Рассказываем подробности о новой жизни старинного приспособления
Громкий шум турбин, дым и струи горячего воздуха. Несколько минут ада – и железная птица уже летит над волнами. Чтобы подняться с палубы авианосца, боевым самолетам достаточно всего нескольких десятков метров. Так зачем строить длинные взлетно-посадочные полосы, когда можно обойтись короткими?
Дело в том, что на кораблях самолетам помогают катапульты. Древнее изобретение работает в море уже целый век. Но это не единственный случай использования старинного приспособления в современном мире. Что еще могут катапульты? И в чем секрет их долгой жизни? Об этом и многом другом рассказывает программа "Наука и техника" на РЕН ТВ.
Запускать в космос с помощью катапульты: возможно ли это
Можно ли катапультироваться прямо в космос? Американские инженеры считают, что можно. В штате Нью-Мексико они строят механизм, который позволит буквально забрасывать ракеты к звездам.
"Мы развиваем первую в мире систему запусков в космос, которая использует кинетическую энергию вращения. Она ускоряет космические аппараты и отправляет их прямо в космос", – рассказал основатель проекта "Космическая катапульта" Джонатан Яни.
Проект еще на стадии строительства. Но вот так космическая катапульта должна работать:
- Огромная центрифуга диаметром около ста метров, а внутри – кран, который будет по кругу раскручивать ракету.
- На скорости около шести тысяч километров в час – ракета отцепляется от крана, через желоб вылетает из центрифуги и направляется прямо в космос.
- На высоте шестидесяти километров ракете понадобится дополнительное ускорение.
Фото: © Скриншот видео
"То, что рассказывается в описании этого стартапа, предполагает, что мы достигнем скорости где-то около двух километров в секунду. Два километра в секунду – этого, конечно, недостаточно для того, чтобы запустить на орбиту спутник Земли, нужно около 8 километров. Авторы, конечно, это понимают, и они считают, что вот мы два километра в секунду получим, а дальше будем традиционными способами", – рассказал ведущий научный сотрудник института космических исследований РАН Натан Эйсмонт.
То есть дальше заработают обычные ракетные двигатели. Однако создатели проекта уверяют, что их метод позволит существенно снизить стоимость доставки грузов на орбиту. Только сравните:
- Отправить в космос российскую ракету Протон-М стоит примерно 65–70 миллионов долларов.
- Американскую "Фалкон 9" – чуть дешевле – 62 миллиона долларов.
- За старт грузовика "Фалкон Хэви" придется выложить намного больше – 90 миллионов.
При этом цена одной отправки груза с космической катапульты, по уверению создателей, не превысит пятисот тысяч долларов.
На первый взгляд, у проекта один плюсы. Но скептики считают, что все это – только фантазии. Перегрузки при раскручивании центрифуги будут достигать десяти тысяч "джи". Даже профессиональный космонавт такого не выдержит. А грузы, которые основатели стартапа планируют запускать, развалятся на части. Не вызывают доверия и размеры этого устройства для запуска.
"Какая должна быть эта катапульта – получается, что либо размеры у нее устрашающие, те варианты, которые проходят, простейших расчетов здесь достаточно, они требуют радиуса этой катапульты, на самом деле, километры, что, конечно, не реализуемо", – отметил эксперт Эйсмонт.
Несмотря на все сомнения, катапульту продолжают строить. Компания уже привлекла 75 миллионов долларов инвестиций – в том числе от крупных американских корпораций. В проекте участвует даже Министерство обороны США. Возможно, такое невероятное доверие связано с тем, что в основе новейшей разработки – старинное оружие, проверенное веками.
Как истребители запускают с помощью катапульты
В сентябре 1227 года город Инчуань китайского королевства Си Ся или Великое Ся сдался войску Чингисхана. Монголы полгода не могли прорвать оборону Инчуаня. А все потому, что китайцы использовали катапульты.
Фото: © Скриншот видео
По мнению многих историков, это китайское изобретение сыграло не последнюю роль в победоносных завоеваниях великого полководца. В армии Золотой орды были отдельные подразделения, которые занимались осадой городов и крепостей. И главными их орудиями были – тараны и различные катапульты, которые метали снаряды весом до семидесяти килограммов.
В 21-м веке старинное изобретение все так же стоит на вооружении многих армий мира. Правда, усовершенствованное.
Обратите внимание на пар, который стелется по палубе на видео. На авианосце "Джон Стеннис" установлена система взлета, которая многие годы служила американскому флоту верой и правдой. И в ее основе – катапульта. Но паровая.
"В США используют со времен Второй мировой войны катапульты. Принцип работы заключается в использовании энергии пара, который вырабатывается в атомных реакторах", – объяснил военный эксперт капитан первого ранга Василий Дандыкин.
Благодаря использованию такой катапульты, полоса разгона сокращается в несколько раз. И это позволяет запускать с борта корабля тяжелые истребители. Однако у этого изобретения есть огромные минусы. Пар ухудшает видимость, а влага портит металлические конструкции. Кроме того, механизм не может работать на соленой воде. Только представьте, сколько надо потратить энергии, чтобы провести ее опреснение. Неудивительно, что Военно-морские силы США решили найти замену пару.
"Чувствуется, что мы начали что-то большое, что-то грандиозное. Спасибо всем, кто присоединился к нам сегодня! Давайте построим этот корабль с гордостью!" – заявляла президент судостроительной компании "Ньюпорт-Ньюс" Дженнифер Бойкин.
Так, в августе 2021 года на верфи в американском штате Вирджиния начали строительство атомного авианосца нового поколения "Дорис Миллер". Он станет вторым судном такого класса. Первое – "Джеральд Форд" – спустили на воду еще в 2017 году. И спуск его был организован с такой же помпой.
Фото: © Скриншот видео
"Я горд стоять на борту новейшего авианосца. При его строительстве мы протестировали уникальные системы. Мы потратили миллионы рабочих часов, чтобы воплотить нашу идею в реальность и создать этот уникальный корабль!" – заявил вице-президент судостроительной компании Рольф Барчи.
Строительство авианосца стоило американской казне пять с лишним миллиардов долларов и заняло 12 лет. Два атомных реактора, длина летной палубы – 333 метра, ширина – 78. Возможность разместить до девяноста самолетов и вертолетов.
Но уникальность корабля не в этом. Происходящее на кадрах из ролика выглядят как развлечение, но на самом деле это серьезный эксперимент. Его специально проводили при строительстве корабля. Обратите внимание, как далеко улетает тележка. А ведь она весит три с половиной тонны. И летает только благодаря электромагнитной катапульте, которая установлена под палубой.
"Это большой магнит, разделенный на определенные секции. Есть такая магнитная дорожка, по которой идет самолет, и определенная отсечка идет. Ему придается скорость за счет энергии, самолету, потом отключается. Второй секцией идет еще большая скорость, и так, в общем-то, несколько десятков метров он проходит, выходит на взлетную скорость – ну, скажем, 250 километров в час, и самолет пошел", – пояснил военный эксперт Дандыкин.
По сравнению с паровой, электромагнитная катапульта легче, занимает меньше места на корабле. А разгон у нее сильнее и более плавный. В самом ближайшем будущем руководство ВМС США планирует оснастить электромагнитными катапультами еще два авианосца. Четыре новых корабля станут основной силой американского флота при проведении наступательных операций. А для чего можно использовать катапульты в мирной жизни? Но катапульты можно использовать не только для нападения, но и для защиты.
Фото: © Скриншот видео
"Змей Горыныч" на основе катапульты
Американцы на борту своего атомного авианосца нового поколения "Дорис Миллер" испытали электромагнитную катапульту. Руководство ВМС США планирует использовать ее при проведении наступательных операций. В России катапульты используют в других целях.
На видео вы видите российскую установку разминирования – УР-77 или "Змей Горыныч". Она выстреливает шнуром с тремя концами. На каждом – заряд взрывчатки. Основа "Змея Горыныча" – катапульта.
"Там используется катапульта, запускается все это вот, скажем так, кишка с пороховыми зарядами, который идет, пролетает несколько сот метров и взрывается, и потом детонируют мины", – сообщил военный эксперт Дандыкин.
Также при помощи катапульты запускают российские беспилотники "Орлан-10". Эта модель создана для разведки и несложных операций – может заблокировать сотовую связь и нарушить работу GPS. Древнее изобретение облегчает запуск летательных аппаратов – придает им максимальное ускорение при минимальном расходе энергии.
Фото: © Скриншот видео
Но ведь изначально катапульты были придуманы как оружие для атаки. Неужели сегодня они утратили свою основную функцию? Вовсе нет!
Катапульта – оружие будущего?
В программе можно увидеть, как работает рельсотрон. По-другому его называют электромагнитной пушкой. Увидеть вылетающий снаряд можно только в режиме замедленной съемки: настолько велика его скорость. США 16 лет строили и усовершенствовали это оружие.
"В этом оружии используется принцип катапульты, только снаряд запускается при помощи электромагнита. У такого заряда невероятная скорость и невероятная пробивная сила. Предположительная дальность выстрела – 200 километров. Мы считаем рельсотрон оружием будущего", – сообщил офицер программы Военно-морских исследований США Роджер Элис.
Однако летом 2021 года стало известно, что финансирование проекта приостановлено. Согласно официальному заявлению, даже для раздутых бюджетов Пентагона рельсотрон обходится слишком дорого.
Однако есть версия, что американцы не прекратили работу над рельсотроном, а просто ее засекретили. И у этого предположения есть основания.
В 2018 году десантный корабль "Хайяншань" отправился в поход в Восточно-Китайское море. Обратите внимание на палубу на видео – может показаться, что экипаж вывесил белье сушиться. Но венные эксперты уверяли – таким образом китайцы скрывали рельсотрон.
Другие кадры появились летом 2019 года. Надстройка на носу корабля – электромагнитная пушка. В тот год Китай заявил об успешном испытании нового оружия. Правда, никаких подтверждающих материалов китайцы до сих пор не представили. Однако 23 апреля 2021 года разработка боевого рельсотрона стартовала и в Евросоюзе.
Фото: © Скриншот видео
Специалисты девяти компаний из пяти стран ЕС в течение года должны решить, насколько перспективно применение рельсотрона как оружия. Думаете, США могли отказаться от своих разработок при наличии такой конкуренции?
Так что вполне возможно – старинное изобретение катапульта еще станет оружием будущего, причем сразу в нескольких странах.