Kayakla atlama (havacılık) - Ski-jump (aviation)

Mayıs 1990'da HMS  Invincible'ın güvertesindeki kayakla atlamadan kalkan Kraliyet Donanması Deniz Harrier .

Havacılıkta, kayakla atlama , uçağın gerekli kalkış rulosundan daha kısa bir pistten kalkış yapmasına izin veren yukarı doğru kavisli bir rampadır . Uçağı yukarı doğru zorlayarak, sürekli uçuş için gerekenden daha düşük bir hava hızında kalkış gerçekleştirilebilirken, uçağın pistten ziyade havada bu hıza hızlanmasına izin verilir. Kayakla atlamalar, genellikle mancınıkları olmayan uçak gemilerinden uçakları fırlatmak için kullanılır .

Kayakla atlamanın ilk kullanımının , Alman zırhlısı Tirpitz'e karşı bir grev görevi yürüten ağır yüklü Fairey Barracudas'ın kalkışına yardımcı olmak için HMS  Furious'a geçici bir rampa eklendiği İkinci Dünya Savaşı sırasında meydana geldiğine inanılıyor . Sırasında Soğuk Savaş döneminin, kavram sıra denizde sürekli artan bir ağır uçak kolaylaştırmak için gelecek uçak gemilerine için gerekli uçuş güverte uzunluğu azaltmanın bir aracı olarak incelenmiştir. Kraliyet Donanması yeni geliştirilmiş birlikte çalışmaların bir dizi iletken, 1970'lerde kayakla atlama özel bir ilgi aldı Hawker Siddeley Harrier VSTOL uçak gemisi sonraki nesil içine özelliği entegre etmek seçmeden önce, savaşçı, Yenilmez sınıf .

Operasyonel değerini kanıtlamış çok sayıda deniz servisi, kendi uçak gemileri ve amfibi hücum platformları için kayakla atlamayı benimsemiş, karada kullanımları da incelenmiştir. Kayakla atlama, Kısa Kalkışlı Ama Tutuklanan Kurtarma ( STOBAR ) ve Kısa Kalkışlı , Dikey İnişli Uçak ( STOVL ) olmak üzere iki farklı yaklaşımda kullanılabilir ; bunlar sırasıyla geleneksel ve VSTOL uçaklarının işletimi ile ilgilidir. Mancınık donanımlı uçak gemileri, kısmen kayakla atlama operasyonlarının maliyetinin ve karmaşıklığının azalması nedeniyle yirmi birinci yüzyılda azınlık haline geldi.

Prensip

Küçük İspanyol yapımı Tay taşıyıcı HTMS Chakri Naruebet , Nisan 2001'de Güney Çin Denizi'nde kayakla atlama güvertesi ile .

Bir sabit kanatlı uçaklar uzun sırasında ileri hız oluşturmak gerekir kalkış rulo. İleri hız arttıkça, kanatlar daha fazla kaldırma kuvveti üretir . Yeterince yüksek bir hızda, kaldırma kuvveti uçağın ağırlığını aşacak ve uçak sürekli uçuş yeteneğine sahip olacaktır. Uçağın uçuş hızına güç için sadece kendi motorlarını kullanarak ulaşması gerektiğinden, uçağın hız kazanabilmesi için uzun bir pist gereklidir. Bir uçak gemisinde , uçuş güvertesi o kadar kısadır ki çoğu uçak, güvertenin sonuna ulaşmadan uçuş hızına ulaşamaz. Kaldırma yerçekiminden daha az olduğu için, tekerlekler uçuş güvertesinden ayrıldıktan ve muhtemelen denize düştükten sonra uçak irtifa kaybedecektir.

Uçuş güvertesinin sonundaki bir kayakla atlama rampası, uçağı hafif bir yukarı açıya yönlendirerek, uçağın ileri hareketinin bir kısmını pozitif bir tırmanma hızına dönüştürür . Uçak hala yeterli kaldırma kuvveti oluşturmak için yetersiz bir hızda seyahat ettiğinden, uçuş güvertesinden ayrılır ayrılmaz tırmanma hızı düşmeye başlayacaktır. Ancak, kayakla atlama fırlatma, uçağa hızlanmaya devam etmesi için ek süre verdi. Yukarıya doğru hızı sıfıra düştüğünde, uçak kanatlarının yeterli kaldırmayı üretmesine yetecek kadar hızlı gidecektir. Bu noktada, uçak, uçuş güvertesi yüksekliğinin altına hiç düşmeden taşıyıcıdan fırlatılmış olarak sabit uçuşta olacaktır.

Birçok modern uçak gemisinde mancınık yoktur, bu nedenle ağır uçakların kendi motorlarını kullanarak havalanması gerekir. Kayakla atlamalar, yatay bir güvertenin izin verdiğinden daha ağır uçakların havalanmasını mümkün kılar. Ancak, kayakla atlama fırlatmaları, yüksek hızlı mancınık fırlatmalarının mümkün kıldığı yüklerle eşleşemez. F/A 18 gibi normalde mancınıkla fırlatılan uçaklar bir kayak rampasından faydalanabilirken, bu genellikle yakıt veya mühimmat için azaltılmış bir kapasite pahasına gelir ve bu nedenle görev kapsamını önemli ölçüde olumsuz etkiler.

Tarih

Bir Fairey Barracuda 1944'te HMS  Furious'taki geçici kayakla atlamadan havalanıyor. Kayakla atlamanın ahşap destek yapısı açıkça görülüyor.

İlk uçak gemileri, sadece rüzgara dönüşerek ve uçağın deneyimlediği hava hızına geminin kendi hızını ekleyerek uçakları fırlatabilirdi. İkinci Dünya Savaşı sırasında, taşıyıcı uçaklar o kadar ağırlaştı ki, yardımlı kalkış arzu edilir hale geldi. Güverte mancınıkları , özellikle ağır uçakları fırlatırken veya rota değiştirmenin uygun olmadığı durumlarda, uçağı kalkış hızına hızlandırmak için kullanıldı. Kayakla atlamanın ilk kullanımı 1944'te İngiliz uçak gemisi HMS  Furious'un Alman zırhlısı Tirpitz'e karşı bir saldırı başlatmasıyla gerçekleşti . Uçuş güvertesinin ucuna geçici olarak nispeten kaba bir kayakla atlama rampası kuruldu ve bu da ağır bomba yüklü Fairey Barracudas'ın havalanmasına yardımcı oldu .

İkinci Dünya Savaşı'nı takip eden yıllarda, giderek artan ağır taşıyıcı uçak eğilimi hızla devam etti ve bu tür artışların eninde sonunda herhangi bir mancınık sisteminin uygulanabilir yük kapasitesini aşacağı korkularına yol açtı. Buna göre, kalkışa yardımcı olmak için alternatif yöntemler araştırıldı. 1952'de tamamlanan bir NACA çalışması, kalkış yapan uçağa ek yardım sağlamak için uçak mancınıklarından sonra bir kayakla atlamanın kullanılmasını önerdi.

1973 yılında M.Phil. tez, Yard. Cdr. Britanya Kraliyet Donanması'ndan DR Taylor , Harrier Jump Jet'in kalkışına yardımcı olmak için bir kayakla atlama kullanılmasını önerdi . Bir eğriye sahip olan kayakla atlama tasarımı başlangıçta şüpheyle karşılandı, ancak diğer yetkililer teklifin denemelerini onayladı. Bu nedenle, çeşitli rampa açıları kullanılarak ilk testler RAE Bedford'da gerçekleştirildi ; kullanılan uçak iki kişilik Harrier göstericisi G-VTOL idi . Sonuçlar, bilgisayar modelleme teknikleri ve simülasyonlarla daha da doğrulandı. Bu testler, kayakla atlama açısı ile performansın arttığını gösterdi, ancak planlayıcılar minimum açıyı seçmeyi seçtiler, iddiaya göre bu seçimin arkasındaki mantık, uçağın alt takımına aşırı stres yerleştirmekten kaçınmaktı.

1970'lerde, Kraliyet Donanması bir güverte üstü kruvazör veya hafif uçak gemisi inşa etmeyi düşünüyordu ve kayakla atlamayı projeye entegre etmeye karar verdi. Buna göre, Invincible sınıfı uçak gemileri kayakla atlamalarla inşa edildi ve Harrier'lerin faydalı bir yük ile yüklendiğinde bile kalkış için gereken mesafeyi büyük ölçüde kısalttı. Kayakla atlama, herhangi bir hareketli parçası olmayan çelik konstrüksiyondan oluşan, taşıyıcılara nispeten ucuz ve basit bir ek olduğunu kanıtladı. Türün ilk taşıyıcısı olan HMS  Invincible'a , Barrow'da donatırken bir kayakla atlama eklendi ; muhafazakar 7º açıyla ayarlanmıştır. 30 Ekim 1980'de, test pilotu Yarbay David Poole, denizde ilk kayakla atlama destekli Harrier kalkışını gerçekleştirdi. HMS  Illustrious ayrıca başlangıçta 7º'lik bir rampa ile donatılmıştı; ancak HMS  Ark Royal , başlangıçtan itibaren optimum açı olarak belirlenen 12º'lik bir rampa ile inşa edildi. Daha önceki iki gemi daha sonra uçaklarının performansını artırmak için 12º rampalarla donatıldı.

Uçak gemisi HMS  Queen Elizabeth'ten kalkan bir Lockheed Martin F-35B Lightning II

Harrier'in başarısından sonra, kayakla atlama, bir mancınık karmaşıklığı ve masrafı olmadan gemilerden uçak fırlatmak için kanıtlanmış bir yöntem haline geldi. Ayrıca, daha sonraki kayakla atlama modelleri, orijinal tasarım üzerinde iyileştirmeler içerir; aksi takdirde kesinlikle pürüzsüz bir yüzey üzerindeki nispeten küçük tekerlek izleri veya kusurların bile, bir uçağın iniş takımlarında çatlamayı hızlandırmak için yeterli olduğu belirlendi. Bu nedenle Kraliyet Donanması, Queen Elizabeth sınıfı uçak gemilerinin rampa spesifikasyonlarında daha katı tasarım toleransları uygulamıştır . Modern bir kayakla atlamanın, bir geminin pruvasına tam olarak entegre edilmek yerine, ön uçuş güvertesine yerleştirilmiş tek bir çıkarılabilir yapı olarak inşa edilmesi mümkündür.

STOVL uçaklarının operasyonunu daha iyi kolaylaştırmak için sadece uçak gemilerine değil, aynı zamanda çok sayıda amfibi hücum gemisine ve iniş helikopteri rıhtımına da kayakla atlamalar eklendi. Avustralya ve İspanyol Juan Carlos sınıfı iniş helikopteri rıhtımları (LHD'ler), potansiyel STOVL operasyonlarını kolaylaştırmak için kayakla atlamalarla da donatıldı. Alışılmadık bir şekilde, Birleşik Devletler Donanması, çok sayıda Harrier atlama jeti ve Lockheed Martin F-35B Lightning II modeli gibi VSTOL uçakları tarafından yoğun olarak kullanılmasına rağmen, amfibi hücum gemilerinde kayak rampalarını hiç kullanmadı ; bunun helikopter ve botların birlikte kullanıldığı operasyonlardan kaynaklandığı belirtildi.

Yirmi birinci yüzyılın başında, İngiliz, Çin, Hint, İtalyan, Rus, İspanyol ve Tayland donanmalarının hepsi kayak rampalarıyla donatılmış uçak gemilerine sahipti. Brezilya uçak gemisi São Paulo'nun 2017 yılında emekliye ayrılmasının ardından, ABD ve Fransa hala mancınıklı uçak gemisi işleten iki ülke oldu.

Uçak gemisi operasyonları

STOBAR

Rus uçak gemisi  Amiral Kuznetsov'dan fırlatılan bir Sukhoi Su-33

Kısa Kalkış Ancak Tutuklanan Kurtarma uçak gemilerinde ( STOBAR ), geleneksel uçaklar bir kayakla atlama kullanılarak başlatılır. Pilot, uçağı frenleyerek tutarken art yakıcıları açarak uçağın itişini arttırır. Uçak gemisinin güvertesinden, uçağın ana iniş takımının önündeki iki panel kaldırılarak, uçağın hareketsiz kalması sağlanır. Komut verildiğinde, pilot freni bırakır; güvertedeki paneller yuvalarına geri düşüyor; ve uçak, maksimum itme kuvveti altında hızla ileriye doğru taksi yapar. Kayak rampasının üzerinden yuvarlanmak, uçağı hem yukarı hem de ileri fırlatır.

Kuznetsov sınıfı bir uçak gemisinde kayakla atlama rampasından fırlatılan bir MiG-29 , normal 140 knot (260 km/s; 160 mph) (brüt ağırlık gibi birçok faktöre bağlı olarak).

Amerika Birleşik Devletleri ve Fransa dışında, şu anda gemilerden donanma sabit kanatlı uçakları işleten dünyadaki her donanma kayakla atlama rampaları kullanıyor.

STOVL

Hint Donanması uçak gemisi INS  Viraat'tan bir Sea Harrier fırlatıldı

Kısa Kalkış, Dikey İniş uçakları ( STOVL ), jet egzozları maksimum ileri itme sağlayacak şekilde ayarlanmış olarak geleneksel bir yuvarlanma kalkışı yapar. Uçak kayakla atlama rampasına yaklaştıkça, jet egzozları hem kaldırma hem de ileri itme sağlamak için döndürülür. Bu tür kalkışlar, yardımsız yatay kalkıştan daha büyük bir kalkış ağırlığına izin verir, çünkü kayakla atlama rampası, en çok ihtiyaç duyulduğunda, en yavaş kalkış hızında kalkış anında dikey bir ivme sağlar.

Kayakla atlama rampası kalkışları, düz tepeli bir taşıyıcı üzerinden kalkışlardan daha güvenli olarak kabul edilir. Bir Harrier bir Amerikan iniş helikopteri saldırısından (LHA) fırlatıldığında , kalkış rulosunu tamamlayacak ve suyun 18 m üzerinde 18 m yükseklikte uçuşa başlayacaktır. Olumlu bir tırmanış hızı olmayabilir , özellikle de gemi kalkış sırasında burun aşağı eğilmişse. Bir kayakla atlama rampası kullanarak, bir Harrier kesinlikle pozitif bir tırmanma hızıyla fırlatılacak ve momentumu onu suyun 150 ila 200 ft (46 ila 61 m) yukarısına taşıyacaktır.

1988'de, ABD Deniz Piyadeleri McDonnell Douglas AV-8B Harrier II'lerin bir müfrezesi , İspanyol uçak gemisi Príncipe de Asturias üzerinde bir dizi uçuş testi gerçekleştirdi . Tarawa sınıfının uçuş güvertesinin tüm 750 ft (230 m) ' sini kullanacak olan kalkış koşullarının , Asturias'ın 12° kayakla atlama rampası ile yalnızca 300 ft (91 m) alacağı bulundu; Mancınıkları olmayan bir gemi için bu çarpıcı gelişme "şaşırtıcı olmaktan başka bir şey değil" olarak tanımlandı.

Kara operasyonları

F-14A, fizibilite testleri sırasında NAS Pax Nehri'ndeki bir rampadan havalanıyor .

1990'ların başlarında, Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri kısa mesafeli kalkışları sağlamak için karada kayakla atlamaların kullanımını inceledi; yaklaşım, Soğuk Savaş sırasında "Avrupa'daki pist reddi sorununa olası bir çözüm" olarak görülüyordu . Dokuz derecelik bir kalkış açısına sahip bir kayakla atlama kullanıldığında, bir McDonnell Douglas F/A-18 Hornet'in kalkış için gereken mesafenin kabaca yarı yarıya azalacağı belirlendi.

Kayakla atlamalı gemiler/sınıflar

Referanslar

alıntılar

bibliyografya

  • Brown, JD (2009). İkinci Dünya Savaşı'nda Taşıyıcı operasyonları . Seaforth Yayıncılık. ISBN'si 9781848320420.
  • Boğa, Stephen (2004). Askeri Teknoloji ve Yenilik Ansiklopedisi . Westport, Connecticut: Greenwood Yayıncılık. ISBN'si 978-1-57356-557-8.
  • Gordon, Yefim (2006). Mikoyan MiG-29 . Hinckley, Birleşik Krallık: Midland Yayınları. ISBN'si 9781857802313.
  • Gordon, Yefim (2006). Sukhoi Su-27 Flanker - WarbirdTech Cilt 42 . Özel Basın. ISBN'si 9781580071963.
  • Yeşil, Michael (30 Nisan 2015). Birleşik Devletler Donanması'nın Uçak Gemileri . Kalem ve Kılıç. ISBN'si 9781473854680.
  • Hobbs, David (2015). İngiliz Taşıyıcı Saldırı Filosu: 1945'ten Sonra . Deniz Enstitüsü Basın. ISBN'si 9781612519999.
  • Stille, Mark (2012). ABD Donanması Uçak Gemileri 1922-45: Savaş öncesi sınıflar . Bloomsbury Yayıncılık. ISBN'si 9781780968094.

Dış bağlantılar