Despegue de un portaaviones
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El F/A-18E despega del portaaviones USS Ronald Reagan (Dominio público/Wikimedia)
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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.
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El bombardero TBM Avenger se prepara para despegar del portaaviones Essex, febrero de 1945 (worldwarphotos.info)
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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.
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El caza interceptor F-14B se prepara para despegar del portaaviones USS Harry Truman (US Navy)
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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.
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| 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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