Tutuklama tertibatı - Arresting gear

tutuklama dişlisi
ABD Donanması 020312-N-7265D-005 F-14.jpg
Bir F-14 Tomcat , 2002'de USS  Theodore Roosevelt'in  (CVN-71) uçuş güvertesine iniş yapan bir iniş yapmak için iniyor.

Bir tutuklama dişli veya tutucu dişli , hızla için kullanılan mekanik bir sistemdir yavaşlar o kadar bir uçağı toprakları . Uçak gemilerinde teçhizatı durdurmak , deniz havacılığının önemli bir bileşenidir ve en yaygın olarak CATOBAR ve STOBAR uçak gemilerinde kullanılır. Benzer sistemler, seferi veya acil kullanım için karadaki hava limanlarında da bulunur. Tipik sistemler, uçağın kuyruk kancasına takılmak üzere tasarlanmış, uçağın iniş alanı boyunca uzanan birkaç çelik tel halattan oluşur . Normal bir tutuklama sırasında, kuyruk kancası tele ve uçağın kinetik enerjisine geçer.taşıyıcı güverte altına takılan hidrolik sönümleme sistemlerine aktarılır. Uçak kanatlarını veya iniş takımlarını yakalamak için ağları kullanan diğer ilgili sistemler de vardır . Bu barikat ve bariyer sistemleri, çalıştırılabilir kuyruk kancası olmayan uçaklar için yalnızca acil durum durdurmaları için kullanılır.

Tarih

1930'ların başlarında İngiliz uçak gemisi HMS  Furious'a inen Fairey III-F uçağı . Durdurucu dişli telleri, uçuş güvertesinin üzerinde görülebilir

Durdurucu kablo sistemleri Hugh Robinson tarafından icat edildi ve Eugene Ely tarafından 18 Ocak 1911'de USS  Pennsylvania zırhlı kruvazörüne ilk inişinde kullanıldı . Bu ilk sistemlerde kablolar makaralardan geçiyor ve kum torbaları gibi ölü ağırlıklara bağlıydı. . Daha modern tutuklama kabloları, Haziran 1931'de Commander CC Mitchell tarafından tasarlanan HMS  Courageous üzerinde test edildi .

Modern ABD Donanması uçak gemilerinde , iki saniyede 344 fit (105 m) mesafede 130 deniz mili hızda 50.000 kiloluk (23 ton) bir uçağı kurtarma kabiliyetine sahip Mark 7 Mod 3 tutuklama tertibatı bulunur. . Sistem, maksimum kablo çıkışında teorik olarak maksimum 47,5 milyon fit-pound (64.4 MJ) enerjiyi emecek şekilde tasarlanmıştır.

Açılı uçuş güvertesinin tanıtılmasından önce, inen uçakların uçuş güvertesinde daha ileride park etmiş uçaklara girmesini önlemek için iki sistem (güverte kablolarına ek olarak) kullanıldı: bariyer ve barikat. Uçağın kuyruk kancası bir teli yakalayamazsa, iniş takımı bariyer olarak bilinen 3-4 fit yüksekliğinde (0,91-1,22 m) bir ağ tarafından yakalanacaktır . Uçak, iniş sırasında bir kabloyu yakalarsa, uçağın üzerinden taksi yapmasına izin vermek için bariyer hızla indirilebilir. Nihai güvenlik ağı, inen uçakların pruvaya park etmiş diğer uçaklara çarpmasını önleyen büyük, 15 fit yüksekliğinde (4,6 m) bir ağ olan barikattı . Bariyerler artık kullanımda değil, ancak zemine dayalı durdurma tertibatına bazen "bariyerler" deniyor. Barikatlar hala taşıyıcılarda kullanılıyor, ancak yalnızca acil durumlarda düzenleniyor ve kullanılıyor.

Operasyon

Bir uçak burun tekerleği üzerinden geçtikten milisaniye sonra çapraz güverte kolyesi. Kemerli destekler , pandantifi uçuş güvertesinin üzerine yükselten yaprak yaylardır .

Normal bir durdurma, gelen bir uçağın durdurma kancası güverte pandantiflerinden birine geçtiğinde gerçekleştirilir. Bir iniş uçağı bir güverte pandantifine geçtiğinde, inen uçağın ileri hareketinin kuvveti, kasnaklar aracılığıyla uçuş güvertesinin altındaki bir makine odasında veya güvertenin her iki tarafında bulunan durdurma motoruna yönlendirilen bir satın alma kablosuna aktarılır. koşu yolu. Güverte pandantifi ve satın alma kablosu, durdurulan uçak tarafından dışarı çekilirken, uçağın kinetik enerjisi kabloların mekanik enerjisine, durdurma motoru ise kabloların mekanik enerjisini hidrolik enerjiye aktarır. Bu klasik hidrolik tutuklama sisteminin yerini, enerji absorpsiyonunun bir turbo-elektrik motor tarafından kontrol edildiği elektromanyetik kullanan bir sistem alıyor. Durdurma motoru, inen uçağın yumuşak ve kontrollü bir şekilde durdurulmasını sağlar. Tutuklamanın tamamlanmasıyla, uçak durdurma kancası güverte pandantifinden ayrılır ve daha sonra normal konumuna geri çekilir.

Deniz tabanlı sistemler

3 numaralı kabloyu yakalamak üzere olan bir Grumman A-6 Davetsiz Misafir .

Modern taşıyıcılar tipik olarak iniş alanı boyunca döşenmiş üç veya dört durdurma kablosuna sahiptir. Tüm ABD gemileri Nimitz -sınıf ile birlikte Kurumsal , hariç, dört tel var USS  Ronald Reagan ve USS  George HW Bush sadece üç var. Gerald R. Ford -sınıf taşıyıcılarda da üç tane olacak. Pilotlar, kısa devre riskini azaltmak için üç kablolu konfigürasyon için ikinci kabloyu veya dört kablolu konfigürasyon için üçüncü kabloyu hedefler. Bir uçak gemisine inmek için gelen uçaklar tam gazın yaklaşık %85'indedir. Konma anında, pilot gaz kelebeğini tam güce ilerletir. Olarak F / A-18 / F Süper Hornet ve EA-18G Growler başarılı yakalanması yavaşlama algılandığında uçak, uçak otomatik% 70 motor itme azaltır. Bu özellik, maksimum art yakıcı seçilerek pilot tarafından geçersiz kılınabilir. Uçak, " bolter " olarak bilinen bir durdurma kablosunu yakalayamazsa , uçağın açılı uçuş güvertesinden aşağı doğru devam etmek ve tekrar havaya uçmak için yeterli gücü vardır . Durdurma tertibatı uçağı durdurduğunda, pilot gazları rölantiye getirir, kancayı kaldırır ve taksileri kaldırır.

Amerikan CVN'lerine (nükleer uçak gemileri ) ek olarak , Fransız Charles de Gaulle , Rus Amiral Kuznetsov , Brezilyalı São Paulo , Çin Liaoning'in yanı sıra Hint Vikramaditya aktif veya gelecekteki uçak gemileri durdurma teçhizatı ile kurulur.

Kara tabanlı sistemler

ABD Deniz Piyadeleri , kara tabanlı bir tutuklama sistemi için bir tutuklama motoru üzerinde çalışıyor. Arka planda naylon bant için not makarası.

Savaş uçağı veya jet eğitim uçağı işleten karadaki askeri hava limanları , tüm inişler için gerekli olmasa da, durdurma tertibatı sistemlerini de kullanır. Bunun yerine, uçakların kısa veya geçici pistlere inmesi veya fren arızası, direksiyon sorunları veya tüm pist uzunluğunun kullanılmasının mümkün veya güvenli olmadığı diğer durumlar gibi acil durumlar için kullanılırlar. Üç temel kara tabanlı sistem türü vardır: kalıcı, seferi ve taşma teçhizatı.

Bir F-16 bir alan tutuklaması yapar.

Savaş veya jet eğitim uçaklarını işleten neredeyse tüm ABD askeri havaalanlarında kalıcı sistemler kuruludur. Sefer sistemleri, kalıcı sistemlere benzer ve uçakların kısa veya geçici pistlere inmesi için kullanılır. Seferi sistemler, yalnızca birkaç saat içinde kurulacak veya kaldırılacak şekilde tasarlanmıştır.

Kancalı kablolardan ve/veya bariyerler olarak bilinen elastik ağlardan oluşan taşma tertibatı, genellikle bir yedekleme sistemi olarak kullanılır. Bariyer ağları bir uçağın kanatlarını ve gövdesini yakalar ve uçağı yavaşlatmak için bir durdurma motoru veya çapa zincirleri veya dokuma kumaş demetleri gibi diğer yöntemleri kullanır. Taşma alanının kısa olduğu bazı kara tabanlı hava limanlarında, mühendislik malzemeleri tutucu sistemi (EMAS) olarak adlandırılan bir dizi beton blok kullanılır. Bu malzemeler, bir uçağın iniş takımını yakalamak ve yuvarlanma direnci ve sürtünme yoluyla yavaşlatmak için kullanılır. Uçak blokları kırmak için gereken enerjinin aktarılmasıyla durdurulur. Diğer durdurma tertibatlarından farklı olarak, EMAS, taşma alanının normalde izin verilenden daha kısa olduğu bazı sivil havaalanlarında da kullanılmaktadır.

Askeri bir hava alanında bir bariyerin ilk kullanımı, jet avcı uçaklarının hata payının olmadığı daha kısa hava alanlarından çalışmak zorunda kaldığı Kore Savaşı sırasındaydı. Kullanılan sistem, durdurma tellerini kaçıran herhangi bir uçağın iniş alanının ilerisine park etmiş uçağa çarpmasını önlemek için düz güverte gemilerinde kullanılan Davis Bariyerinin bir nakliydi. Ancak, uçak bariyere çarptığında uçağı durdurmak için taşıyıcılarda kullanılan daha karmaşık hidrolik sistem yerine kara tabanlı sistem, uçağı durdurmak için ağır gemi çapa zincirleri kullandı.

Bileşenler

Yeni çapraz güverte pandantifleri sarılmıştır ve hızlı kurulum için hazırdır.

Tipik durdurma tertibatını oluşturan başlıca sistemler, kancalı kablo veya askılar, satın alınan kablolar veya bantlar, kasnaklar ve durdurma motorlarıdır.

Çapraz güverte kolye

A-dişli mekaniği, bir yaprak yayın yerini alır.

Durdurma kabloları veya telleri olarak da bilinen çapraz güverte pandantifleri, gelen bir uçağın durdurma kancası tarafından takılmak üzere iniş alanı boyunca uzanan esnek çelik kablolardır . Uçak gemilerinde kıçtan öne doğru 1-4 arasında numaralandırılmış üç veya dört kablo bulunur. Askılar bir çapa sahip olan tel halatın yapılır 1,  1+14 veya 1+38 inç (25, 32 veya 35 mm). Her tel halat, her bir teliçin bir "yastık" sağlayan ve ayrıca kablo yağlaması sağlayan,yağlı bir kenevir merkez çekirdeğietrafında bükülmüş çok sayıda telden oluşur. Kablo uçları, değiştirme sırasında hızlı ayrılma için tasarlanmış terminal kaplinleri ile donatılmıştır ve hızlı bir şekilde sökülüp değiştirilebilmektedir (uçak gemilerinde yaklaşık 2-3 dakika içinde). ABD gemilerinde, tutuklama kabloları her 125 tutuklama inişinden sonra çıkarılır ve değiştirilir. Uçak kurtarma işlemleri sırasında (diğer, çevrimiçi sistemleri kullanarak) durdurma tertibatının diğer bileşenlerinde bakım yapmak için bireysel kablolar genellikle çıkarılır ve "soyulmuş" bırakılır. Tel destekler, iniş yapan bir uçağın kuyruk kancası tarafından alınabilmeleri için güverte pandantiflerini birkaç inç yükseltir. Taşıyıcılar üzerindeki tel destekler, bir uçağın kurulu güverte pandantifi üzerinde taksi yapmasına izin vermek için esneyebilen yalnızca kavisli çelik yaprak yaylardır. Kara tabanlı sistemlerde, 15 cm çapında "çörek" şeklindeki kauçuk destekler, kabloyu pist yüzeyinden yaklaşık 7,5 cm yükseltir.

Kablo veya bant satın alın

Satın alma kablosu, durdurma kablosuna çok benzeyen bir tel halattır. Ancak çok daha uzundurlar ve kolayca çıkarılmak üzere tasarlanmamışlardır. Durdurma kablosu başına iki adet satın alma kablosu vardır ve bunlar tutuklama telinin her iki ucuna bağlanır. Satın alma kabloları, durdurma telini durdurma dişli motorlarına bağlar ve durdurma teli uçak tarafından devreye girdiği için "ödeme yapar". Gelen bir uçak güverte pandantifine geçtiğinde, satın alma kablosu iniş uçağının kuvvetini güverte tertibatından durdurma motoruna iletir. Sarkıt (tutma teli), 1.000 °F'ye (538 °C) kadar ısıtılan çinko ile oluşturulan bir halka aracılığıyla satın alma kablosuna "çekilir" (bağlanır ). Bu yerleşik üretimin tehlikeli olduğu düşünülüyor ve ABD Donanmasının bunu daha güvenli bir şekilde gerçekleştirmek için otomatik bir pres kullanımını test ettiği bildiriliyor. Kara tabanlı sistemlerde, satın alma kabloları yerine ağır naylon bantlar kullanılır, ancak aynı işlevi görürler.

kasnaklar

Uçuş güvertesinde veya pistin yanında, durdurma motorlarına giden kabloları veya bantları satın alın. Amortisör kasnakları, artan iniş hızlarını sağlayan hidrolik amortisör görevi görür.

Sprey tipi durdurma tertibatı

1957'de, bir su borusundan çekilen bir piston kavramı, ilk olarak kara hava üsleri için ucuz bir durdurma tertibatı sistemi olarak amaçlandı. 1960'ların başında, İngilizler bu temel konsepti aldı ve hem karada hem de denizde kullanım için sprey tipi bir durdurma tertibatı sistemi geliştirdi. Motor, su dolu borudan geçen hidrolik silindirlere sahipti ve yanında, uzunluğu boyunca çeşitli boyutlarda delikler bulunan daha küçük bir boru vardı. Kraliyet Donanması hiçbir teorik ağırlık sınırı olduğunu iddia etti, ancak bir hız sınırı vardı.

tutuklama motorları

Bir F/A-18 Hornet , ön planda beyaz geri çekilebilir güverte kasnağı ile #4 kabloya bağlanır.

Her pandantifin, inen bir uçak durdurulduğunda gelişen enerjileri emen ve dağıtan kendi motor sistemleri vardır. Amerikan Nimitz sınıfı taşıyıcılarda, her biri 43 kısa ton (39  ton ) ağırlığındaki hidro-pnömatik sistemler kullanılır, burada yağın hidrolik olarak bir silindirden satın alma kablosuna bağlı bir şahmerdan tarafından bir kontrol valfi vasıtasıyla dışarı itilir. Durdurma tertibatındaki önemli bir gelişme, motor silindirinden akümülatöre sıvı akışını kontrol eden ve kütle ve hızdan bağımsız olarak aynı miktarda salgı ile tüm uçakları durdurmak için tasarlanmış sabit salgı kontrol valfıydı. Uçağın ağırlığı, her bir durdurma dişli motorunun operatörü tarafından belirlenir. Normal işlemler sırasında, basitlik için "tek ağırlık ayarı" kullanılır. Bu ağırlık genellikle uçak için maksimum iniş veya "maksimum tuzak" ağırlığıdır. Bazı durumlarda, genellikle yaklaşma hızını etkileyen uçak arızaları, sistem tarafından uygun enerji emilimini sağlamak için "tek bir ağırlık ayarı" kullanılır. Birincil Uçuş Kontrolünde hava zabiti tarafından hava aracının ağırlığı operatöre verilir. Operatör daha sonra sabit salgı kontrol valfini o uçak için uygun ağırlık ayarına ayarlar. Durdurma dişli motorunun basınç ayarı, yaklaşık 400 psi (2,800 kPa) sabit basınçta kalır. Sabit salgı valfi (CROV), hidrolik basıncın aksine uçağı durdurur.

Kalıcı ve seferi kara tabanlı sistemler genellikle pistin her iki tarafında bulunan iki durdurma motorundan oluşur. Durdurma motorları, satın alma bantlarını tutan makaralara fren kuvveti uygular ve bu da uçağı yavaşlatır ve durmasını sağlar. Kara tabanlı durdurma motorları tarafından frenleme kuvvetini uygulamak için kullanılan en yaygın iki yöntem, döner sürtünmeli fren ve döner hidrolik veya "su bükücü" sistemlerdir. Döner sürtünme freni, makaraya monte edilmiş çok diskli frenlere dereceli bir basınç uygulayan makaraya bağlı bir hidrolik pompadır. Döner hidrolik sistem, makaraya bağlı su/glikol dolu bir mahfazanın içindeki bir türbindir. Tutma sırasında türbin tarafından su/glikol karışımında oluşan türbülans, makarayı yavaşlatmak ve uçağı durdurmak için direnç sağlar. Uçak kablodan serbest bırakıldığında, bantlar ve kablo, durdurma motoruna monte edilmiş bir içten yanmalı motor veya elektrik motoru tarafından geri çekilir.

Tutuklama sırasında aşırı salgı "iki blok" olarak bilinen bir durumdur. Bu isim, tüm hat bir makara sisteminden çekildiğinde, iki makara bloğunun birbirine değdiği, dolayısıyla "iki bloke" olduğu denizcilik dilinden türetilmiştir. Aşırı salgı, uygun olmayan durdurma tertibatı ayarlarından, aşırı uçak brüt ağırlığından, aşırı uçak kavrama hızından veya durdurma sırasında uygulanan aşırı uçak itme kuvvetinden kaynaklanabilir. Merkez dışı inişler ayrıca durdurma tertibatına zarar verme tehlikesine de sahiptir.

Gelişmiş Tutuklama Dişlisi iniş sistemi

Elektromıknatıslar, Amerikan uçak gemilerindeki yeni Gelişmiş Tutuklama Dişlisi (AAG) sisteminde kullanılıyor. Mevcut sistem (yukarıda), inen bir uçağı yavaşlatmak ve durdurmak için hidroliğe dayanır. Elli yılı aşkın uygulamanın gösterdiği gibi, hidrolik sistem etkili olsa da, AAG sistemi bir dizi iyileştirme sunar. Mevcut sistem, gövde üzerindeki aşırı gerilimler nedeniyle insansız hava araçlarını (İHA) hasar vermeden yakalayamaz. İHA'lar, daha ağır, insanlı uçakları yakalamak için kullanılan büyük hidrolik pistonu sürmek için gerekli kütleye sahip değildir. Elektromanyetik kullanarak enerji emilimi bir turbo-elektrik motor tarafından kontrol edilir. Bu, kapanı daha pürüzsüz hale getirir ve uçak gövdelerindeki şoku azaltır. Sistem, uçuş güvertesinden öncekiyle aynı görünse de, daha esnek, güvenli ve güvenilir olacak ve daha az bakım ve personel gerektirecektir. Bu sistem USS Gerald R. Ford'da deneniyor ve tüm Gerald R. Ford sınıfı uçak gemilerine kurulacak .

Barikat

Yükseltilmiş konumda taşıyıcı barikatı
Bir S-3A Viking , USS  Abraham Lincoln'ün  (CVN-72) uçuş güvertesindeki barikata acil iniş yapıyor . Uçak, hasarlı iniş takımları nedeniyle normal bir şekilde durdurulan kurtarma yapamadı.

Barikat, yalnızca normal (askıda) tutuklama yapılamadığında kullanılan bir acil kurtarma sistemidir. Barikat normalde toplanmış durumda ve yalnızca gerektiğinde donatılıyor. Bir barikat kurmak için, uçuş güvertesinden yükseltilmiş payandalar arasında uçuş güvertesi boyunca gerilir. Barikatı donatmak, ABD uçak gemisi uçuş güvertesi personeli tarafından rutin olarak uygulanmaktadır; iyi eğitimli bir ekip, görevi üç dakikadan kısa bir sürede tamamlayabilir.

Barikat dokuma, uçlarda birbirine birleştirilen üst ve alt yatay yükleme şeritlerinden oluşur. 20 fit (6,1 m) aralıklı beş dikey kavrama kayışı, her bir üst ve alt yük kayışına bağlanır. Barikat dokuma yaklaşık 20 fit yüksekliğe yükseltilir. Barikat örgüsü, iniş yapan uçağın kanatlarını kavrar, burada enerji, barikat örgüsünden satın alma kablosu aracılığıyla durdurma motoruna iletilir. Bir barikat durdurmasının ardından, dokuma ve güverte kabloları atılır ve payandalar girintili yuvalarına geri indirilir. Kuyruk kancaları son derece güvenli olacak şekilde tasarlandığından ve savaştan bu kadar ciddi hasarla dönen bir uçak muhtemelen inemeyeceğinden, barikat çarpışmaları nadirdir. Bu cihaz tüm Amerikan uçak gemilerinde ve Fransız Charles de Gaulle'de kuruluyken, Brezilya CATOBAR ve Rus ve Hint STOBAR uçak gemilerinde yalnızca geleneksel durdurma tertibatı takılıdır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar