При посадке самолёта для его остановки необходимо погасить запас кинетической энергии. Это происходит за счёт трения колёс, лыж или поплавков о поверхность и аэродинамического торможения с помощью щитков, парашюта, реверса тяги двигателя. Для полной остановки самолёта требуется некоторый его пробег по посадочной площадке, и аэродромы обладают соответствующими размерами. У палубной же авиации имеются строгие ограничения по длине посадочной площадки, и обычными способами погасить посадочную скорость попросту невозможно. Это усугубляется и повышенными психологическими и физическими нагрузками на пилотов. Помочь лётчику и самолёту «вписаться» в непростые условия потребовалось уже на заре палубной авиации.

Первым в 1911 году совершил удачную посадку на площадку, сооружённую на корме крейсера «Пенсильвания», американский авиатор Ю. Эли. В этом эксперименте была применена система принудительной остановки самолёта, ставшая в последующем обязательной для «классических» авианосцев – аэрофинишер. Полёты Эли проходили при стечении зевак и корреспондентов газет, так что в дальнейшем можно было воспользоваться этим опытом.

Самолёт Эли цепляет тросы аэрофинишера.

Первыми построили авианосцы британцы, и они же первыми столкнулись с проблемами посадки: первое время примерно половина приземлений оканчивалась аварией. В дальнейшем, пробуя различные варианты, удалось исправить ситуацию, но все равно 90% посадок на палубу первых авианосцев «Фьюриес» и «Аргус» сопровождались повреждениями самолётов – в основном страдало шасси.

Причин было множество, и во всех требовалось разобраться, устранить или минимизировать их влияние, обучить персонал, разработать инструкции и методики. Например, пилотам мешал их прежний «сухопутный» опыт посадки, которая обычно включала в себя планирование, выравнивание, вытягивание (горизонтальный полет у земли до потери скорости), парашютирование, приземление, пробег. Уже на выравнивании выключался или переводился на минимальный режим двигатель. Для палубной посадки такая методика не годилась. За идущим кораблём тянулся длинный шлейф турбулентного воздуха – особенно сильные и неравномерные вихри были на «Фьюриесе» с центральной надстройкой.

Тренировочные прыжки с парашютом над базой морской авиации. На лётном поле выложен контур полётной палубы авианосца.

При дальнем выравнивании самолёт долго болтало за кормой, а раннее выключение двигателя приводило к сваливанию. Боязнь «не вписаться» в длину посадочной площадки заставляла пилота садиться на малой скорости, при этом рулевые поверхности теряли эффективность. Негативно влияли, как ни странно, лёгкость конструкции и «летучесть» самолётов – их «сдувало» и кренило, амортизаторы шасси подбрасывали машину после удара о палубу. Качка корабля усугубляла все прочие проблемы: в самый ответственный момент пилот просто не видел, есть ли у него палуба «под ногами». Она могла уйти вниз, и самолёт грохался с непредусмотренной высоты, или вздыбливалась и «давала пинка».

Пришлось изменить технику посадки. Планирование стало круче, выравнивание короче и без выключения двигателя, вытягивание отсутствовало, очень коротким стало парашютирование. Для отработки техники «правильной» посадки и обучения новой лётной специализации «лётчик палубной авиации» создавались учебные центры, на сухопутных аэродромах которых имитировались условия посадки на авианосец.

Аэрофинишер

Британцы, вероятно, знали об аэрофинишере Эли и применили аналогичное решение на «Фьюриесе». Отскоки и «сдув» самолёта были нейтрализованы зацеплением укреплёнными на распорке шасси «якорями» за продольные тросы, натянутые между пандусами и приподнятые над палубой почти до оси колёс с помощью поперечных деревянных щитков или стоек. Оказалось, что продольные тросы в совокупности с щитками неплохо тормозят лёгкий самолёт и без поперечных тросов.

Палубный Сопвич «Пап» с «якорями» для зацепа за продольные тросы.

Американцы и японцы на своих авианосцах тоже некоторое время экспериментировали с поперечными и продольными тросами. В результате американцы решили проблему посадки радикально: разработали новую методику захода на посадку, улучшили механизацию крыльев палубных самолётов, отказались от продольных тросов, создали эффективные механизмы торможения с помощью поперечных тросов аэрофинишера. Британцы стали переходить на американскую систему после того, как посмотрели кинохронику о буднях американской морской авиации.

Чтобы продольные тросы не провисали, они укладывались на заваливающиеся при наезде подпорки. Чтобы случайно не перебить тросы винтом, под него крепили прижимную планку.

Правда, в 30-е годы на палубы многих британских авианосцев самолёты садились без внешних тормозов. Аэропланы были лёгкими и тихоходными, к тому же, после приземления их сразу убирали в ангар. Это увеличивало время приёма самолётов на борт и не позволяло парковать их на полётной палубе.

Сокращению пробега самолётов на трёх авианосцах-«систершипах» «Фьюриес», «Глориес» и «Корейджес», не имевших одно время аэрофинишеров, способствовал характерный подъем полётной палубы.

Палубный аэрофинишер включает в себя тормозящий механизм и связанные с ним тросы: тормозные и приёмный. За время существования палубной авиации было опробовано несколько типов аэрофинишеров. В гравитационном (на «Пенсильвании» и первых авианосцах) к концам троса закреплялись грузы и свою энергию движения самолёт тратил на их перемещение. Затем грузы заменили барабаном с фрикционным тормозом. На французском «Беарне» приёмные тросы финишера были из эластичного материала и растягивалась при зацеплении гака за трос.

Тросы аэрофинишера накручивались на барабан, при посадке самолёт гаком тянул за трос, скручивая его с барабана, который притормаживался. После освобождения троса от гака включался электропривод барабана, и трос опять натягивался. Барабан мог иметь конусную форму, усиливавшую тормозящий эффект с уменьшением радиуса навивки троса. Подобные конусные барабаны используются по сей день в системе аэрофинишеров на некоторых американских атомных авианосцах.

Наибольшее распространение получила система с гидравлическим тормозом. По принципу действия и конструкции она напоминает приводную систему гидравлической катапульты, только действующую в «обратную сторону». Состоит из гидроцилиндра, связанного с полиспастом. Натяжение троса через полиспаст передаётся на поршень, который, перемещаясь, выдавливает гидросмесь из цилиндра в бак-накопитель. Дросселем можно регулировать скорость течения жидкости в зависимости от посадочного веса самолёта.
​

На французском «Беарне» тросы аэрофинишера поднимались над палубой с помощью резиновых валиков.

От тормозного устройства, находящегося под палубой, по обеим сторонам посадочной площадки выводятся тормозные тросы, которые перебрасываются через закреплённые на палубе блоки и закольцовываются приёмным тросом. Количество тросов аэрофинишера не было постоянным. Оно зависело от государственной принадлежности авианосца, его класса, времени постройки и колебалось от четырёх (на французском «Беарне» в 30-х годах) до 15. С появлением угловой палубы ограничиваются четырьмя тросами.

Трос поднимается над палубой примерно на высоту до полудиаметра самого маленького основного колеса шасси палубного самолёта с помощью подпорок. Количество подпорок, их конструкция и принцип действия были различны в каждый период. Так, крайние подпорки делались усиленными, – они должны были выдерживать натяжение троса, – промежуточные только поддерживали трос от провисания.

Первоначально на британских авианосцах тросы поддерживались двумя подпорками, которые при необходимости заваливались вручную.

Опытные операторы аэрофинишеров успевали опустить тросы перед зацепившимся самолётом.

При предстартовой расстановке самолётов подпорки, конечно, мешают. До недавнего времени подпорки могли опускаться и подниматься специальным толкателем, но на современных американских кораблях подпорки неподвижные, представляют собой выгнутую дугой стальную полосу, постоянно приподнятую над палубой. В палубных заделках подпорок имеются регулировочные устройства и демпфера. Трос легко «перекатывается» по подпорке в момент захвата гаком или при натяжении. При перевозках самолётов по полётной палубе в районе аэрофинишеров тросы могут немного ослабляться, или отсоединяется их приёмная часть.

Подпорки с натянутым и со снятым тросом.

Приёмный трос аэрофинишера самолёт зацепляет гаком. И гак, и узел крепления к самолёту должны выдерживать огромную нагрузку и усилие. Гак состоит из штанги (одинарной или двойной V-образной), шарнирно закреплённой одним концом к самолёту, а на другом конце имеется головка-захват в виде крюка. С помощью привода гак перед посадкой опускается, а после снятия троса – поднимается. Длина штанги гака рассчитывается так, чтобы в опущенном положении головка гака была ниже колёс основных опор шасси. Из-за этого самолёты частенько лупят гаком о торец полётной палубы, и, чтобы не зацепить за край, его делают закруглённым. Гак в выпущенном положении удерживается принудительно пружиной или другим демпфером, чтобы после касания о палубу не отскочить вверх.

Летучие мыши и теннисные ракетки

Посадка на палубу гораздо более сложна, чем взлёт с неё, или посадка на аэродром. Из-за этого весь процесс – от визуального контакта с заходящим самолётом до остановки двигателя – сопровождается активным участием различных служб авианосца. Пилот при подходе к торцу полётной палубы должен выдерживать курс, высоту, горизонтальную скорость, скорость снижения. При этом на самолёт действует косой воздушный поток от «острова», а палуба ходит вверх-вниз или наклоняется из стороны в сторону.

Оказалось, что «со стороны видней», как самолёт подходит к палубе, и стоящим на ней хочется подсказать пилоту, если что-то не так. В первое время радио на самолётах не было, и находившийся на палубе авианосца «Лэнгли» руководитель полётов (один из первых американских лётчиков морской авиации) догадался изобразить эволюции заходящего самолёта своим телом, а для заметности взял в руки матросские панамы. Пилотам такая помощь понравилась, и должность офицера-сигнальщика была узаконена. В американском флоте она называлась Landing Signal Officer (LSO) – «офицер посадочной сигнализации», или на «местном» жаргоне «Paddle» – «ракетка», так, как в начале для большей заметности сигналов использовали обыкновенные ракетки для большого тенниса со срезанными ручками и нашитой яркой тканью. В последующем с формой и конструкцией «ручных индикаторов» неоднократно экспериментировали. Были выработаны сигналы наподобие морского флажкового семафора, определено место нахождения LSO – на левом борту напротив аэрофинишера.

Один из первых LSO на узкой площадке авианосца «Лэнгли» и его британский коллега с обрезанными ракетками.

Первые площадки LSO были узкими и открытыми. Потом их расширили, на них вместе с LSO могли находиться стажёры и наставник. От ветра площадки прикрывал тент, на фоне которого сигнальщик выделялся контрастнее. Тент устанавливался на шарнирах, и в случае касания его крылом садящегося самолёта мог заваливаться в направлении посадки. Также у площадки находился связист, поддерживавший радиосвязь с самолётом и КДП, наблюдатель с оптикой, осматривавший самолёты на пролёте перед третьим и четвертым поворотами. Вокруг площадки устраивали сетчатый мешок, куда LSO мог прыгнуть в случае опасного отклонения самолёта.

В британском флоте должность посадочного «сигнальщика» звучала как Deck Landing Control Officers (DLCO) – «офицер управления посадкой», в просторечии «Bat» – «летучая мышь». Долгое время специального мостика для DLCO не было. «Бэтмен» стоял на левом краю палубы, продуваемый всеми ветрами. В войну по американскому примеру стали появляться ветровые щитки из натянутого на раму брезента или из щитков ветрового ограждения стоянок самолётов.

В LSO и DLCO отбирали опытных палубных пилотов, ушедших с лётной работы. Они проходили обучение и тренировки в наземных центрах палубной авиации. Их работа была не из лёгких, сопряжена с постоянным риском для жизни. На британских авианосцах была попытка заменить DLCO механическим семафором с дистанционным управлением, но пилотам такая новинка не понравилась.

Сложилось так, что многие знаки, подаваемые американскими LSO и британскими DLCO, имели противоположное значение. LSO, изображая самолёт, показывали пилоту пространственное положение его машины относительно полётной палубы – например, «самолёт идёт с правым креном выше глиссады». Пилот, исходя из полученной информации, сам принимал решение о необходимости исправления ситуации. DLCO давал британскому пилоту указания, как ему следует поступить – «крен влево, снизиться». В 50-е годы в рамках НАТО была введена единая система сигналов, за основу которой приняли американскую.

Техника в помощь человеку

В конце 20-х годов прошлого века палубная авиация начала осваивать ночные полёты. Встроенные в палубу фонари показывали габариты полётной палубы. Освещалась площадка LSO, вместо спецракеток использовались рефлекторы с электроподсветкой – пилот мог видеть подаваемые знаки, но офицеры управления посадкой не видели самолёт. Опытным путём были найдены наиболее приемлемые варианты, доработано техническое оснащение корабля и самолётов. Первоначально LSO ориентировались по взаимоположению выхлопов двигателя и аэронавигационных огней – их пространственное соотношение при различных углах атаки запоминалось во время дневных полётов. Также скорость подхода определялась по звуку двигателя. Вскоре самолёты получили строевые огни, располагавшиеся в хвосте самолёта: на гаргроте, на законцовках стабилизатора, на фюзеляже у стабилизатора. Теперь по этим огням контролировать посадочную глиссаду и скорость подхода к палубе можно было издали.

Посадочная лампа в крыле штурмовика А-4. В последующем «светофор» стали монтировать на передней стойке шасси или в торце створки ниши передней опоры.

Перед войной на американских самолётах установили световую систему, позволявшую LSO отслеживать продольное положение самолёта и, соответственно, его скорость, обратно пропорциональную углу атаки крыла по одной точке, а не сравнивать положение крыльевых АНО с хвостовыми огнями. Система представляла собой лампу с тремя разноцветными линзами, установленными под определёнными углами к горизонтальной плоскости. Лампа монтировалась в левом крыле самолёта. При большом угле атаки LSO видел красный свет; при недостаточном (что соответствовало слишком большой скорости подхода) – зелёный; если режим соответствовал посадочному – был виден жёлтый свет. Подобный «светофор» сохранился до настоящего времени, только цвета в 50-е годы поменялись: теперь на недостаточную скорость указывает зелёный огонь, а на превышение – красный.

С переходом на новую реактивную технику увеличилась и посадочная скорость, а, значит, сократилось время для принятия решения и выдачи информации офицером LSO. Для определения правильности выдерживания угла атаки на глиссаде посадочный «светофор» включался и днём. На первых американских палубных «реактивах», а заодно и на поршневых самолётах, на киле или на носу наносился белой краской ряд полос под определённым углом к продольной осевой линии самолёта, что соответствовало углу кабрирования (и скорости) в определённой точке глиссады. С помощью этих полос LSO определял скорость подхода самолёта к палубе, и выставлялись (на земле) углы склонения цветных линз.

Белые полосы были хорошо видны на темно-синей поверхности.

Когда посадочные скорости ещё больше увеличились, авианосцы стали оборудовать радиотехническими и светотехническими системами посадки, хотя на японских авианосцах оптическая система применялась ещё во Вторую мировую. Принцип действия её был прост. По бокам полётной палубы были последовательно установлены два ряда прожекторов: передний ряд зелёного света (по два прожектора), второй – красного (по четыре). Прожектора были направлены вверх под посадочным углом примерно 6°. Пилот выдерживал глиссаду так, чтобы видеть оба ряда прожекторов на одном уровне. Если красный был выше зелёного, следовало «просесть».

В начале 50-х годов английский инженер Н. Гутхарт (N. Goothart) предложил систему, названную Mirror Landing Aid (MLA). Она представляла собой вогнутое зеркало с системой цветных огней, смонтированных на стабилизированной гироскопами платформе. Зелёные огни были расположены в ряд по обеим сторонам зеркала. Перед зеркалом под определённым углом крепились четыре прожектора, свет от которых фокусировался в центре зеркала. Это пятно получило у лётчиков жаргонное название «meatball» – «фрикаделька».

Оптическая система с зеркалом и её прожектора.

При правильном выдерживании посадочного угла «фрикаделька» от прожекторов на зеркале совмещалась с рядом боковых зелёных огней. Обычно таких платформ было две – по сторонам полётной палубы, причём слева находилась стационарная установка, справа – мобильная, которую вывозили перед посадкой. На британских авианосцах система MLA появилась в 1954 году, на американских – в 1955–1957 гг.

Вскоре от центрального зеркала отказались, заменив его вертикальным оптическим блоком из пяти прямоугольных линз Френеля с подсветкой. Три средние ячейки горели постоянным жёлтым светом, верхняя – постоянным белым, нижняя – проблесковым красным. По бокам остался ряд опорных зелёных огней. Система получила обозначение Fresnel Lens Optical Landing System (FLOLS) – «Оптическая система посадки на основе линзы Френеля». Горизонтальная линия из зелёных огней используется пилотом для выравнивания крена самолёта, вертикальные блоки дают представление о высоте захода на посадку. Пилот видит совмещённую линию жёлтых и зелёных постоянных огней при угле глиссады 3,5–4°. Отдельные красные огни сигнализируют о необходимости уйти на второй круг.

FLOLS – оптическая система посадки на основе линзы Френеля.

Современные американские авианосцы оборудованы несколькими системами посадки.

Прежде всего, это визуальная VLA (Visual Landing Aids), включающая в себя несколько систем и мероприятий: IFLOLS (Improved) – улучшенная, с 12 круглыми ячейками вместо прямоугольных, увеличено количество горизонтальных опорных фонарей до девяти с каждой стороны; свет к линзам подводится по оптоволоконному кабелю; система телевизионного контроля ILARTS (Integrated Launch And Recovery Television Surveillance System); LSO; маркировка и освещение полётной палубы, корабельные огни и т.д.

Кроме того, используется радиосвязь с экипажами летательных аппаратов, а при плохой видимости – радиоэлектронная система автоматической посадки.

Даже после внедрения оптических и автоматических систем посадки «пятачок» LSO оставили. Он оснащён заваливающимся металлическим ветровым щитком, панелями телевизионной системы контроля ILARTS, средствами радио и телефонной связи. В систему ILARTS входят 10 телекамер, установленных в разных частях полётной палубы, светотехническое оборудование палубы, дублирующая система MOVLAS (Manually Operated Visual Landing Aid), которую используют при отказе IFLOLS или при сверхнеблагоприятных погодных условиях. MOVLAS имеет лёгкую разборную конструкцию и может быть быстро смонтирована у края полётной палубы. С её помощью LSO вручную управляет огнями IFLOLS. На мониторы подаётся видеоизображение садящегося самолёта от телекамер. LSO сообщает пилоту по радио о положении его самолёта относительно необходимой глиссады и осевой линии посадочной палубы.

​

Современные сигнальщики на своих рабочих местах.

На площадке находятся несколько офицеров контроля посадки. Они корректируют по телемонитору выдерживание глиссады, контролируют внешний вид самолёта (выпуск шасси, закрылков, гака, другие повреждения), оценивают качество посадки каждого самолёта и выставляют баллы. Все это используется потом при разборе полётов.