ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАТАПУЛЬТА Российский патент 2007 года по МПК B64F1/00 B64F1/06 

Данное изобретение относится Военно-морскому флоту и применяется на авианосцах для взлета самолета с его палубы.

На современных авианосцах применяются паровые катапульты, на которых ставятся самолеты для взлета, при помощи подачи пара в цилиндры катапульт, при этом они дают снаружи некоторое количество пара, обволакивая им взлетную полосу палубы, что не очень приятно для обслуживающего персонала, кроме этого вот что говорится об основных недостатках паровых катапульт в: В.В.Бешанов, Энциклопедия авианосцев, стр.394, 2002 г.: "Надо сказать, что применение паровых катапульт было куплено дорогой ценой. Масса современной паровой катапульты с обслуживающими устройствами достигает 400-500 т. Их размещение требует значительных площадей и объемов. Кроме того, наряду со своими преимуществами они имеют существенные недостатки: значительный расход пара /до 20% от максимальной паропроизводительности котлов/ и пресной воды /до 80 тонн на одну летную смену/ при непрерывных полетах; интенсивное парение цилиндров при проходе человека, приводящее к усиленной коррозии деталей; сложности технического обслуживания и ремонта. Это побудило специалистов приступить к разработке принципиально новых типов катапульт - инерционной и электромагнитной".

Известна также катапульта /см. патент US 3311329 А/, осуществляющая взлет самолета с палубы корабля или с авианосца при помощи гидромеханического привода, не потребляя при этом электроэнергию.

Основной недостаток этой катапульты в том, что она конструктивно не пригодна для осуществления взлета с ее помощью тяжелых /40 тонн/ реактивных самолетов, имеющих взлетную скорость 800 км/час /см.: С.А.Мусский, Сто великих чудес техники, стр.252, 2001 г./.

Данная катапульта, по патенту US 3311229 А, пригодна только для взлета легковесных самолетов с палубы корабля или с авианосца /см.: Д.А.Соболев, Рождение самолета, стр.198-196, 1988 г./.

Ввиду того, что в настоящее время ведется разработка электромагнитной катапульты, и сколько она будет продолжаться, пока еще неизвестно, поэтому привести ее для сравнения с предложенной в заявке электромагнитной катапультой нет возможности.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, приведенных катапульт и замена их более совершенными и упрощенными в обслуживании катапультами.

Данная цель достигается тем, что под палубой авианосца помещен многозвенный соленоид, состоящий из индуктивных катушек, надетых на трубу из диамагнитного материала, внутри которой свободно перемещается железный сердечник, за которым закреплен трос, а на другом конце троса имеется кольцо, за которое крюком цепляется самолет для взлета его с палубы авианосца.

На чертеже приведена схема действующей модели электромагнитной катапульты, повторяющая по устройству оригинал, предназначенный для установки на авианосце.

В электромагнитную катапульту входят следующие устройства и элементы: самолет 1; палуба авианосца 2; буксирный трос 3; направляющее колесо 4; лебедка 5; тормозная пружина 6; трос обратного хода 7; диамагнитная труба 8; железный сердечник 9; индуктивные катушки 10; резисторы 11; тиристоры 12; изолированные контакты 13 от диамагнитной трубы 8; кнопки 14; предохранители 15, 16; выключатели 17, 18; блок электропитания 19; провода с зажимами 20, 21 и 22, 23.

Работа электромагнитной катапульты.

Чтобы привести электромагнитную катапульту в действие, предварительно, железный сердечник 9 вставляется внутрь в конце диамагнитной трубы 8; включается выключателями 17, 18 электропитание в катапульту. От подачи электропитания образуется цепь:+, зажим 23, диамагнитная труба 8, железный сердечник 9, изолированный контакт 18 от диамагнитной трубы 8, резистор 11, тиристор 12, предохранитель 16 контакт 18, зажим 22, минус, -; от этого откроется тиристор 12.

Самолет 1 своим ходом по палубе 2 подкатывается к началу катапульты, к лебедке 5 и цепляется крюком за кольцо /не показаны/ буксирного троса 8, и после подготовки самолета к взлету нажимается кнопка 14; - образуется цепь: зажим 21, контакт 17, предохранитель 15, тиристор 12, индуктивная катушка 10, кнопка 14, зажим 20. /С работой тиристора можно ознакомиться в: В.Р.Ломоносов и др., Электротехника, стр.244-247, 1990 г./

Внутри индуктивной катушки возникает электромагнитное поле, и как только соленоид втянет к себе железный сердечник 9, он по инерции приобретает скорость, сходит с контакта 18, этим индуктивная катушка 10 обесточивается, но таким же образом становится под током индуктивная катушка следующего соленоида, и так дальше процесс будет продолжаться, пока железный сердечник 9 не дойдет до начала катапульты и не упрется в тормозную пружину 6.

Железный сердечник 9, во время движения внутри диамагнитной трубы 8, за собой в противоположную сторону буксирным тросом 3, который перекинут через направляющее колесо 4, будет тянуть по палубе самолет, приобретая при этом достаточную скорость к концу катапульты, чтобы взлететь с авианосца.

Для возвращения железного сердечника 9 в исходное положение лебедка 5 приводится во вращательное движение, и она наматывает на себя трос обратного хода 7, который закреплен на кольцо /не показано/ буксирного троса 3. До этого лебедка 5 вращалась вхолостую, во время взлета самолета.

Основное преимущество электромагнитной катапульты перед другими катапультами в том, что ее можно смонтировать на любом корабле, лишь бы корабль удовлетворял своими размерами для помещения в него данной катапульты.

С катапульты можно запустить любой самолет, лишь бы он был приемлем по своему весу для этого, а также планеры, как с прицепом за самолет, так и без него, т.е. со сцеплением за буксирный трос.

Электромагнитная катапульта относится к военно-морскому флоту и применяется на авианосцах для взлета самолетов с палуб. Взлет самолета при помощи катапульты производится с применением электрического тока, при прохождении его через звенья индуктивных катушек, выполненных по типу соленоидов, внутри которых от электромагнитного поля перемещается железный сердечник, тянущий за собой буксирным тросом самолет по палубе, постепенно приобретая при этом достаточную скорость для взлета самолета с авианосца. 1 ил.

Электромагнитная катапульта, предназначенная для взлета самолета с палубы авианосца, отличающаяся тем, что она размещена под палубой и состоит из индуктивных катушек типа соленоида, надетых на трубу из диамагнитного материала, внутри которой свободно перемещается железный сердечник, за которым закреплен трос, а на другом конце троса закреплено кольцо, надевающееся на крюк самолета для взлета его с палубы авианосца, причем возвращение в исходное положение железного сердечника происходит тросом обратного хода, наматывающимся на лебедку.