Кіріспе
АҚШ Әскери-теңіз флоты үшін әзірленген ұшақтарды ұшыру жүйесі – катаклизмнің жалпы түрі. Электромагниттік ұшақтарды ұшыру жүйесі (EMALS) – General Atomics компаниясы АҚШ Әскери-теңіз флоты үшін әзірлеген электромагниттік катаклизмнің бір түрі. Бұл жүйе ұшақтарды катаклизм арқылы ұшыру үшін дәстүрлі бу поршенінің орнына сызықтық индукциялық қозғалтқышты пайдаланады. EMALS алғаш рет USS Gerald R. Ford жетекші кемесіне орнатылды. Оның басты артықшылығы – ұшақтарды тегіс үдету арқылы олардың конструкциясына түсетін жүктемені азайту. Бу катаклизмдерімен салыстырғанда, EMALS жеңіл, арзанға түсуі және техникалық қызмет көрсетуге азырақ шығын талап етеді, сондай-ақ бу поршенді жүйеге қарағанда ауыр және жеңіл ұшақтарды ұшыра алады. Бұл жүйе сонымен қатар кеменің тұщы суға деген қажеттілігін азайтады, демек энергия көп жұмсалатын тұзсыздандыру процесін де азайтады.
the general type of catapult
The Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS) is a type of electromagnetic catapult system developed by General Atomics for the United States Navy. The system launches carrier based aircraft by means of a catapult employing a linear induction motor rather than the conventional steam piston. EMALS was first installed on the lead ship of the , USS Gerald R. Ford. Its main advantage is that it accelerates aircraft more smoothly, putting less stress on their airframes. Compared to steam catapults, the EMALS also weighs less, is expected to cost less and require less maintenance, and can launch both heavier and lighter aircraft than a steam piston driven system. It also reduces the carrier's requirement of fresh water, thus reducing the demand for energy intensive desalination.
Жобалау және әзірлеу
1950 жылдары жасалған бу катапульттары өте сенімді екенін дәлелдеді. Төрт бу катапультімен жабдықталған кемелер олардың кем дегенде біреуін 99,5% уақыт пайдалана алды. Дегенмен, бірнеше кемшіліктері бар. Әскери-теңіз инженерлерінің бір тобы былай деп жазды: "Басты кемшілік – катапультаның кері байланыссыз жұмыс істеуі. Кері байланыс болмағандықтан, сүйреу күшінде жиі үлкен ауытқулар пайда болады, бұл ұшақ корпусына зиян келтіруі немесе оның қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін". Бу жүйесі өте үлкен, тиімсіз (4–6% пайдалы жұмыс) және басқаруы қиын. Осы басқару мәселелері бумен жұмыс істейтін катапульттарға ауыр ұшақтарды ұшыруға мүмкіндік береді, бірақ көптеген ұшқышсыз әуе кемелері сияқты жеңіл ұшақтарды емес. EMALS жүйесіне ұқсас, Westinghouse компаниясының электрокапультасы 1946 жылы жасалды, бірақ пайдалануға енгірілген жоқ.
Сызықтық индукциялық қозғалтқыш
EMALS желілік индукциялық қозғалтқышты (LIM) пайдаланады, ол ауыспалы ток (AC) арқылы магниттік өрістерді жасайды, бұл өрістер ұшақты ұшыру үшін рельс бойымен жылдамдататын платформаны қозғайды. EMALS төрт негізгі элементтен тұрады: Желілік индукциялық қозғалтқыш – бұл дәстүрлі индукциялық қозғалтқыштағы дөңгелек статор орамдарымен бірдей функцияға ие статор орамдарының қатарынан құралған. Қозғалтқышқа қуат берілген кезде платформа рельс бойымен үдеп жылдамдайды. Кез келген уақытта тек платформаны қоршап тұрған орамдар бөлігіне ғана қуат беріледі, осылайша реактивтік шығындар азайтылады. EMALS-тің 300 футтық (91 м) LIM ұшақты жылдамдатуға мүмкіндік береді. Әр ротор шамамен бір галлон бензинге тең қуатты жеткізеді және ұшырудан кейін 45 секунд ішінде қайта зарядталуы мүмкін; бұл бу катапульттарынан жылдам.
Электр қуатын түрлендіру қосалқы жүйесі
Ұшыру кезінде қуат түрлендіру жүйесі циклоконвертерді пайдалана отырып, дискілік генераторлардан жиналған энергияны босатады. 2010 жылдың 9-10 маусымы: Grumman C-2 Greyhound ұшағының сәтті ұшырылуы. 2010 жылдың 18 желтоқсаны: Boeing F/A-18E Super Hornet ұшағының сәтті ұшырылуы. 2011 жылдың 27 қыркүйегі: Northrop Grumman E-2D Advanced Hawkeye ұшағының сәтті ұшырылуы. 2011 жылдың 18 қарашасы: Lockheed Martin F-35 Lightning II ұшағының сәтті ұшырылуы. ACT 2-ші кезең 2013 жылдың 25 маусымында басталып, 2014 жылдың 6 сәуірінде 310 ұшырудан кейін аяқталды (оның ішінде Boeing EA-18G Growler және McDonnell Douglas F/A-18C Hornet ұшақтарының ұшырылуы, сондай-ақ 1-ші кезеңде ұшырылған ұшақ түрлерімен қосымша сынақтар). 2-ші кезеңде, орталықтан тыс ұшырулар және жоспарланған жүйелік бұзулар сияқты әртүрлі авиатасымалдаушы жағдайлары модельдеу арқылы ұшақтардың соңғы жылдамдыққа жетуі және ұшырудың маңызды сенімділігін растау мақсатында симуляцияланды. 2014 жылдың маусымы: Әскери-теңіз күштері екі Ұшақ Үйлесімділігін Тексеру (ACT) кампаниясы барысында МакГуайр-Дикс-Лейкхерст бірлескен базасында USN инвентаризациясындағы барлық қанатты авиатасымалдаушы ұшақ түрлерін қамтитын 450 пилоттық ұшырудың EMALS прототипін сынақтан өткізді. 2015 жылдың мамыр айы: Кемедегі толық жылдамдықтағы алғашқы сынақтар жүргізілді.
Жеткізу және қолдану
2017 жылдың 28 шілдесінде, Әуе сынақтары мен бағалау эскадрильясының 23 (VX 23) лейтенант-коммандері Джейми "Коуч" Страк, F/A 18F Super Hornet ұшағымен USS Gerald R. Ford (CVN 78) кемесінен EMALS катапульті арқылы алғашқы ұшыруды жүзеге асырды. 2021 жылдың сәуір айына дейін EMALS және USS Gerald R. Ford бортындағы AAG тоқтату жүйесімен 8000 ұшыру/қону циклы орындалды. USN сондай-ақ, осы циклдердің көп бөлігі соңғы 18 айда орын алғанын және 351 ұшқыш EMALS/AAG бойынша оқуын аяқтағанын хабарлады.
Артықшылықтар
Бумен жұмыс істейтін катапульттермен салыстырғанда, EMALS салмағы аз, азайған кеңістік алады, азырақ күтім мен жұмыс күші қажет етеді, теориялық тұрғыдан сенімдірек болуы мүмкін, жылдам зарядталады және аз энергияны қолданады. Әрбір ұшыруға шамамен 300 тонна буды пайдаланатын бу катапульттарында кеңейтілген механикалық, пневматикалық және гидравликалық жүйелер бар. Бу катапульттарына қарағанда, EMALS ұшыру өнімділігін жоғары дәлдікпен басқара алады, бұл оған ауыр истребительдерден бастап жеңіл пилотсыз ұшақтарға дейін әртүрлі ұшақтарды ұшыруға мүмкіндік береді. Президент Трамптың сын-пікірлері 2018 жылғы Пентагонның өте сыншыл баяндамасында қайталанды, онда EMALS сенімділігі жеткіліксіз екені және күрделі бұзушылықтардың орташа деңгейі Әскери-теңіз күштерінің қажеттіліктерінен тоғыз есе жоғары екеніне назар салынды.
Америка Құрама Штаттары
АҚШ Әскери-теңіз күштері General Atomic EMALS жүйесін алғашқы пайдаланушылардың бірі болып табылады. Ол Gerald R. Ford класындағы ұшақ тасымалдағыш кемелерге (қызметте) орнатылған.
Франция
Француз әскери-теңіз күштері болашақ ұшақ тасымалдағыш және жаңа бас штаб-көмкеруді белсенді түрде жоспарлап отыр. Ол француз тілінде Porte avions de nouvelle génération (жаңа буын ұшақ тасымалдағышы) немесе PANG аббревиатурасымен белгілі. Кеме ядролық қуатпен жұмыс істейтін болады және EMALS катапульттік жүйесімен жабдықталады. PANG құрылысы шамамен 2025 жылы басталып, 2038 жылы қолданысқа түсуі күтілуде, осы жылы француз ұшақ тасымалдағышы Шарль де Голль зейнетке шығуы тиіс.
Үндістан
Үндістан әскери-теңіз күштері жоспарлап отырған "Катобар" типіндегі INS Vishal ұшақ тасушы кемесіне EMALS жүйесін орнатуға ниет білдірді. Үндістан үкіметі General Atomics компаниясының көмегімен электр магниттік ұшақ ұшыру жүйесін жергілікті түрде өндіруге қызығушылық танытты.
Ұлыбритания
Converteam UK компаниясы электромагниттік катапульта (EMCAT) жүйесі бойынша жұмыс істеді. 2009 жылдың тамызында Ұлыбритания STOVL F 35B-ден CTOL F 35C үлгісіне ауысуы мүмкін деген болжамдар күшейді. Бұл жағдайда, жаңадан салынып жатқан кемелер Ұлыбританияда жасалған, бу қолданбайтын EMCAT катапульттерін пайдалана отырып, дәстүрлі ұшып-қону ұшақтарын пайдалануға бейімделетін болар еді. 2010 жылдың қазан айында Ұлыбритания үкіметі F 35C-ні сатып алатынын мәлімдеді, бұл кезде CATOBAR жүйесінің қандай болатыны белгісіз еді. 2011 жылдың желтоқсан айында Сан-Диего қаласындағы General Atomics компаниясымен Queen Elizabeth класындағы кемелер үшін EMALS әзірлеу жөнінде келісімшартқа қол қойылды. Бірақ 2012 жылдың мамырында Ұлыбритания үкіметі бастапқы есептелген шығындар екі есеге артқан және жеткізілу мерзімі 2023 жылға ықпалданған соң, бұл шешімнен бас тартып, F 35C опциясын тоқтатып, бастапқы STOVL F 35B сатып алу туралы шешіміне қайта оралды.
Басқа даму
Қытай 2000 жылдары әуе кемелері үшін электромагниттік катапульта жүйесін жасады, бірақ техникалық жағынан өзгеше көзқарас қолданды. АҚШ дамытқан ауыспалы ток катапульта жүйесі орнына, қытайлықтар орташа кернеулі, тұрақты ток (DC) электр қуатын беру жүйесін қабылдады.