Когда военные моряки захотели иметь на своих кораблях самолёты, быстро выявилась одна удручающая флотоводцев деталь: взлёт и посадку бортовой аэроплан производил с воды, а для этого корабль должен был лечь в дрейф и только затем с помощью крана перенести самолёт с борта на воду или обратно. Всей эскадре приходилось убавлять ход, чтобы «авианосец» не отстал, что делало корабли уязвимыми для атак подводных лодок. Требовалось ускорить взлётно-посадочные процедуры, чтобы проводить их на ходу «авианосца».

Чтобы самолёт мог взлететь, он должен набрать соответствующую скорость, разгоняясь по взлётной «площадке». Для гидросамолётов это водная поверхность. Для безостановочного взлёта наиболее приемлемым является взлёт с борта корабля-носителя. Требовалось простейшим способом на короткой дистанции (которую можно оборудовать на палубе носителя) разогнать гидроплан до скорости отрыва. Кое-какой опыт уже имелся: в 1903 году, чтобы разогнать свои аппараты, оснащённые маломощными двигателями, профессор Лэнгли и братья Райты применили катапульту.

Подготовка «Райта» к взлёту с помощью катапульты, на заднем плане видна пирамида с грузом

Самолёт Лэнгли разломился при старте, а вот «Райт» успешно оторвался от земли. Райты воспользовались в своей катапульте потенциальной энергией гравитации: самолёт разгонялся падающим грузом, предварительно поднятым над землёй к вершине деррика — шестиметровой пирамиды. Груз с самолётом связывался тросом, который был пропущен через блоки и полиспаст; самолёт скользил по уложенному на земле монорельсу.

Самолёт как метательный снаряд

Катапульта — древний механизм, длительное время использовавшийся как метательное оружие. Она преобразует один вид энергии в другой, один тип движения в другой. В авиации катапульта является, по существу, стартовым ускорителем, хотя принято разделять эти два устройства: катапультой считают внешнее по отношению к самолёту устройство, под ускорителем понимают подвесное или встроенное устройство.

Принцип работы самолётной катапульты понятен: по направляющей с ускорением движется устройство, к которому цепляется самолёт или тележка с самолётом; в конце направляющей устройство тормозится, а самолёт по инерции продолжает движение, но уже со скоростью отрыва. Конечно, нужен источник энергии и механизм, который бы тянул трос. В катапульте можно использовать силу гравитации (как Райты), упругие свойства материала: стальные пружины (как в катапульте Лэнгли), резиновый жгут (как это делалось при запуске планёров), силу инерции, тягу вращающегося барабана, давление газа или жидкости, реактивную силу.

Райты предложили военному флоту свой аэроплан и заодно проект корабельной катапульты гравитационного типа, где груз поднимался внутри полой мачты. Но флот принял на вооружение аппарат Кертисса и переделывать боевые корабли под катапульту Райтов не стал. Выход предложил офицер флота Вашингтон Чемберс. В 1912 году он создал полиспастную пневматическую катапульту, ставшую прототипом для многих остальных. Чемберс использовал в её конструкции уже имевшиеся на боевых кораблях грузовые полиспасты (с их помощью из крюйт-камеры к орудиям подавались выстрелы) и пневмоустановки для «выдувания» торпед из направляющих труб торпедных аппаратов.

Испытания катапульты Чемберса

Катапульта Чемберса представляла собой стальную ферму, её верхний продольный пояс длиной 10,7 м служил направляющей для четырёхколёсной тележки. За передний гак тележки цеплялся тяговый трос, который перебрасывался через передний блок катапульты и заводился на полиспаст с двумя группами блоков. Подвижная группа блоков стояла на штоке пневмоцилиндра. Для разгона из баллонов в цилиндр подавался сжатый воздух под давлением 140 атмосфер. Тележка не имела тормоза, в конце пути отцеплялась от тягового троса и падала в воду. Её доставали специальным тросиком, предварительно привязанным к тележке. Затем тележку стали тормозить в конце разгонного пути, самолёт по инерции проскальзывал дальше и оказывался в воздухе.

В 1921 году в американских катапультах вместо сжатого воздуха был опробован пороховой заряд. Это упростило и ускорило запуск самолётов, так как отпала необходимость заранее закачивать в баллон воздух под большим давлением. Использовалась конструкция, аналогичная казённику артиллерийского орудия: перед стартом открывался замок и закладывался холостой заряд. Казённик был приварен к ресиверу с перфорированными внутренними перегородками. Ресивер соединялся с рабочим цилиндром трубкой.

Американский линкор «Аризона» с тремя бортовыми катапультами

С появлением взлётной катапульты расширились не только тактические возможности бортовой авиации, но и «география» её размещения. Катапульты устанавливались на боевых кораблях от линкоров до эсминцев; появляется класс гидрокрейсеров, у которых артиллерия и самолёты дополняли друг друга. Авиатранспорты после установки на них катапульты «переквалифицировали» в гидроавианосцы.

На боевых кораблях не специальной постройки было очень мало подходящего пространства. Решение искали совместно и судостроители, и разработчики катапульт. Ведь кроме катапульты требовалось найти место в лучшем случае для самолётного ангара и самолётного крана для поднятия гидроплана с воды и установки его на катапульту.

Установка гидроистребителя «Луар» LN 210 на французскую раздвижную двухсекционную катапульту

На американских линкорах такое место нашлось на юте, где монтировались одна-две поворотные катапульты и кран. Ещё катапульту устанавливали на башне главного калибра, поворачивая её вместе с самой башней.

На крейсерах «лишнего» места было ещё меньше. Для таких кораблей были разработаны более компактные раздвижные и скользящие катапульты. Разгонная ферма британской раздвижной катапульты состояла из трёх частей: из неподвижной средней, смонтированной на поворотном круге, и двух секций, выдвигавшихся перед запуском по сторонам от центральной.

Разведчик Хоукер «Оспри» на скользящей катапульте британского лёгкого крейсера «Энтерпрайз», 1936 год

У скользящих катапульт тяговый трос одновременно с тележкой тянул вперёд и подвижную часть фермы, из-за чего удлинялся путь, а к скорости перемещения тележки прибавлялась скорость выдвижения фермы.

Британцы придумали ставить ферму катапульты поперёк корпуса — такая катапульта называлась траверзной. На германских «карманных линкорах» траверзная катапульта была «утоплена» под главную палубу, разгонная дорожка находилась в вырезе настила, в походном положении закрывалась стальными листами.

Взлёт разведчика Супермарин «Валрус» с траверзной катапульты линкора «Хау», 1942 год

Итальянцы предпочитали неподвижные и секторные катапульты — у них разгонная ферма могла радиально перемещаться влево-вправо от продольной оси корабля на 20° по зубчатому сектору, уложенному на палубе. Неподвижные ставили в носу по оси корабля, секторные — в корме.

Самолёт перед взлётом крепился на разгонной тележке или салазках, которые трос катапульты тянул по разгонному пути. Эти устройства отличались тем, что тележка стояла на роликах, салазки на ползунах. Имелось два варианта отрыва самолёта от салазок или тележки при торможении её в конце разгонного пути: у одних самолёт соскальзывал по инерции с опор-держателей (на американских катапультах применялся только такой способ), на многих других катапультах применялся условно «английский» способ отрыва самолёта — с зависанием в воздухе.

Сход гидроплана с американской катапульты крейсера «Детройт», 1943–1944 гг. На киле поплавка разведчика Воут «Кингфишер» видны крюк зацепа за сеть посадочного тента и струбцина фиксации самолёта на салазках

Тележка британских и схожих с ними по конструкции катапульт имела четыре стойки, на которые устанавливался самолёт. В момент торможения тележки передние стойки по инерции заваливались вперёд. В конструкции бортового самолёта предусматривались узлы установки на крепления тележки или салазок. Эти узлы могли находиться на поплавках или корпусе самолёта, фюзеляже или распорках поплавков.

Ещё одну возможность взлетать с палубы движущегося корабля экспериментально доказал пилот-любитель Юджин Эли, взлетевший в 1910 году на своём колёсном «Кертиссе» с деревянной платформы, возведённой на баке крейсера «Бирмингем». Британцы повторили американский эксперимент через два года и вспомнили об этом, когда началась Великая война, и понадобилось поплавковые торпедоносцы «Шорт» «приблизить» к противнику. Было решено оборудовать взлётной платформой гидроавианосцы, у которых уже имелись и ангар, и кран для подъёма гидроплана с воды.

Тележка для гидропланов на «Фьюриесе»: подготовка к взлёту истребителя Сопвич «Пап»

Торпедоносец ставился на тележки. Первым «эскадренным» авианосцем с взлётной палубой стал переоборудованный лёгкий крейсер «Фьюриес». На его носу вместо орудийной башни установили наклонную взлётную платформу размерами 69,5×13,3 метра. Чтобы гидропланы на разбеге могли выдерживать направление, по центру взлётной палубы уложили направляющий жёлоб с узкой щелью. В эту щель заводился щуп направляющего «поводка» тележки.

Так как самолёт перед стартом находится на катапульте с работающим двигателем, приходилось удерживать салазки в стартовом положении. Это делалось при помощи задержника. На катапультах немца Хейнкеля применялся слип-гакен — стопорное устройство, которое открывалось давлением воздуха при старте, когда тяга троса превышала тягу винта самолёта. Позже задержники открывались разрывом калиброванного кольца, вставляемого перед каждым запуском. Можно было удерживать поршень и противодавлением. При подаче в цилиндр рабочего давления (выстрела) автоматически открывался клапан тормоза.

Щековой тормоз немецкой катапульты с установленным на ней разведчиком «Дорнье» Do 18

Торможение салазок в конце разгонного пути — важнейшее условие катапультирования. Существовало несколько типов тормозов: гидропневматический буфер (применялся в основном на американских катапультах), щековой тормоз с пневматическим приводом, пружинно-гидравлический, пневматический.

А теперь попробуем вернуться

После выполнения задания гидроплан возвращался к носителю и приводнялся поблизости. Чтобы «забрать» его с воды, носителю нужно было лечь в дрейф — как и в случае взлёта с воды. Гидроплан самостоятельно или с помощью буксирного катера подруливал к борту носителя напротив подъёмного устройства. Подъёмные самолётные краны устанавливались рядом с катапультой или ангаром. Такая задержка в условиях войны или дефицита времени была неприемлема, и инженеры искали возможность принимать гидропланы на борт на ходу.

«Фэйри» зацепился реданной доской поплавков за поперечные планки тента

В 1927 году латвийский инженер Кивуль предложил использовать для приёма гидросамолётов на ходу большое парусиновое полотнище — тент, спускаемый с кормы корабля. Для натяжения полотнища служила подводная сетка торможения. При использовании тента Кивуля лётчик с хода загонял самолёт на полотнище на 2–3 м. От обратного соскальзывания самолёт предохраняли пришитые поперечные рейки, в которые упирался редан лодки или поплавков.

После остановки мотора с корабля подавался трос для закрепления самолёта. Затем трос выбирался лебёдкой, и самолёт закатывался на палубу, а полотнище наматывалось на барабан, установленный в корме корабля. Тент наматывался на широкий — на ширину палубы — барабан, установленный у кормового среза. На некоторых судах приходилось делать специальную площадку и вырезать окно в корме. В этом случае самолёт снимался с тента краном. Тент можно было применять и для спуска гидросамолётов на воду.

Проём для пропуска тента в корме немецкой плавбазы «Швабенланд». На стреле крана висит дальний разведчик «Блом унд Фосс» Ha 139

Кроме тентов Кивуля применялись тенты системы Гейна. Они представляли собой сшитое в два слоя парусиновое полотнище длиной 15 м и шириной 8 м, с колейными дорожками для подъёма самолёта. Для жёсткости в полотнище были вшиты продольные деревянные бруски. При установке тента за корму выбрасывались два плавучих парусиновых якоря, которые вытягивали за собой полотнище, сматывая его с барабана.

Тент Гейна

Подобные тенты применялись до середины 30-х годов. Они были громоздкими, требовалась масса времени на установку и уборку тента, корма корабля должна была иметь специальный профиль и не слишком возвышаться над водой. Их заменили более простыми тентами, предназначенными только для приёма и буксировки самолёта; подъём гидропланов обеспечивался стрелой или краном.

Американцы для своих однопоплавковых гидросамолётов разработали малый тент. Этот тент состоял из верёвочной сетки и расположенного под ней парусинового полотнища. Он окрашивался в яркий оранжевый цвет, иногда к нему крепили габаритные флажки. Трос тента мог цепляться к ферме поворотной катапульты, при этом он глиссировал на траверзе самолётного крана.

Американский разведчик Кёртисс «Сихок» заруливает на посадочный тент за бортом крейсера «Аляска»

Самолёт заходил на тент, а после остановки мотора цеплялся за сетку специальным крюком, укреплённым на днище поплавка или лодки. Такое приспособление позволяло принимать гидросамолёты на корабль при скорости хода до 10–14 узлов.

Источник