戦闘機は、蒸気動力のカタパルトを戦闘空母で使用して 完全な滑走路がないため、空中に打ち上げられます。
飛行機が離着陸する光景は、子供も大人もいつも魅了されてきました。エア ブリッジではなく、階段を使って航空機に搭乗する機会があった場合は、歩かなければならない滑走路の長さに驚くかもしれません。
明らかに、これは飛行機が離着陸するために多くのスペースが必要だからです!
陸上航空機とは異なり、海軍航空機には全長滑走路のような贅沢はありません (写真提供:Shutterstock)
ただし、戦闘機は、その運用の重要な性質のために、常にこのような長距離の余裕があるとは限りません。彼らの存在を拡大するために、彼らはバトル キャリアと呼ばれる特別に作られた船に乗せられて海上に置かれます。
これらの空母がどんなに大きくても、土地の暴走自体ほど長くはなりません。では、戦闘機のパイロットは、十分なスペースがない場合、どうやって航空機を離着陸させることができるでしょうか?その秘密は、子供の頃からのおもちゃの 1 つにあります!
引き伸ばされたゴムに含まれるポテンシャル エネルギーが発射体をカタパルトで高速に推進します (写真提供:prapann/Shutterstock)
飛行機を空に飛ばす
パチンコやカタパルトを使用すると、オブジェクトを遠くに投げる作業が簡単になります。それらの背後にある原理は、引き伸ばされたラバー スリングのポテンシャル エネルギーを発射体の運動エネルギーに変換することです。
これがどれほど効果的かというと、全長 2100 フィート以上の滑走路と比較して、離陸距離をわずか 300 フィートに縮めることができます!
この単純な原則は、完全な滑走路なしで空に航空機を発射しなければならない戦闘空母も駆り立てます。ここに垣間見ることができます。
空母はゴム製のスリングを使用する代わりに、蒸気動力のカタパルトを使用して飛行機を空中に送ります。蒸気動力のカタパルトは、航空機の前輪着陸装置と連携して動作するデッキの下の機器で構成されています。
デッキの下
デッキの下には、船の内部機械からの蒸気を含む貯蔵ユニットまたはアキュムレータがあります。蒸気は多気筒ピストン配列に供給され、ピストンが所定の位置にロックされ、圧力が上昇します。各ピストンには、デッキの隙間を通って下から伸びるラグがあります。これらのラグは、最終的に飛行機を離陸速度まで運ぶシャトルに接続されています。
蒸気カタパルトは、航空機の前部着陸装置に取り付けられた加圧シリンダー ピストン装置で構成されています
甲板上
飛行機が離陸の位置にあるとき、前輪は「牽引バー」によってシャトルに取り付けられています。離陸すると、牽引バーが飛行機をシャトルで滑走路の端まで運びます。同時に、ホールドバックと呼ばれる別の保持機構がシャトルの背面とホイールに取り付けられています。パイロットがエンジンをオンにしても、航空機はカタパルトに取り付けられたままで、ホールドバックによって航空機が時期尚早に離陸するのを防ぎます。
離陸
飛行前チェックを行った後、地上要員はピストン内の圧力をチェックし、ジェット ブラスト デフレクター (JBD) を上げます。 JBD は、ジェット機の排気口のすぐ後ろに配置された傾斜したプラットフォームで、風が機内の他の機器に損傷を与えるのを防ぎます。離陸の際、パイロットはエンジンを全開にし、カタパルト オペレーターはロックされたピストンを解放します。
ジェット ブラスト デフレクターは、航空機の真後ろに配置された傾斜プラットフォームで、高速排気による搭載機器への損傷を防ぎます (写真提供:Jason McCartney/Shutterstock)
蓄積された蒸気によって蓄積されたエネルギーがホールドバックを解放し、機体を加速させます。滑走路の端に到達すると、牽引バーがシャトルから切り離され、飛行機は空中に飛び出します。その後、シャトルを格納して、このプロセスを最初からやり直すことができます。
蒸気カタパルトは、静止状態から時速 170 マイルまでわずか 2 秒で 300 フィート未満の距離で航空機を加速することができます。カタパルトは、航空機の翼に離陸に必要な揚力を提供するデッキを横切る風速によってさらに支援されます。
航空母艦への着陸
航空母艦に離着陸する航空機の美しさは、その操作原理の単純さにあります。たとえば、カタパルトで離陸を説明できる場合、フックとループの配置で戦闘機が空母に着陸する方法を説明できます。
空母への航空機の着陸は、離陸よりも困難です (写真提供:Pavel Chagochkin/Shutterstock)
フックがループに引っかかると、フックがループから離れる方向への進行が制限されます。同様に、航空機の着陸装置は、着陸時に故意にスチール ケーブルに絡ませて停止させます。このプロセスがどのように機能するかを理解しましょう。
バトルキャリアに着陸するすべての航空機には、甲板に張られたスチール製のアレスターケーブルに引っかかるテールフックを装備する必要があります。これらのスチール ケーブルは高い引張強度を持ち、デッキの下の油圧システムに接続されています。さまざまな着信速度と機体の運動量に対応するために、4 本のケーブルが連続して配置されています。
海軍の航空機には、甲板上のスチール ケーブルに引っ掛けるためのテール フック (後輪の間) が装備されています (写真提供:Derek Gordon/Shutterstock)
降下する航空機は、これらのケーブルの 1 つをキャッチしようとしてテール フックを下げます。理想的な選択肢は、2 つ目または 3 つ目のケーブルです。ケーブルがテールフックに引っかかると、油圧システムに負荷をかけながら、ケーブルがデッキの下から伸びます。油圧システムは、避雷器ケーブルに接続されたさまざまなピストンで構成されており、流体のリザーバーを押します。これには減衰効果があり、ケーブルが伸びる速度を急速に低下させます。これにより、飛行機はわずか 320 フィートという非常に短い距離で停止します。
パイロットは、安全に着陸するために、常に 2 番目または 3 番目のアレスター ケーブルを使用することを目指す必要があります
油圧システムの能力を概観するために、ここに興味深い事実があります。船の甲板に着陸すると、パイロットはエンジンを全開にします。これは、アレスターを引っ掛ける試みが失敗した場合に、飛行機が再び離陸できるように十分な電力を確保するために行われます。したがって、デッキの着陸装置は、エンジンがフルパワーで轟音を上げている状態で、航空機を完全に停止させることができます。
最後の言葉
理論上は空母の離着陸と同じくらい単純ですが、その実行は信じられないほど複雑です。すべての航空機がこのようにカタパルトで着陸できるようになれば、飛行場が占める広大な面積を削減できる可能性があると考える人もいるかもしれません。ただし、これらの操作はどちらも失敗のリスクが非常に高く、軽飛行機にのみ最適です。
VTOL は、海軍の航空機や空母に役立つ技術です (写真提供:David Acosta Allely/Shutterstock)
注意すべきもう 1 つの重要な点は、離着陸時にパイロットに作用する極端な G 力です。戦闘機のパイロットは、そのような環境に耐えるように一貫して訓練されていますが、民間人はそうではありません.垂直離着陸 (VTOL)、無人航空機、電磁発射システムは、この分野で今後注目すべきテクノロジーです!
