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martes, 12 de diciembre de 2023

Portaaviones: Despegue desde una nave norteamericana

Despegue de un portaaviones

El F/A-18E despega del portaaviones USS Ronald Reagan (Dominio público/Wikimedia)

La intención del presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, en el contexto de las pruebas fallidas de las catapultas electromagnéticas utilizadas en los últimos portaaviones, de volver a probar las catapultas de vapor ha causado una acalorada controversia. Introduzca la historia del desarrollo de estos dispositivos.

Despegando de los primeros portaaviones

Los portaaviones comenzaron a construirse en varios países al final de la Primera Guerra Mundial, y después del Acuerdo de Washington de 1922, que limitó severamente el desarrollo de buques capitales, el número de portaaviones comenzó a aumentar rápidamente. Los portaaviones de la primera generación rara vez estaban equipados con catapultas para aviones: los aviones de los años 20, principios de los 30 eran bastante ligeros para poder acelerar y despegar con sus propios motores y aprovechar su velocidad. Cuando un avión despega, el barco suele ir contra el viento a toda velocidad.

Sin embargo, a finales de la década de 1930, la aparición de los torpederos y los bombarderos en picado requirió la creación de catapultas, de lo contrario estos aviones no podrían despegar con su peso de despegue completo.

Durante la Segunda Guerra Mundial, las catapultas de aviones se utilizaron con frecuencia, especialmente en portaaviones de escolta, que eran barcos pequeños sin largas cubiertas de vuelo y de alta velocidad. En los portaaviones de asalto los papeles están divididos: los cazas, como de costumbre, siguen despegando sin catapultas cuando el portaaviones corre a toda velocidad, los aviones de ataque necesitan una aceleración adicional. En la Marina de los EE. UU., las catapultas propulsadas por aire comprimido o gas se llamaban tiradores de Turquía, en honor al apodo del avión naval más pesado de Estados Unidos en ese momento, el Avenger. El pavo con carga y combustible máximos despegó del portaaviones únicamente mediante catapultas.
 
El bombardero TBM Avenger se prepara para despegar del portaaviones Essex, febrero de 1945 (worldwarphotos.info)

De los 24 portaaviones de la clase Essex transferidos a la Marina de los EE. UU., sólo el primer barco no estuvo equipado con catapultas durante la construcción naval, sino que se instaló más tarde. 8 portaaviones tienen cada uno 1 catapulta en la cubierta de vuelo, los barcos restantes están equipados con 2 catapultas cada uno. Los cuatro portaaviones también tienen catapultas instaladas en la cubierta del hangar. Este dispositivo, montado horizontalmente en el casco del portaaviones, permitía "disparar" a los cazas a través del hueco de la cubierta del hangar con cargas propulsoras (explosivos) sin tener que perder tiempo llevando el avión a la cubierta superior, por ejemplo, en situaciones en las que El enemigo ataca de repente. Más tarde, con el desarrollo de radares y aviones de reconocimiento por radar de largo alcance en barcos, este método ya no se aplicó y se eliminaron las catapultas en los hangares de los portaaviones de la clase Essex.

Los primeros aviones de combate a reacción de la era 1945-46 obviamente requerían un despegue propulsado por catapulta: las características de los motores a reacción no les permitían acelerar tan rápidamente como los motores de pistón anteriores (aunque su velocidad máxima es menor que la de los motores a reacción ). Las entonces más nuevas catapultas hidráulicas H Mk.8 permitieron que los aviones despegaran, sin embargo, rápidamente alcanzaron sus límites de capacidad, limitando el aumento del peso de despegue.

Ayuda del Reino Unido

En 1950, se empezaron a probar catapultas de vapor en el portaaviones británico HMS Perseus. A diferencia de los dispositivos anteriores, la nueva estructura recibe energía directamente del sistema de propulsión principal del barco utilizando vapor generado por calderas. El nuevo principio operativo promete un aumento repentino de la capacidad de catapulta necesaria para elevar al aire aviones cada vez más pesados ​​(incluidos aviones que portan armas nucleares). Este dispositivo fue desarrollado por el teniente coronel de reserva de la Armada británica Colin Mitchell, el principal experto en pruebas fue uno de los pilotos navales británicos más famosos, el coronel Eric Brown, quien está incluido en el Libro Guinness de los Récords como la persona con la experiencia de vuelo más rica: 487 tipos de aviones y helicópteros (incluidas variantes) de casi todos los países del mundo, desde EE. UU. hasta la Unión Soviética y Japón.

Esto no puede dejar de atraer la atención de los almirantes estadounidenses, que necesitan ideas capaces de mejorar el potencial de la flota en el contexto del rápido progreso de los bombarderos estratégicos. Estados Unidos finalmente se convirtió en líder después de introducir, además de la catapulta, la cubierta de vuelo de portaaviones en ángulo, así como el sistema óptico de guía de aterrizaje británico, que todavía era pionero en el diseño de aeropuertos.

La prueba se desarrolló con éxito. Desde entonces, las catapultas de vapor han sido una parte integral del sistema de equipamiento técnico de aviación de los portaaviones de la Armada de los EE. UU. Se instalaron catapultas de vapor tanto en los portaaviones de clase Essex y Midway construidos anteriormente en el proceso de modernización, como en los nuevos superportaaviones de clase Forrestall. En las últimas tres décadas, la flota estadounidense ha utilizado siete variantes de catapultas de tres tipos básicos: С-7, С-11 y С-13. Las variantes tardías todavía se utilizan en la actualidad.

El peso máximo de despegue de los aviones que pueden despegar gracias a este tipo de catapultas oscila entre las 32 y las 36 toneladas, un índice bastante grande para la gran mayoría de aviones a bordo de barcos. Sin embargo, también es posible lanzar aviones más pesados ​​(por ejemplo, el peso máximo de despegue del avión experimental F-111B en la década de 1960 era de casi 40 toneladas) utilizando métodos de despegue asistido. Una tradición familiar para los portaaviones es volar contra el viento. a toda velocidad. Las catapultas parecen ser sistemas bastante simples y confiables: según las estadísticas estadounidenses, durante casi 60 años de operación de súper portaaviones, desde la clase Forrestall hasta la clase Nimitz, el 99,5% de las veces, tienen al menos una de las cuatro catapultas en cada una. portador listo para su uso inmediato.

Las catapultas de vapor tienen ventajas y desventajas excepcionales. Estos dispositivos consumen una parte importante de la potencia del sistema de propulsión del barco utilizando grandes cantidades de vapor con un coeficiente de utilización útil extremadamente bajo (4-6%). En climas fríos, las operaciones en la cubierta son mucho más difíciles debido al fuerte vapor y la cubierta puede congelarse. Además, en climas marinos, las catapultas de vapor requieren un cuidado antioxidante muy cuidadoso. El mantenimiento de las catapultas de vapor estaba entre los trabajos más sucios a bordo de los barcos debido a la gran cantidad de grasa utilizada en los mecanismos de las catapultas.

El caza interceptor F-14B se prepara para despegar del portaaviones USS Harry Truman (US Navy)

Finalmente, como señalaron los ingenieros de la Marina estadounidense, no existe un canal de comunicación inverso en la catapulta de vapor, lo que dificulta comprobar y predecir problemas que pueden provocar accidentes y reducir la vida útil del avión. La imposibilidad de ajustar de forma flexible la potencia de la catapulta la hace menos adecuada para trabajar con drones ligeros, que pueden dañarse al despegar con la catapulta. El gran peso y el volumen tampoco permiten que las catapultas de vapor sean consideradas la solución óptima incluso para barcos muy grandes, como los portaaviones.

Maravillas electromagnéticas

Se espera que las catapultas electromagnéticas eliminen estas desventajas. La idea de este dispositivo se propuso en la década de 1940, pero en aquel entonces la gente no le prestaba atención. Los lanzadores electromagnéticos con un sistema de control numérico flexible, que permiten el lanzamiento de todo tipo de aviones, desde cazas con peso máximo de despegue hasta drones ligeros, han llamado realmente la atención sobre el alcance de la Marina estadounidense después de que se diera cuenta de que llevar aviones no tripulados a la flota de portaaviones es una necesidad urgente de la Armada y es una tarea para el futuro próximo. Está previsto que el nuevo dispositivo, denominado EMALS, equipe a los portaaviones de la clase Gerald Ford.

En comparación con las catapultas de vapor, EMALS pesa menos, ocupa menos espacio, requiere menos tiempo y mano de obra para su mantenimiento y control, y se recarga rápidamente. Gracias a una mayor eficiencia de trabajo, las catapultas electrónicas crean menos carga en el sistema de energía principal del portaaviones. El diseño se simplificó al máximo por la eliminación de los subsistemas hidráulicos y neumáticos, y por el componente mecánico en comparación con las catapultas de vapor, que requerían cientos de kilogramos de vapor caliente para cada lanzamiento. En general, este dispositivo es extremadamente compatible con el concepto de "barco eléctrico" que en el futuro determinará la apariencia de la Armada de los Estados Unidos en general.

¿Bajo rendimiento?

“No me suena muy bien lo de “digital”. ¿Qué es eso? Esto es tan complicado que habría que ser Albert Einstein para imaginarlo. Pero también quieren más portaaviones. Dije: ¿qué tipo de sistema necesitas? – “¡Queremos el (lanzador) digital, señor!” Dije, no, no habrá ningún (lanzador) digital para ti. Usarán el vapor del diablo porque sus dispositivos digitales cuestan cientos de millones de dólares, y eso es malo", dijo el presidente estadounidense Donald Trump en una entrevista con el periódico Time.

F/A-18E Super Hornet se prepara para despegar utilizando una catapulta electromagnética en un banco de pruebas (xpda.com)

Esa fue la reacción de Trump a una conversación con uno de los oficiales de la Marina de los EE. UU. que participan en las pruebas del nuevo sistema y quien informó al comandante militar de los EE. UU. que el nuevo sistema actualmente no tiene suficiente capacidad y, en general, “no funciona bien”. ”. Es difícil comentar sobre los comentarios del Sr. Trump. Por un lado, las catapultas de vapor han garantizado las capacidades de combate de los escuadrones de barcos estadounidenses durante más de seis décadas y pueden servir durante muchos años más. Por otro lado, son incompatibles con los conceptos futuros de uso por parte de la Armada de los EE.UU., lo que exige una revisión de los planes para el uso de drones y la introducción de cambios importantes en el diseño de los portaaviones mundiales. buques, sin necesidad de grandes tuberías de vapor que vayan desde el sistema de propulsión principal hasta el sistema técnico aeronáutico.

En primer lugar, el Secretario de Defensa de los EE.UU., James Mattis, y el Secretario de la Marina, Sean Stackley, tendrán que ajustar y suavizar las declaraciones del Presidente de los EE.UU. Teniendo en cuenta el pasado de Mattis como general del Cuerpo de Marines de EE. UU., debe comprender la marina más que sus colegas, por lo que la discusión promete ser al menos interesante. Además, cabe señalar que las consecuencias de cualquier decisión en este caso comenzarán a manifestarse ya a mediados de la próxima década.

Fuente:

Lenta, 22 de mayo de 2017.


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