Температура газов из сопел Як-38 при вертикальном взлёте — около 700-900 градусов Цельсия. Корабельная сталь начинает терять прочность при 400 градусах. При 600 — деформируется. Советский флот знал об этом ещё на стадии проектирования авианесущих крейсеров. Решения искали параллельно с самим самолётом — покрытия, режимы взлёта, изменения в конструкции палубы. Часть решений работала. Часть — нет. Сварку после каждого взлёта делали всё равно.
Почему палуба горела — физика конкретно
Четыре сопла Як-38 при вертикальном взлёте направляли газы вниз. Два маршевых сопла основного двигателя — поворотные, смотрели в землю. Два сопла подъёмных двигателей — фиксированные, тоже вниз.
Газовая струя от каждого сопла имела диаметр несколько десятков сантиметров и скорость несколько сотен метров в секунду. Четыре такие струи одновременно — на площадь палубы под самолётом.
Проблема не только в температуре. Скоростной напор горячих газов создавал дополнительную нагрузку на покрытие — материал не просто нагревался, его буквально сдувало и разрушало механически одновременно с термическим воздействием.
Стандартная корабельная сталь марки АБ-1 или АБ-2 советских авианесущих крейсеров имела предел текучести при высоких температурах значительно ниже чем при нормальной температуре. При многократных термоциклах — нагрев до 600+ градусов и охлаждение — в металле накапливались усталостные напряжения. Трещины. Деформация настила. Ослабление сварных швов.
Одиночный взлёт создавал видимые следы — потемнение, локальное коробление. Десятки взлётов — уже реальные повреждения требующие ремонта.
Первое решение: специальные покрытия
Самое очевидное решение — защитить палубу слоем материала который выдержит температуру.
Советские корабельные инженеры работали с несколькими вариантами.
Жаростойкий бетон — специальные составы на основе шамота и жаростойких наполнителей. Применялся на промышленных печах и металлургических объектах. Теоретически выдерживал нужные температуры. Практически — на корабле не прижился. Бетонное покрытие хрупкое при вибрации и ударах — корабль постоянно вибрирует от двигателей и качки. Покрытие трескалось и осыпалось быстрее чем предполагалось.
Металлические съёмные плиты из жаростойких сплавов — устанавливались в зонах взлёта и посадки. Принимали на себя термический удар, потом снимались для осмотра и замены. Решение рабочее — но трудоёмкое. Каждая установка и снятие плит требовали времени и людей. На корабле где время перед боевым вылетом ограничено — это проблема.
Керамические покрытия — нанесение жаростойкой керамики на палубный металл методом напыления. Более перспективный путь, применявшийся позже. Керамика выдерживала температуры, не требовала демонтажа. Но адгезия керамического слоя к металлу в морских условиях с постоянной влажностью и солёным воздухом — проблема которую решали несколько лет.
Корабельный инженер-механик с крейсера «Киев» вспоминал: мы пробовали разные покрытия. Некоторые держались хорошо, пока самолёт не взлетит. После первого взлёта смотришь — и думаешь, зря старались. Что-то держалось лучше, что-то хуже. Идеального не нашли.
Второе решение: изменение режима взлёта
Вертикальный взлёт — самый разрушительный для палубы режим. Самолёт висит на месте, газы бьют в одну точку длительное время. Несколько десятков секунд неподвижного висения — концентрированный термический удар.
Короткий взлёт — альтернативный режим. Самолёт разгоняется по палубе на нескольких метрах, одновременно используя реактивные сопла для создания подъёмной силы. Отрыв происходит быстрее — время воздействия горячих газов на конкретную точку палубы сокращается.
Советские лётчики и корабельные инженеры достаточно быстро пришли к выводу: короткий взлёт предпочтительнее вертикального с точки зрения состояния палубы. Повреждения при коротком взлёте — меньше, потому что самолёт движется и газовая струя перемещается по палубе вместо того чтобы концентрироваться в одной точке.
Минус короткого взлёта: требует большей полосы, ограничивает боевую нагрузку по сравнению с вертикальным, сложнее для пилота в плане техники пилотирования.
На практике вертикальный взлёт на Як-38 использовался преимущественно при демонстрациях и в экстремальных ситуациях. Боевые вылеты и учебные полёты — преимущественно короткий взлёт.
Третье решение: изменение конструкции палубы
Советские корабельные конструкторы работали над этой проблемой ещё при проектировании авианесущих крейсеров проекта 1143 — «Киев» и его систершипы.
Усиление зон взлёта и посадки — более толстый металл в районах где самолёт взлетает и садится. Больше металла — больше теплоёмкость — медленнее нагрев. Практически это означало дополнительный вес корабля и более дорогое производство.
Система охлаждения палубы — прокладка трубопроводов под палубным настилом в зонах взлёта с возможностью подачи воды или другого хладагента. Идея: охлаждать металл снизу пока сверху его нагревают газы. Реализация — технически сложная, добавляла вес и уязвимость к повреждениям. На практике применялась в ограниченном объёме.
Специальная геометрия палубных плит — разработка съёмных секций палубы в зонах взлёта и посадки которые можно быстро заменять. Секция пришла в негодность — снял, поставил новую, повреждённую отремонтировал в корабельной мастерской. Концепция рабочая, применялась на «Киеве» и последующих кораблях серии.
Как это выглядело в реальной корабельной жизни
Авианесущий крейсер типа «Киев» имел в составе экипажа корабельную авиационно-техническую службу которая занималась в том числе состоянием палубы в зонах базирования авиации.
После каждой лётной смены с Як-38 — осмотр палубы. Фиксировались повреждения, оценивалась степень износа покрытия. По результатам осмотра — решение о ремонте.
Текущий ремонт: зачистка повреждённых участков, нанесение нового покрытия, при необходимости сварка деформированных стыков. Выполнялся силами корабельной команды во время стоянки или в небоевой период похода.
Средний ремонт: замена отдельных палубных секций в зонах взлёта. Требовал стоянки в базе или на ремонтном судне. Периодичность — зависела от интенсивности полётов.
Соотношение стоимостей которое фигурирует в заголовке — ремонт палубы дороже топлива — возможно публицистическое преувеличение, но направление верное. По воспоминаниям офицеров служивших на этих кораблях, палубный ремонт был постоянной статьёй технического обслуживания и занимал непропорционально много ресурсов относительно лётной программы.
Как британцы решили ту же проблему с Harrier
Harrier — британский самолёт вертикального взлёта — имел ту же принципиальную проблему с воздействием горячих газов на палубу. Британский флот пришёл к похожим решениям но с другими акцентами.
Трамплин — ключевое британское решение. Носовая часть авианосца «Инвинсибл» и последующих кораблей получила изогнутый носовой подъём — трамплин под углом около 7 градусов. Самолёт разгонялся по палубе и взлетал с трамплина — это позволяло взлетать при значительно меньшей скорости чем с плоской палубы, с большей нагрузкой и меньшим термическим воздействием на конкретную точку.
Советский флот позаимствовал идею трамплина для следующего поколения — авианосец «Адмирал Кузнецов» получил трамплин. Но Як-38 к тому времени уже уходил с вооружения.
Специальные покрытия на британских авианосцах — стеклопластик и специальные металлические сплавы в зонах взлёта и посадки. Британцы отработали эти решения раньше советских коллег — Harrier появился на флоте в 1969 году, на несколько лет раньше Як-38.
Итог: что решили, что нет
К моменту когда Як-38 снимали с вооружения в начале 1990-х — проблема повреждения палубы была частично решена но не закрыта полностью.
Что работало: короткий взлёт как основной режим вместо вертикального, съёмные палубные секции в зонах взлёта, жаростойкие покрытия второго и третьего поколений, отработанный регламент осмотра и ремонта.
Что не решили до конца: полное исключение термических повреждений при вертикальном взлёте. Ни одно покрытие не выдерживало многократные вертикальные взлёты без деградации.
Реальный урок который советский флот извлёк: вертикальный взлёт как боевой режим на корабле — концепция требующая либо принципиально другой конструкции самолёта (как позже у Як-141 с лучшей термодинамикой), либо специальной инфраструктуры палубы которую ещё предстояло разработать.
Як-38 был машиной переходного периода — он выявил все проблемы, часть из них помог решить, и ушёл прежде чем решения стали полноценными.
Мужики, кто служил на авианесущих крейсерах или в морской авиации — как реально выглядел осмотр палубы после лётной смены? И вот конкретный вопрос: палубная команда относилась к повреждениям от Як-38 как к рабочей неприятности или это было источником постоянного раздражения которое выливалось в претензии к лётчикам?