Из жизни авианосцев

Из жизни аэрофинишёров

Первый блин не комом

Самая первая в истории «посадочная палуба», за считанные дни построенная в начале 1911 года на корме американского крейсера «Пенсильвания», была всего 36 метров длиной. Это было слишком мало для обычного пробега при посадке даже тогдашнего аэроплана, так что нужно было придумать, как его затормозить. Эту задачу конструктор машины Гленн Кёртис поручил своему сотруднику, другому пионеру авиации инженеру Хью Робинсону. Ходят слухи, что тот воспользовался своим опытом цирковых трюков на мотоцикле, которыми баловался в молодости.

Изобретатель поперечного аэрофинишёра, инженер и авиатор Хью Робинсон (1882-1963)

И что самое поразительное – Робинсон с первой попытки ухитрился угадать основные принципы аэрофинишёров, что используются и по сей день! Идея состояла в том, чтобы приделать к аэроплану специальный крюк – по-русски его именуют принятым на флоте голландским словом «гак» – который должен зацепиться за протянутый поперёк посадочной палубы трос, поднятый с помощью пары продольных брусьев на некоторую высоту.

Однако трос нельзя было закреплять жёстко – хрупкая этажерка Кёртисса «Модель D» от такого рывка просто развалилась бы. Поэтому концы троса привязали к лежащим по краям палубы мешкам с песком – чтобы торможение было более плавным. Кроме того, тросов было много, что повышало вероятность, что хоть за какой-то, но зацепит. Ещё лучше – за несколько, чтобы торможение шло по нарастающей.

А ещё Робинсон подстраховался на случай, если его система не сработает – в самом конце импровизированной посадочной палубы вертикально растянули кусок брезента – прообраз «аварийного барьера» – чтобы хотя бы смягчить удар при незацепе. Ну и совсем на всякий пожарный – ещё и посадили по бокам матросиков, дабы ловили аэроплан ручками, если что.

Первая в истории посадка аэроплана на корабль, хорошо видны привязанные к мешкам с песком тросы первого «аэрофинишёра» и поддерживающие их брусья, 1911 год

Однако все эти страховочные меры не понадобились, и 18 января 1911 года «Модель D» Гленна Кёртисса с первого же раза благополучно села на крейсер, штатно зацепив гаком тросы «финишёров». Эру палубной авиации можно было считать начавшейся. Фанфары! А вот изобретение Хью Робинсона… Оно оказалось забыто на добрый десяток лет.

Усложнение задачи

Дело в том, что американцы сажали аэроплан хоть и на крейсер, но стоящий на якоре. А когда несколько лет спустя, в ходе начавшейся к тому времени Первой мировой к снаряду подошли уже британцы – перед ними встала гораздо более сложная, как выяснилось, задача. Весь смысл посадочной палубы, построенной в начале 1918 года на корме бывшего «большого лёгкого крейсера» «Фьюриес», состоял в том, чтобы сажать самолёты прежде всего на корабль движущийся.

С одной стороны, посадочная палуба первого в мире авианосца была втрое длинней – уже целых 100 метров. А кроме того, посадка на движущийся – да ещё против ветра – корабль позволяла практически уровнять скорости корабля и тогдашнего аэроплана, так что его колёса касались палубы с почти нулевой относительной скоростью. Словом, задача собственно торможения практически не стояла, особенно после того, как британцы отказались от прогрессивного колёсного шасси и вернулись к старым добрым полозьям, что тормозили просто за счёт трения

Авианосец «Фьюриес» с уже установленной посадочной палубой в корме, позади трубы видны стойки со страховочными сетями, 1918 год

Вот только в конце посадочной палубы прямо посерёдке торчали дымовая труба, а за ней и надстройка корабля. При посадке на ходу они создавали мощные турбулентности, да и дым из трубы – а это не только частички сажи, но ещё и горячий воздух – стабильности воздушного потока над палубой тоже как-то не способствовал. Так что главной задачей при посадке на ходу было прежде всего предотвратить снос лёгкого аэроплана этими воздушными завихрениями в сторону, то бишь за борт.

Для борьбы с этим явлением пришлось придумать принципиально другую систему торможения, что назвали по имени её создателя – «ловушка Бастида». На палубе установили две небольшие наклонные платформы – рампы – а поверх них на высоте около 23 сантиметров над палубой натянули уже не поперечные, а продольные тросы на примерно таком же расстоянии друг от друга. На самих самолётах установили не крюк, а поперечную планку между колёсами или полозьями, из которой вниз торчала «гребёнка» из маленьких «якорей» – зубьев с «рогами» V-образной формы.

Смысл конструкции состоял в том, что при посадке колёса или полозья попадали между тросами, что предотвращало сдувание машины вбок, а зубья-«якоря» зацеплялись за тросы снизу и предотвращали ещё и подброс аэроплана вверх – как из-за турбулентностей, так и просто из-за подскока при ударе о палубу. Торможение же осуществлялось за счёт трения поперечной планки «гребёнки» о тросы, трения полозьев о палубу, плюс за счёт заезда на переднюю рампу. Ну и, конечно, имелась аварийная система в виде редкой сетки из канатов, причём не только в конце посадочной палубы, но и частично по бортам.

Посадка истребителя «Сопвич Пап» на продольный аэрофинишёр авианосца «Фьюриес», видна передняя рампа с тросами и страховочные сети, 1918 год

В теории – да и на неподвижном корабле – всё это замечательно работало, а вот на движущемся… Весь май 1918 года британские пилоты учились садиться на авианосец, но добились лишь двенадцати удачных посадок. При этом значительно больше аэропланов было разбито или ушло за борт. В результате посадки на ходу запретили, и «Фьюриес» пока остался «чисто взлётным» авианосцем, разве что со значительно увеличившимся количеством «одно­разовых» самолётов на борту.

Работа над ошибками

Британцы мудро решили, что бороться надо не со следствиями проблем, а с их причинами. Поначалу они собирались всё же снабдить надстройками – пусть и по бортам – свой «Аргус», гражданский лайнер, перестраиваемый в первый настоящий авианосец со «сквозной» полётной палубой от кормы до носа. Но по опыту «Фьюриеса» от этих надстроек на всякий пожарный отказались. С дымом над палубой обошлись не менее радикально – с помощью длиннющих горизонтальных дымоходов по бортам увели его от греха подальше вообще в корму и вниз.

Посадочную систему полностью скопировали с «Фьюриеса» – те же две рампы и такой же прямоугольник из 54 продольных тросов по 30 метров. Проведённые в конце 1918 года испытания показали, что при отсутствии турбулентностей от надстройки и дымовой трубы по оси корабля оно действительно работает и на ходу. Но работает так себе – прежде всего из-за наличия задней рампы. Не говоря уж о том, что эта конструкция занимала кучу места на палубе, а убирать и устанавливать её достаточно долго.

Ещё один «Сопвич Пап» с характерной посадочной «гребёнкой» между стойками шасси садится уже на авианосец «Аргус» с таким же, как и на «Фьюриесе» аэрофинишёром – хорошо видна задняя рампа, влетев на которую можно было перескочить посадочные тросы, 1918 год

Поэтому в начале 1919 года британцы испытали очень странную, мягко говоря, идею. В качестве аэрофинишёра они задействовали – вы не поверите – платформу одного из самолётоподъёмников, поверх которой на уровне палубы натянули всё те же продольные тросы. Пока платформа в верхнем положении – тросы просто лежат на ней и никому не мешают, а стоит её опустить – получается та самая «ловушка». Дёшево и сердито!

Но у этой системы было два больших недостатка, один очевидный – не убрав тросы невозможно использовать подъёмник по прямому назначению, а второй – эта платформа была всего 5,5 метров в ширину и 18 метров в длину. В такой крохотный аэрофинишёр надо было ещё ухитриться попасть. Так что осенью 1920 года они испытали ещё одну систему, теперь уже на следующем авианосце «Игл».

Для начала радикально увеличили размеры аэрофинишёра – прямоугольник из продольных тросов должен был, по мнению лётчиков, составлять не менее 100 метров в длину и не менее 12 – в ширину. А ещё нужно было обеспечить возможность оперативно опустить эти тросы на палубу, чтобы не мешали перемещениям самолётов. Для этого передняя рампа – куда же без неё – была выполнена в виде платформы на шарнире по задней кромке, в сложенном состоянии утопленной в палубный настил.

Торпедоносец «Блэкбёрн Дарт» садится на продольный аэрофинишёр финального типа, на переднем плане поднятая платформа передней рампы, далее видны складные подпорки тросов, авианосец «Игл», 1923 год

При необходимости специальный привод поднимал её переднюю часть на 0,4 метра, заодно поднимая и идущие поверх тросы. Сзади рампы не было – там тросы поднимала уже просто планка шириной те же 0,4 метра, тоже на шарнире и с приводом. А для того, чтобы длинные тросы не провисали, через каждые 15-18 метров под них ставили складные подпорки.

Испытания оказались успешными, аварийность резко снизилась, и британцы оборудовали подобными посадочными системами – с небольшими вариациями по размерам – все три уже находящихся в строю авианосца: «Аргус», «Игл» и первый свой авианосец специальной постройки «Гермес».

Радикальное решение

Однако параллельно с этим развивались и палубные самолёты. И в какой-то момент выяснилось, что их больше не сдувает с палубы от малейшего чиха. Масса – а значит и инерция – уже немного не те. А основной смысл аэрофинишёров с продольными тросами состоял именно что в предотвращении бокового сноса, а вовсе не в торможении машины. Но теперь они вполне могли тормозиться просто пробегом, как на обычном наземном аэродроме, благо места на палубе хватало, плюс «вычитание» относительной скорости посадки за счёт движения самого корабля.

А ещё у британцев уже были более-менее нормальные – для того времени, конечно – авианосцы. Позволявшие быстро убрать севший самолёт вниз, в ангар. Так что через считанные минуты в распоряжении следующей садящейся машины опять оказывалась вся длина полётной палубы. А самолётов у них было не так уж и много… Словом, во второй половине 1920-х годов все посадочные приспособления с упомянутых выше трёх первых британских «настоящих» авианосцев попросту убрали за ненадобностью.

Авианосец «Глориес» с характерным подъёмом на полётной палубе и «заборчиком» по бортам

Любопытней обстояло с тремя другими – бывшими «большими лёгкими крейсерами» – всё тем же «Фьюриесом» и его двумя «двоюродными сестричками», что британцы перестраивали в полноценные авианосцы. Изначально проект конверсии предполагал наличие продольного аэрофинишёра длиной 103 метра – от кормового до носового самолётоподъёмника. Более того, он был даже «интегрирован» в полётную палубу – пресловутая передняя «рампа» создавалась там профилем самой палубы.

Однако уже менее, чем через год после окончания перестройки «Фьюриеса» в 1925 году, продольный аэрофинишёр с него убрали, а «Корейджес» и «Глориес» вступили после конверсии в строй – в 1928 и 1930 годах соответственно – уже изначально без оного. Из посадочных приспособлений на всех трёх остались лишь эта самая «рампа» в палубе хоть для какого-то торможения, плюс – на всякий пожарный – «заборчики» по бокам от сноса за борт. Если что, их так и называли по-старомодному «pallisades» .

Словом, несколько лет многочисленных британских экспериментов оказались бессмысленными, а данное направление – тупиковым. Между тем их коллеги по опасному бизнесу – что через Атлантику, что на противоположной стороне планеты – в это время не дремали.

Не от хорошей жизни

Тем временем на второе место в авианосной гонке неожиданно ворвалась Япония. В конце 1922 года они первыми мире приняли в состав флота авианосец специальной постройки, «Хосё». Поскольку он создавался со вполне понятной оглядкой на британский опыт, то и посадочная система там была установлена тоже британская. Всё те же продольные тросы с характерными поперечными подпорками. В феврале 1923 года её впервые опробовал британский же лётчик-испытатель компании «Мицубиси», затем её начали осваивать и японские пилоты.

Лётчик-испытатель Уильям Джордан после первой посадки на «Хосё», хорошо виден классический британский продольный аэрофинишёр, 1923 год

Первый американский авианосец «Лэнгли» вступил в строй несколько раньше японского, в марте того же 1922 года, но это был скорей экспериментальный корабль, дёшево и сердито перестроенный из угольщика. Американцы, конечно, тоже ориентировались на британские наработки – других-то не было – и возможно и рады были бы тоже без затей полностью скопировать и их посадочную систему. Однако конструкция судна-«донора» накладывала ряд неприятных ограничений.

Во-первых, «Лэнгли» был крайне тормозным – всего 15,5 узлов [28,7 км/ч], и рассчитывать на серьёзное «вычитание» относительной скорости посадки не приходилось. Во-вторых, у него был единственный самолётоподъёмник, располагавшийся практически посредине корабля, так что на посадочную зону в корме оставалось не более 80 метров. То есть заметно меньше, чем британцы сочли минимально необходимым, а уж с учётом низкой скорости авианосца…

Ну а главной проблемой был сам этот самолётоподъёмник, что опускался лишь до уровня на 2,4 метра выше бывшей верхней палубы угольщика – ангара, как такового, на «Лэнгли» не было. Так что опущенный с полётной палубы самолёт нужно было цеплять тросами и убирать с платформы подъёмника с помощью кран-балки. По воспоминаниям служивших на «Лэнгли» пилотов, это мероприятие могло занимать до 12 минут. Поэтому ни о какой британской схеме «пустая палуба» речь уже не шла – сажать самолёты с такими огромными интервалами никто не хотел.

Альфред Прайд испытывает свою посадочную систему на наземном прототипе, 1921 год

В общем, капитан-лейтенанту Альфреду Прайду, которому внезапно поручили эту задачу, надо было придумать посадочную систему, что будет не только предотвращать боковой снос самолёта, но ещё и быстро и надёжно его тормозить. А ещё он был заинтересован в этом лично – как пилоту будущей авиагруппы «Лэнгли» ему на эту систему предстояло садиться самому. Как вспоминал впоследствии уже адмирал Прайд, разработка, включая наземные эксперименты, заняла около полугода – надо было успеть к окончанию конверсии судна в авианосец.

Капитан-лейтенант с техническим образованием не стал изобретать велосипед. После знакомства с историей вопроса и британскими наработками он решил просто объединить две готовые идеи. Взять уже испытанную британцами систему с продольными тросами и «гребёнкой» на шасси и дополнить её ещё и тормозным гаком с поперечными тросами, придуманными Хью Робинсоном ещё десять лет назад. Слегка модифицировав, конечно, и то, и другое. Но если в случае продольных тросов изменения коснулись в основном их подпорок, то исходные мешки с песком у поперечных были заменены немного более сложной системой.

Концы тросов через блоки уходили через отверстия в палубе в пиллерсы, на которых стояла полётная палуба, а там к ним крепилось несколько чугунных грузов. Причём если верхние постоянно были на весу, обеспечивая натяжение тросов, то нижние уже просто лежали. А когда садящийся самолёт своим гаком начинал тянуть трос – они один за одним поднимались, плавно наращивая сопротивление. Ну а брусья, поддерживающие тросы над палубой, заменили простейшими эксцентриками с рычагами, так что поперечные тросы можно было быстро опустить на палубу, дабы не мешали перемещениям самолётов.

Как оно работало уже на корабле: хорошо видны как «гребёнка» между колёс для продольных тросов, так и посадочный гак для поперечных, а снизу эксцентрики, что поднимали и опускали поперечные тросы

Отдельным достоинством этой системы было то, что она была полностью автономна и не требовала никаких электрических или гидравлических приводов. Альфред Прайд очень хотел первым испытать её в окончательном виде, уже смонтированной на корабле, но первую посадку на первый американский авианосец в октябре 1922 года совершил командир его авиагруппы, а изобретателю досталось почётное второе место.

Последние штрихи

А дальше всё было почти как у британцев. Сменилось поколение палубных самолётов и вскоре выяснилось, что боковой снос перестал быть серьёзной проблемой. Так что в 1927 году американцы тоже убрали – пока в порядке эксперимента – с «Лэнгли» продольные тросы, но вот поперечные оставили. Практика показала, что оно неплохо работает и так. Поэтому ещё через год с небольшим решили сделать то же самое с продольными аэрофинишёрами на вступивших недавно в строй перестроенных из линейных крейсеров «Лексингтоне» и «Саратоге». А вот там начались проблемы.

Ставить на огромные и уже действительно боевые авианосцы примитивные системы с грузиками было как-то несерьёзно, и к этому делу подключили всё того же Карла Нордена, что проектировал и экзотические «маховиковые» катапульты для этих кораблей. Впоследствии этот инженер прославился своим бомбовым прицелом, но вот всё, что он придумал для «Лексингтонов» оказалось неудачным. Барабаны с гидравлическими тормозами, на которые наматывались концы поперечных тросов аэрофинишёров Mark I прекрасно справлялись со своей задачей, но был, что называется, «один нюанс».

Самолёт, утянутый за борт тросом аэрофинишёра

Эти барабаны работали независимо друг от друга. Пока в комплекте были ещё и продольные тросы, то эффект от этого был не так заметен, а вот когда их убрали, то, при зацепе поперечного троса не по центру, самолёт по мере торможения утаскивало в сторону. Вплоть до сброса за борт. Кстати, по этим граблям затем прошлись разработчики поперечных аэрофинишёров чуть не во всех странах. В общем, начальство решило, что «старый конь борозды не испортит» и опять обратилось всё к тому же Альфреду Прайду. Благо, далеко ходить было не надо – он служил тут же, на «Лексингтоне» и испытал проблему на своей шкуре.

Принципиальное отличие придуманной им системы состояло в том, что одно и то же гидропневматическое тормозное устройство работало сразу с обоими концами троса поперечного аэрофинишёра. Так что при зацепе не по осевой полётной палубы трос не только не утягивал самолёт к борту, а наоборот, даже немного тянул его к центру. В 1931 году аэрофинишёр Прайда был принят на вооружение под названием Mark II и установлен на «Лексингтоны», а затем он и его модификации десятилетиями верой правдой служили на всех американских авианосцах. Их лишь модернизировали, чтобы обеспечить торможение всё более тяжёлых палубных самолётов.

Не совсем особый путь

Единственной «авианосной» страной, которая вообще не использовала продольную «британскую» систему оказалась Франция. Но вовсе не потому, что они были такие передовые и продвинутые – просто французы плелись в хвосте этой гонки, так что имели возможность заимствовать чужой опыт и учиться на чужих ошибках. При первых экспериментальных посадках на ещё голый корпус недостроенного линкора «Беарн» в октябре 1920 года они использовали те же лежащие на палубе поперечные тросы, привязанные к мешкам с песком, что Хью Робинсон придумал ещё в 1911 году.

Посадка истребителя GL.22 на раннюю версию поперечного аэрофинишёра «Беарна», чтобы не париться с системой удержания тросов над палубой, они просто надели на них небольшие диски

А в 1927 году, когда на уже перестроенном в авианосец «Беарне» шли как ходовые, так и лётные испытания, всем уже стало очевидно, что продольная система болше не актуальна. Так что французы установили у себя фактически раннюю систему Альфреда Прайда с «Лэнгли», с той лишь разницей, что к уходящим под палубу тросам поперечных аэрофинишёров привязывались не чугунные грузы, а всё те же мешки с песком. В 1929 году мешки сменили на тормозные барабаны – «система Шнайдер-Флё», а в 1931 году часть их заменили – вы угадали – на уже гидропневматическую «систему Сен-Шамон».

Все побежали – и я побежал

Всё в том же 1931-ом на удивление синхронно «прорвало» и двух оставшихся участников «авианосной гонки». В этом году на британском авианосце «Корейджес» был испытан первый экспериментальный поперечный аэрофинишёр Mk. I с тормозным барабаном, который затем сменился уже гидропневматической системой Mk. III, что ставилась на предвоенные британские авианосцы.

Японцы же пошли своим отдельным путём – они использовали электромагнитную индукцию. Барабаны, на которые накручивались концы троса поперечного аэрофинишёра, при раскручивании его вращали роторы электрогенераторов, что и тормозили систему. Первый такой финишёр «Тип 1» был испытан на авианосце «Хосё» тоже в 1931 году, а его последующие модификации устанавливались как на новые, так и на проходящие модернизацию корабли.

* * *

Словом, прошло почти ровно двадцать лет, и все четыре страны, озаботившиеся в межвоенный период постройкой авианосцев, вернулись к тому, с чего когда-то начиналась палубная авиация – к поперечным аэрофинишёрам, что благополучно используются и по сей день.