Авианосцы

Введение

Авианосец (АВ) — класс военных кораблей, ударной силой которых является палубная авиация. Располагает полётной палубой и другими средствами обеспечения взлёта и посадки летательных аппаратов (ЛА), а также ангарами, средствами обслуживания и заправки авиатехники, управления и обеспечения полётов. На 2014 в мире насчитывается 20 кораблей этого класса и еще 4 находятся в постройке. АВ находятся в составе ВМС США, РФ, Франции, КНР, Великобритании, Италии, Индии, Бразилии и Тайланда.
Классификация и виды авианосцев и их архитектурные особенности.
АВ условно делятся на полномасштабные (тяжелые), средние, легкие.
1) Особенность полномасштабного (тяжелого) АВ – способность обеспечить базирование и одновременное проведение взлетных и посадочных операций самолетов нормальной аэродинамической схемы, системы принудительного взлета (катапульты) и посадки с аэрофинишерами. Состав авиационного крыла такого АВ колеблется в пределах 80-100 ЛА различного назначения (maximum). Водоизмещение 80 000 - 100 000 тонн.
2) Полное водоизмещение средних АВ колеблется в диапазоне 40 000-60 000 т, такие корабли сегодня имеют Франция и Россия. Один бывший французский АВ «Фош» меньшего водоизмещения передан ВМС Бразилии. Создавать их в этом диапазоне удается путем сокращения авиационного крыла до 40-60 ЛА, снижения запасов авиатоплива и некоторого уменьшения темпа взлета ЛА.
3) Подкласс легких АВ возник благодаря самолетам вертикального взлета и посадки (СВВП), что позволило ограничить водоизмещение величиной 20 000 т. Однако успешное применение трамплина на ряде таких АВ, а также наращивание тяговооруженности и возможностей палубных самолетов может привести к появлению легких АВ с самолетами нормальной аэродинамической схемы.


№ Авианосцы в строю: Страна ГЭУ D, тонн ЛА Заложен В строю
1 CVN68 «Честер У Нимитц»
 США ЯЭУ 101 196 90 шт
в 1968 с 1975
2 CVN69 «Дуайт Эйзенхауэр»
 США ЯЭУ 101 713 90 шт
в 1970 с 1977
3 CVN70 «Карл Винсон»
 США ЯЭУ 101 097 90 шт
в 1975 с 1982
4 CVN71 «Теодор Рузвельт»
 США ЯЭУ 103 487 90 шт
в 1981 с 1986
5 CVN72 «Авраам Линкольн»
 США ЯЭУ 104 112 90 шт
в 1984 с 1989
6 CVN73 «Джордж Вашингтон»
 США ЯЭУ 104 017 90 шт
в 1986 с 1992
7 CVN74 «Джон Стеннис»
 США ЯЭУ 103 300 90 шт
в 1991 с 1995
8 CVN75 «Гарри Трумэн»
 США ЯЭУ 101 378 90 шт
в 1993 с 1998
9 CVN76 «Рональд Рейган»
США ЯЭУ 98 235 90 шт
в 1998 с 2003
10 CVN77 «Джордж Буш»
США ЯЭУ 98 235 90 шт
в 2003 с 2009
11 A12 «Сан-Пауло» («Фош»)   Бразилия КТУ 33 700 40 шт
в 1959 с 2000
12 R91 «Шарль де Голль»   Франция
42 000 40 шт
в 1989 с 2001
13 063 «Адмирал Кузнецов»   Россия КТУ 60 000 50 шт
в 1982 с 1990
14 16 «Ляонин» («Варяг»)   КНР КТУ 65 000 50 шт
в 1985 с 2012
15 - «Викрамадитья» («Баку»)   Индия КТУ 45 500 30 шт
в 1978 с 2012
16 R22 «Вираат» («Гермес»)   Индия КТУ 28 700 30 шт
в 1953 с 1987
17 R06 «Илластриэс»   Англия ГТУ 20 700 20 шт
в 1976 с 1982
18 551 «Джузеппе Гарибальди»   Италия ГТУ 13 800 16 шт
в 1981 с 1985
19 550 «Кавур» Италия ГТУ 27 500 24 шт
в 2001 с 2009
20 - «Чакри Нарубет»   Таиланд ГТУ 11 500 12 шт
в 1994 с 1997


Применяются 3 основные схемы АВ, имеющие аббревиатуры: «CATOBAR», «STOBAR» и «STOVL».
1) CATOBAR (Catapult Assisted Take off But Arrested Recovery) – самолет взлетает с помощью катапульты, посадка происходит с использованием аэрофинишера.
Представители: «Нимитц», «Сан-Пауло», «Шарль де Голь».
2) STOBAR (Short Take off But Arrested Recovery)
– самолет взлетает при помощи трамплина, посадка на аэрофинишер.
Представители: 1143.5, «Ляонин», «Викрамадитья».
3) STOVL (Short Take off Vertically Landing)
– самолет взлетает при помощи трамплина, посадка происходит вертикально.
Представители: «Илластриес», «Гарибальди», «Кавур», «Нарубет», «Вираат»
Каждая конструктивная схема имеет свои преимущества и недостатки. В соответствии с анализом степени их значимости, и в зависимости от используемого типа летательных аппаратов, а следовательно, и соответствующего им способа взлета и посадки, при постройке авианосца осуществляется выбор определенной конструктивной схемы.
Количественное преимущество конструктивной схемы CATOBAR (более половины от построенных авианосцев) в основном объясняется тем, что на текущий момент только катапультный старт обеспечивает взлет самолетов ДРЛО, которые не имеют тяговооруженность, сопоставимую с истребителями, а контроль за полем боя, в совокупности с массовым применением РЭБ обеспечивает уничтожение едва ли не любых сил противника без потерь. Кроме того не маловажно, что все эти корабли построены только в США и во Франции, а схема CATOBAR является традиционной для судостроительной промышленности этих стран.
Конструктивная схема STOBAR применена только на кораблях постройки СССР-РФ (1143.5, «Ляонин», «Викрамадитья») и Индии («Викрант II», проектировавшийся с участием российских специалистов). Причинами появления данной схемы являются ограничения по использованию паровых катапульт в высоких широтах, где базировался флот СССР, а также ограничения по постройке атомных кораблей на судостроительных заводах г. Николаев, где строились советские авианесущие корабли. Кроме того, трамплинная схема имеет еще ряд преимуществ перед катапультным стартом, которые будут рассмотрены далее.
Конструктивная схема STOVL применена на всех остальных авианесущих кораблях европейской постройки и ориентирована на использование самолетов вертикального взлета – посадки, хотя на сегодняшний момент времени их боевые характеристики ниже, чем у самолетов обычной аэродинамической схемы. Целью внедрения конструктивной схемы STOVL является попытка снизить стоимость авианесущего корабля путем уменьшения водоизмещения и ограничения ряда его характеристик. В то же время у большей части авианесущих кораблей построенных по схеме STOVL существенно расширены десантно-высадочные функции, по сравнению с авианосцами других конструкционных схем. Здесь прослеживаются две тенденции: оборонительное направление развития европейских флотов и стремление к сращиванию класса легких авианосцев и универсальных десантных кораблей. Использование СВВП требует подкрепления полетной палубы и усиление её конструкции специальными защитными покрытиями, так как газовый факел, бьющий в палубу при взлете и посадке СВВП способен нанести ей значительные повреждения.
Полетная палуба является одним из основных элементов корабля, определяющим его архитектурный тип и возможности размещенных на нем авиационно-технических средств. Она делится на взлетный и парковый участки и посадочную полосу, оборудованные системами и средствами для подготовки, обслуживания и использования самолетов. Иногда они совмещаются ввиду ограниченных размеров полетной палубы.
Взлетный участок оснащен четырьмя паровыми катапультами (вес около 180 т, длина до 100 м), которые обеспечивают взлет самолетов весом до 43 тонн со скоростью около 300 км/ч. Для защиты людей и машин, готовящихся к вылету, от действий газовых струй реактивных двигателей используются отражатели. Между катапультой и отражателем располагаются палубные панели, охлаждаемые забортной водой, что недопускает перегрева палубы при работе личного состава по креплению и обслуживанию самолета на старте.
Посадочная полоса состоит, в свою очередь, из трех участков: кормового (длина 55 м) - от кормового среза полетной палубы до тормозных тросов аэрофинишера; тормозных тросов (здесь они расположены на расстоянии 12 м друг от друга и имеется аварийный барьер), а также торможения (от последнего тормозного троса до носового среза посадочной палубы). Посадочная полоса обозначена с боков двумя непрерывными белыми линиями, a ее диаметральная плоскость - желто-белой пунктирной.
Парковый участок - это та часть полетной палубы, на которой самолеты располагаются во время проведения взлетно-посадочных операций. Он обозначается бело-красными пунктирными линиями. Здесь находятся самолетоподъемники, лифты подачи боезапаса, колонки заправки топливом, эскалаторы подъема летного состава на полетную палубу, посты, обеспечивающие самолеты энергоносителями (э/э, кислород, ввд, азот).
Все авианосцы CATOBAR и STOBAR имеют угловую посадочную палубу, которая направлена под углом от 8.5° до 10,5° к диаметральной плоскости корабля (см. рисунок 2). Угловая палуба значительно повышает боевую готовность авианосцев, так как дает возможность при выпуске самолетов с корабля CATOBAR работать всем четырем катапультам почти одновременно, а для кораблей CATOBAR и STOBAR одновременно выпускать самолеты с носовой части корабля и принимать на угловую посадочную палубу. Существенным преимуществом угловой палубы является возможность ухода самолета на второй круг, если при посадке гак не захватил ни один из тросов аэрофинишера

. Летчики английских ВВС, которым приходилось летать с авианосцев США, утверждают что заход на посадку удобнее строить на палубу с меньшим углом отклонения (8,5°). Однако с точки зрения безопасности больший угол надежнее.
Головной корабль этого типа – АВ «Честер У. Нимитц» вступил в строй в 1975 году. Его полное водоизмещение 101 196 тонн, длина 332 метра, ширина корпуса 40,8 метров, ширина полетной палубы 76,8 метров, осадка 11,3 метров, скорость хода 30 узлов. Построено 10 кораблей этого типа.

На АВ типа «Нимитц» все четыре самолетоподъемника выполнены бортовыми, расположены у бортов корабля, (три на правом борту, один на левом, в корме) со стороны борта открытые. Грузоподъемность – 50 тонн, что позволяет поднять один тяжелый самолет или два легких вместе с тягачом, массой семь тонн. Платформы самолетоподъемников АВ типа «Нимитц» выполнены из алюминиевого сплава, масса 105 тонн (длина 21,4/25,9; ширина 15,9 метров). Время подъема/опускания – 14-15 сек. Ход – 11 метров. Каждый подъемник обслуживается одной гидравлической машиной с горизонтально расположенными цилиндрами. Усилие на плунжере - 600 тонн.
Все самолетоподъемники оборудованы герметичными гидравлическими лацпортами, обеспечивающими допустимый микроклимат в ангаре в холодное время года и безопасность в штормовых условиях.
При опускании/подъеме самолетоподъемника автоматически поднимается/опускается палубное ограждение, с помощью механической передачи.
Самолетоподъемники бывают: бортовые и палубные. Палубные сегодня используются редко, так как бор­товой самолетоподъемник имеет ряд преимуществ: увеличивает полезную площадь ангарной палубы;повышает прочность полетной палубы за счет ликвидации в ней допол­нительного выреза; не мешает взлетно-поса­дочным операциям при опускании и в случае заклинивания; позволяет поднимать крупно­габаритные самолеты за счет возможности «свешивать» их за борт. На всех американских АВ послево­енной постройки самолетоподъемники исключительно бортовые. (Впервые бортовой самолетоподъемник был испытан в 1940 году на авианосце CV-7 «Уосп»).Для подъема боеприпасов на полетную палубу на корабле установлены девять элеваторов, расположенных в зоне подготовки к полетам в близи штатных предстартовых позиций (что усложняет подготовку к вылету ЛА на нештатных стартовых позициях).

Энергетическая установка (ЭУ), являясь одной из важнейших подсистем корабля, предназначена для обеспечения поступательного движения и маневренности корабля, обеспечение энергией комплексов боевых и
технических средств при использовании корабля по назначению, бесперебойного снабжения энергией общекорабельных систем и оборудования, обеспечивающих надёжность, живучесть и безопасность корабля,
а также жизнедеятельность личного состава. Основная направленность развития ЭУ обусловлена, прежде всего, стремлением конструкторов обеспечить в наибольшей степени соответствие ЭУ задачам, решаемым боевыми надводными кораблями (БНК), а также соответствие последним достижениям в области корабельного энергомашиностроения. Сочетание преимуществ и недостатков различных типов ЭУ предопределяет их внедрение на кораблях и дальнейшие перспективы их развития.
На современных авианесущих кораблях применяются три типа главных энергетических установок:
- котлотурбинные (КТУ) – в качестве главных элементов используются паровые котлы и паровые турбины.
Представители: 1143.5, «Ляонин», «Викрамадитья», «Вираат (Гермес)», «Сан-Пауло (Фош)».
- газотурбинные (ГТУ) – в качестве главных используются газотурбинные двигатели.
Представители: «Илластриес», «Гарибальди», «Кавур», «Чакри Нарубет», «Викрант II», «Куин Элизабет», «Принц Уэльский».
- атомные (АЭУ) – в качестве главных элементов используются атомный реактор и паровые турбины.
Представители: тип «Нимитц», «Шарль де Голь», «Джеральд Форд».
Каждый тип ГЭУ имеет свои преимущества и недостатки. В соответствии с анализом их счетания, а также в зависимости от выбранного конструктивного типа авианосца, при постройке корабля осуществляется выбор определенного типа ГЭУ. Сравнивая схему «Соотношение между типами ГЭУ авианосцев» со схемой на странице 7-0-1 «Соотношение между конструктивными схемами авианосцев» можно отметить их практическую идентичность. Это объясняется тем фактом, что выбор ГЭУ напрямую зависит от выбранного конструктивного типа корабля.
Так конструктивная схема CATOBAR требует применения ГЭУ такой
мощности, которую может обеспечить только АЭУ. Исключение
составляет АВ «Сан-Пауло (Фош)» Бразилия (Франция), так как этот
корабль был изначально построен еще в 1959 году, когда Франция не
обладала технологиями постройки атомных надводных кораблей.
На кораблях постройки СССР-РФ (1143.5, «Ляонин», «Викрамадитья»
– конструктивная схема STOBAR), по причине ограничений в постройке
атомных кораблей на заводах г. Николаев, где строились советские
авианесущие корабли, а также отсутствия газотурбинного двигателя
необходимой мощности, были установлены котлотурбинные ГЭУ. КТУ
были установлены также на АВ «Сан-Пауло (Фош)» и «Вираат (Гермес)»,
так как эти корабли были построены в 1959 и 1953 годах соответственно,
когда не могли быть использованы другие типы ЭУ.

На остальных авианесущих кораблях – «Илластриес», «Джузеппе Гарибальди», «Кавур», «Чакри Нарубет», «Викрант II», «Куин Элизабет», «Принц Уэльский» использованы ГТУ, оптимально подходящие для корабля конструктивного типа STOVL. ГТУ имеют ряд преимуществ по сравнению с КТУ и в то же время, хотя они и не обладают мощностью АЭУ, но в то же время безопасны и не требуют особых мер при своей утилизации.
Дизельные двигатели не смотря на то, что обладают самой высокой экономичностью среди тепловых двигателей, не используются на авианесущих кораблях в качестве главных, учитывая их ограничения по агрегатной мощности. Не смотря на это происходит развитие дизельных двигателей в направлении её увеличения и приближения к мощности ГТД, и со временем использование дизельных двигателей в качестве главных на авианесущих кораблях станет возможным.
Все чаще на надводных кораблях прибегают к использованию частичного или даже полного электродвижения, что связано с необходимостью перехода на принципиально новую компоновку энергетических отсеков и сокращением газоходов (за счет размещения генераторной части в надстройке). Развитие систем электродвижения происходит в направлении повышения напряжения, увеличения агрегатной мощности гребных электродвигателей (ГЭД), снижением их габаритов и массы за счет использования новейших материалов в обмотках и эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. На сегодняшний день электродвижение реализовано на английских авианосцах «Куин Элизабет» и «Принц Уэльский», с использованием в качестве ГЭУ газовой турбины.

Морские стратегии морских держав и их влияние на авианосцы
Морские стратегии и программы отражают основные цели и задачи, стоящие перед ВМС морских держав. Положения данных документов определяют численный и качественный состав ВМС, в том числе современное состояние и дальнейшие перспективы развития авианосцев.
США - морская стратегия «Действия с моря; подготовка ВМС к XXI столетию»:
Развитие экспедиционных возможностей ВМС. Они должны быть способны быстро реагировать на возникающие кризисные ситуации в любых регионах мира, длительное время находиться в передовых океанских и морских районах в готовности к выполнению широкого круга задач - от визитов в иностранные порты и демонстрации флага до участия в крупных наступательных операциях с обеспечением неограниченного вторжения в морское и воздушное пространство вероятного противника,
Реорганизация флота и морской пехоты должна быть направлена на повышение их возможностей в совместных действиях с другими видами ВС. При этом одной из основных функций ВМС становится создание условий для развертывания в район конфликта частей и подразделений СВ и ВВС США или их союзников и обеспечение объединенного оперативного формирования (JTF - Joint Task Force) средствами боевого управления, связи , разведки
Постоянное нахождение корабельных группировок и частей морской пехоты в передовых районах в интересах поддержания необходимого уровня дипломатической и военной активности и выполнения задач стратегического сдерживания, что призвано компенсировать сокращение количества военных баз на заморских территориях.
В отличие от военно-морской стратегии 80-х годов предусматривается смещение акцента на боевые действия флота в прибрежно-приморских районах, а не в океанских. Развертываемые в этих районах группировки ВМС призваны предупреждать возникновение кризисных ситуаций, сдерживать конфликты, способствовать их разрешению и урегулированию в случае возникновения, в том числе с использованием военной силы
Авианосцы сохраняют свое значение для ВМС США