소니언 장관인 사무엘 랭글리는 스프링으로 작동하는 투석기를 사용하여 그의 성공적인 비행 모형과 1903년 실패한 [1]비행장을 발사했다.마찬가지로 1904년부터 시작된 라이트 브라더스는 제한된 [2]거리에서 이륙할 때 초기 항공기를 돕기 위해 무게와 데릭 스타일의 투석기를 사용했다.

1912년 7월 31일, 시어도어 고든 엘리슨은 미국 해군 투석기에서 발사된 최초의 사람이 되었다.해군은 압축공기 투석기를 완벽하게 만들어 메릴랜드주 아나폴리스의 샌티 독에 설치했다.첫 번째 시도는 비행기가 코를 위로 향하게 한 채 경사로를 벗어나 옆바람을 맞으며 비행기를 물속으로 밀어 넣었을 때 엘리슨 중위가 죽을 뻔했다.엘리슨은 잔해에서 무사히 탈출할 수 있었다.1912년 11월 12일, 중위엘리슨은 정지해 있는 석탄 바지선에서 해군의 첫 투석기 발사에 성공한 역사를 썼다.1915년 11월 5일, 중령 헨리 C. 머스틴은 진행 중인 [3]배에서 처음으로 투석기를 발사했다.

응용 프로그램 스케줄

특징 처음 본 것 처음 시연된 날짜 첫 번째 위탁 운송 회사 서비스 개시 메모들
해군 투석기 1915 USS 노스캐롤라이나 USS Langley – 압축 공기
USS 렉싱턴 – 플라이휠
용기 있는 HMS – 유압		 1922
1927
1934		 Cmdr 중위님헨리 머스틴은 1915년 11월 5일 첫 번째 성공적인 발사를 했다.
증기 캐터펄트 1950 페르세우스자리 HMS USS 핸콕 1954 1953년 SCB-27C 개조 과정에서 핸콕에 추가되었다.
메일 2010 레이크허스트 맥스필드 USS 제럴드 R. 포드 2017

제2차 세계 대전

HMS 버뮤다 캐터펄트에서 발사된 슈퍼마린 바다코끼리(1943년)

미 해군은 화약과 플라이휠 변형을 이용한 투석기를 포함한 다른 동력원과 모형으로 실험했다.1924년 12월 14일, 마틴 MO-1 관측기가 L.C. 중위에 의해 비행했다.헤이든은 USS 랭글리에서 화약으로 구동되는 투석기를 사용하여 발사되었다.이 진수 이후, 이 방법은 순양함과 [4]전함 모두에서 사용되었다.

1929년까지 독일 원양선 SS 브레멘과 유로파는 [5]로스토크의 하인켈 항공 회사가 설계한 압축 공기 투석기를 장착했고, 1930년대 전반 도니에 발 쌍둥이 비행선과 함께 남대서양을 건너는 투석 항공 우편에 대한 추가 작업을 수행했다.

제2차 세계대전 이전과 그 기간 동안 항공모함의 투석기는 대부분 유압식이었다.그러나 미 해군의 해상 전함 투석기는 5인치 포에 사용되는 것과 유사한 폭발물로 운용되었다.일부 항공모함들은 제2차 세계대전 이전과 제2차 세계대전 중에 격납고 갑판에 투석기를 장착하여 완성되었지만, 그들은 단기 운항, 격납고 갑판의 낮은 간극, 이륙을 위한 항공기의 비행속도에 배의 전진속도를 추가할 수 없는 것, 그리고 물에서 낮은 간극(여건 제공) 때문에 인기가 없었다.비행 첫 순간의 오류에 대한 여유를 크게 줄인다.)그것들은 대부분 실험적인 목적으로 사용되었고,[4] 전쟁 후반기에는 사용이 완전히 중단되었다.

1941년 5월 31일 스코틀랜드 그리녹, CAM 선박의 로켓 투척을 이용한 허리케인 시험 발사

항공모함을 제외한 많은 해군 함정들은 정찰과 탐지를 위해 수상비행기, 수상비행기 또는 수륙양용기를 실었다.그들은 캐터펄트로 발사되어 크레인으로 회수하기 위해 함께 바다에 착륙했다.또한, 잠수함 항공모함의 개념은 제2차 세계대전 이후까지 여러 나라에 의해 개발되었으며, 잠수함은 항공기가 착륙한 후 잠수함에 의해 회수될 수 있도록 공격 작전이나 포병 위치 파악을 위해 소수의 부유기를 발사하였다.영국 해군의 전투 순양함은 1918년 3월 8일 HMAS Australia에서 처음 발사되었다.그 후, 많은 영국 해군 함정들이 투석기와 한 대에서 네 대의 항공기를 실었다; HMS 프린스 오브 웨일즈와 같은 전함이나 순양함들은 네 대의 항공기를 실었고, HMS 로드니는 두 대의 항공기를 실었고, 반면 순양함인 HMNZS 리앤더와 같은 작은 군함들은 한 척을 실었다.수송된 항공기는 페어리 시폭스호 또는 슈퍼마린 월러스호였다.HMS 넬슨 같은 사람들은 투석기를 사용하지 않았고, 비행기는 이륙을 위해 바다로 내려졌다.일부는 그들의 항공기와 투석기를 제2차 세계대전 중 또는 이전(예: HMS Duke of York, 또는 HMS Ramillies)에 제거했다.

제2차 세계 대전 동안 많은 배들이 로켓 추진식 투석기를 장착했는데, 처음에는 영국 해군의 전투 투석기 배, 그 다음에는 "투석 무장 상인"에서 온 CAM 배라고 알려진 무장 상인들이었다.이것들은 적의 정찰 폭격기를 몰아내기 위한 호송 호위 임무에 사용되었다.CAM 선박은 '허리캣' 또는 '격투기'로 불리는 호커해 허리케인 1A를 [i]싣고 있었으며 조종사는 [6]육지로 날아갈 수 없는 한 탈출했다.

전쟁 중 콜디츠 성에 수감된 영국군 포로들은 무거운 바위와 돌로 가득 찬 추락하는 욕조를 성 지붕에서 콜디츠 콕 글라이더를 발사하는 데 사용되는 투석기의 동력으로 사용하는 탈출 시도를 계획했다.

지상발사 V-1은 일반적으로 댐퍼저(증기발생기)[7][8]로 알려진 장치에 의해 경사진 발사 램프 위로 추진되었다.

증기 캐터펄트

2008년 샤를 드골의 개조 과정에서 분해된 캐터펄트의 요소
USS 존 C에 탑승한 항공기의 캐터펄트에 대한 최종 점검. 스테니스

제2차 세계 대전 이후, 영국 해군은 그들의 항공모함 함대를 위한 새로운 투석 시스템을 개발하고 있었다.사령관 콜린 C. RNV인 미첼은 차세대 해군 항공기를 띄우기 위한 효과적이고 효율적인 수단으로 증기 기반 시스템을 추천했다.1950년부터 에릭 "윙클" 브라운과 같은 조종사들이 비행한 HMS 페르세우스에 대한 실험은 그 효과를 보여주었다.해군은 1950년대 중반에 무거운 제트 전투기를 발사할 수 있는 증기 투석기를 도입했다.분말 구동식 캐터펄트도 검토되었으며, 충분히 강력했을 뿐만 아니라 기체에 훨씬 더 큰 부하를 가했을 것이며 장기간 [4]사용하기에 적합하지 않았을 수 있습니다.

발사 시 릴리스 바는 증기 압력이 증가하면 항공기를 제자리에 고정시킨 다음 파손(또는 "해제")하여 이전 모델은 핀을 사용하여 피스톤이 갑판을 따라 항공기를 고속으로 끌어당길 수 있도록 합니다.약 2초에서 4초 이내에 투석기와 겉보기 풍속(선박의 속도 플러스 또는 마이너스 "자연" 바람)의 작용에 의한 항공기 속도는 [9]엔진 하나를 잃은 후에도 항공기가 날아가기에 충분하다.

대형 항공모함을 보유하고 있는 국가, 즉 미국 해군과 프랑스 해군은 여전히 CATOBAR(Catapult Assisted Take Off But Arested Recovery) 구성을 사용하고 있다.미 해군 전술 항공기는 캐터펄트를 사용하여 다른 방법보다 더 무거운 전하를 가지고 발사한다.E-2 호크아이와 S-3 바이킹과 같은 대형 비행기들은 캐터펄트 샷을 필요로 하는데, 그 이유는 그들의 추력 대 무게비가 항모 [4]갑판에서 일반적인 롤링 이륙에 비해 너무 낮기 때문이다.

증기 캐터펄트 타입

현재 또는 미국과 프랑스 해군이 운용하고 있는 것은 다음과 같습니다.[9][10][11][12][13][14][15][16][17]

유형 전장 스트로크 용량. 캐리어
C-11 및 C-11-1 225 피트(69 m) 211 피트(64 m) 136노트의 경우 39,000파운드(18t), 108노트의 경우 70,000파운드(32t) SCB-27C 에식스급 변환기, USS Coral Sea, USS 미드웨이와 USS 프랭클린 D에 활을 설치한다. 루스벨트, USS Forrestal과 USS Saratoga에 허리 설치
C-11-2 162 피트(49 m) 150피트(46m) USS 미드웨이와 USS 프랭클린 D의 허리 투석기. 루즈벨트
C-7 24 m (276 피트) 253피트(77m) 148.5노트의 경우 40,000파운드(18t), 116노트의 경우 70,000파운드(32t) USS 레인저, USS 인디펜던스, USS Forrestal 및 USS Saratoga에 활 설치
C-13 265피트(81m) 250피트(76m) 139노트로 78,000파운드(35t) Kitty Hawk 클래스, SCB-101.66 현대화 후 USS 미드웨이, USS Enterprise
C-13-1 325피트(99m) 310피트(94m) 140노트로 80,000파운드(36t) USS America와 USS John F에 한 대 설치. 케네디, 모두 USS 니미츠, USS 드와이트 D에 탑승했습니다 아이젠하워, 칼빈슨, 시어도어 루스벨트
C-13-2 325피트(99m) 306피트(93m) USS 에이브러햄 링컨, USS 조지 워싱턴, USS 존 C 스테니스, USS 해리 S. 트루먼
C-13-3 261 피트(80 m) 246 피트 (75 m) 140노트로 60,000파운드(27t) 프랑스 항공모함 샤를 드골

브라이들 캐처

USS 사라토가 진행 중입니다브라이들 캐처는 포워드 캐터펄트의 끝에 있는 확장입니다.

일부 항공모함의 캐터펄트 끝에 돌출된 각진 램프(Van Velm Bridle Aster 또는 경적)는 재사용을 위해 캐터펄트 셔틀과 항공기 동체 사이의 커넥터)를 잡는 데 사용되었다.셔틀에 고삐를 부착할 수 있는 작은 로프가 있었는데, 이 로프는 각진 뿔을 계속 내려 비행기에서 고삐를 당겨 아랫배를 손상시키지 않도록 했다.그 고삐는 뿔 옆에 있는 그물로 잡힐 것이다.냉전이 종식된 이후 미국 항공기에는 브라이들이 사용되지 않았고 그 이후로 취역한 모든 미 해군 항공모함에는 경사로가 없었다.브라이들 캐쳐와 함께 취역한 마지막 미국 항공모함은 칼 빈슨호였다. USS 시어도어 루스벨트호를 시작으로 램프는 삭제되었다.1990년대 후반과 2000년대 초반의 연료 공급 및 복합 정비 과정에서, 브리들 캐처는 최초의 3개의 니미츠급 항공모함에서 제거되었다.USS 엔터프라이즈호는 2012년 [citation needed]미 해군의 마지막 작전 항공모함이었다.

오늘날의 미국 항공모함처럼 프랑스 항공모함 샤를 드골도 기내에서 운용되는 최신 항공기는 미 [18]해군과 같은 발사 시스템을 사용하기 때문에 브라이들 캐처(bridle catchers를 갖추고 있지 않다.이러한 상호운용성 덕분에 미국 항공기도 샤를 드골에서 투하할 수 있고, 반대로 프랑스 해군 항공기는 미 해군 항공모함의 투사기를 사용할 수 있다.샤를 드골호의 기내에서 슈퍼 에탕다르호가 운영될 당시, 그 굴레는 단 한 번만 사용되었는데, 이는 굴레 포수들에 의해 결코 복구되지 않았기 때문이다.

Clemenceau와 Foch는 또한 Super Artendards뿐만 아니라 Vought F-8 Crusader의 [clarification needed]고삐를 잡고 복구하기 위한 고삐를 갖추고 있었다.

전자파 캐터펄트

주요 기사:전자파 캐터펄트
EMALS에서 사용되는 선형 유도 모터의 컴퓨터 생성 모델입니다.

증기 캐터펄트의 크기와 인력 요구 사항은 그들의 능력에 제한을 가합니다.General Atomics가 개발한 EMALS(Electronagnetic Aircraft Launch System)와 같은 전자파 캐터펄트가 새로운 접근법이다.전자기 투석기는 항공기에 대한 부하를 줄이고 점진적이고 지속적인 가속을 가능하게 함으로써 발사 중에 더 많은 제어력을 제공한다.또한 전자파 캐터펄트는 솔리드 스테이트 [19]구성 요소를 사용하여 유지보수가 상당히 덜 필요할 것으로 예상됩니다.

1945년 웨스팅하우스의 [20]Electropult 시스템과 같은 선형 유도 모터가 이전에 실험되었습니다.하지만 21세기 초에 해군은 선형 유도 모터와 전자석으로 구동되는 투석기로 다시 실험을 시작했다.전자파 캐터펄트는 핵추진 항공모함에서 에너지 효율이 더 높을 것이며 가압 증기를 사용함으로써 야기되는 위험의 일부를 완화시킬 것이다.가스 터빈으로 움직이는 배에서 전자파 투석기는 투석 증기를 발생시키기 위해 별도의 증기 보일러가 필요하지 않습니다.미 해군의 제럴드 R. 포드급 항공모함과 PLA 해군의 003형 항공모함은 [21][22]설계에 전자기 투석기를 포함시켰다.

민간용

1929년부터 독일 노르도이체르 로이드라이너스 SS 브레멘과 유로파에는 [23]우편기를 띄우기 위해 하인켈 플루그제그베르케가 설계한 압축 공기 구동 투석기가 설치되었다.이 배들은 독일과 미국을 잇는 항로에 투입되었다.우편 가방을 실은 이 항공기는 배가 목적지로부터 수백 마일 떨어져 있을 때 우편물 입찰로 출범하여 우편물을 하루 정도 빠르게 배달할 수 있었다.처음에 하인켈 He 12 항공기는 융커스 Ju 46으로 대체되기 전에 사용되었고, 융커스 Ju 46은 Vought V-85G로 [24]대체되었다.

독일 항공사인 루프트한자는 이후 전용 캐터펄트선 SS 웨스트팔렌, MS 슈바벤란트, 오스트마크, 프리센란트를 이용해 독일 슈투트가르트에서 [25]브라질로 가는 남대서양 항공편에서 더 큰 도르니에 도제이 발(고래), 도르니에 도 18, 도르니에 도 26을 취항시켰다.1933년 항로를 증명하는 비행과 1934년 2월부터 예정된 운항에서 월스는 서아프리카의 감비아인 배서스트와 남아메리카의 섬 그룹인 페르난도 데 노론하 사이의 항로를 횡단했다.처음에는 해양 한가운데에 급유소가 있었다.하늘을 나는 보트는 공해상에 착륙하여 크레인에 의해 윈치되고 연료를 공급받은 후 투석기에 의해 공중으로 발사되었다.그러나 큰 바다에 착륙하면 비행선의 선체가 손상되는 경향이 있었다.1934년 9월부터 루프트한자는 해양 횡단 단계 양 끝에 지원선을 배치하여 밤새 항공기를 바다로 운반한 후 무선 항법 신호와 캐터펄트 발사를 제공하였다.1935년 4월부터 월 부부는 바로 앞바다에서 발사되어 전 거리를 바다를 가로질러 비행했다.이는 비행선이 자체 동력으로 물에서 이륙할 필요가 없을 때 더 많은 연료를 운반할 수 있었고 독일에서 브라질까지 우편물을 보내는 데 걸리는 시간을 4일에서 3일로 단축했기 때문에 가능했다.

1936년부터 1938년까지, Blohm & Voss Ha 139 비행선을 포함한 시험이 뉴욕 북대서양 항로에서 실시되었습니다.슈바벤란트는 1938/39년 독일 포경기지 지역을 찾는 주요 목적으로 남극 탐험에도 사용되었는데, 이 곳에서 캐터펄트가 발사한 월스는 이후 독일이 뉴 스와비아라고 주장한 지역을 조사했다.루프트한자의 모든 투석기는 1939년 루프트바페에 인수되어 제2차 세계대전 때 군용으로 건조된 투석기 3척과 함께 수상기 입찰로 사용되었다.

세계 2차 대전 이후, 슈퍼마린 월러스 수륙양용 항공기도 영국의 포경 회사인 유나이티드 화이트러스에 의해 잠시 운영되었다.남극에서 활동하면서, 그들은 전 해군 항공기의 [26]투석기를 장착한 공장선 FF 발라에나에서 발사되었다.

캐터펄트의 대체 수단

중국, 인도, 러시아 해군은 STOBAR 항공모함에서 재래식 항공기를 운용한다.투석기 대신 스키 점프를 사용하여 항공기가 일정한 상승률로 이륙할 수 있도록 도와줍니다.J-15, Mig-29K, Su-33과 같은 항공모함 항공기는 비행속도로 가속하기 위해 자체 엔진에 의존한다.그 결과 연료와 무기 하중을 줄이고 이륙해야 합니다.

F-35B 라이트닝 II, Sea Harrier, AV-8B Harrier II와 같은 항공모함이 있는 다른 해군들은 STOVL 항공기를 운용한다.이러한 항공기는 가벼운 하중으로 수직으로 이륙하거나 스키 점프를 사용하여 무거운 하중으로 롤링 이륙을 지원할 수 있다.STOVL 통신사는 CATOBAR [27]통신사에 비해 가격이 저렴하고 일반적으로 크기가 작습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Mk 1A 해상 허리케인은 한 번의 비행 후 소실될 것이라는 예상에서 전투에 지친 허리케인을 단순 개조한 것이다.착륙을 위한 언더캐리지는 강화되지 않았으며, 단지 캐터펄트 발사를 위한 연결 지점이었다.
  1. ^ McFarland, Stephen L. (1997). A Concise History of the U.S. Air Force. Ft. Belvoir: Defense Technical Information Center. pp. 2. ISBN 0-16-049208-4.
  2. ^ Stephen J. Chant, Douglas E. Campbell (2013). Patent Log: Innovative Patents that Advanced the United States Navy. Syneca Research group, inc. p. 289. ISBN 978-1-105-62562-6.
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참고 문헌

Wikimedia Commons에는 항공기 투석기와 관련된 미디어가 있습니다.
  • 런던, 피터.영국 비행선.영국, Stoud: Sutton Publishers Ltd, 2003.ISBN 0-7509-2695-3.
  • 를 클릭합니다Werrell, Kenneth P. (1985), The Evolution of the Cruise Missile, Maxwell Air Force Base, Alabama: Air University Press.