ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ АЭРОФИНИШЕР
ELECTROMAGNETIC ARRESTING GEAR

Изобретение относится к военно-морскому флоту и применяется для торможения самолета во время его посадки на палубу авианосца.
Известен аэрофинишер применяющийся на современных авианосцах. Его основные недостатки в том, что он является громоздким сооружением особенно тормозной механизм, поэтому все это требует для его работы отдельное помещение на авианосце, кроме этого есть еще недостаток в том, что сила торможения самолета аэрофинишером, определяется по типу самолета оператором визуально, которое вызывает затруднение особенно в ночное время и в непогодных условиях.
Регулировка силы торможения аэрофинишера делается самым оператором вручную (см. лит. В.В.Бешанов, Энциклопедия авианосцев, стр.394, 2002 г. и журнал "Зарубежное военное обозрение", за 1982 г., стр.67, 68).
Целью настоящего изобретения является, устранение торможение самолета под управлением оператором во время его посадки на авианосец и сделать это автоматически для любого тип самолета, без участия в этом оператора.
Данная цель достигается тем, что торможение самолета во время посадки на авианосец, осуществляется электромагнитным аэрофинишером, состоящем из электромагнита, перемещающийся в железной трубе прямоугольной формы и стоящая вертикально по всей длине вертикально от поверхности кормовой части палубы авианосца, до самой глубины киля, при этом на одной из граней железная труба имеет разрез, на которого с внешней стороны по всей длине закреплена диэлектрическая пластина с металлической шиной, на нее и на железной трубе для электропитания электромагнита, через проводов от блока электропитания подается электрический ток.
На фиг 1 изабражена железная труба со своими составными частями;
на фиг.2 - электромагнит;
на фиг.3 - железная труба в собранном виде;
на фиг.4 - расположение электромагнитного аэрофинишера на кормовой части авианосца;
на фиг.5 - электрическая схема электромагнитного аэрофинишера.
Электромагнитный аэрофинишер состоит из следующих частей и деталей:
железной трубы 1, формы четырехугольника со своими гранями 2 и с нижней частью 3; зажимы 4; крышки 5 с отверстием 6; цилиндра 7 с ребром 8, с нижней частью 9, разделенная пополам на две части; диэлектрической пластины 10, с металлической шиной 11; зажима 12; верхней демпферной пружины 13; хомута 14, имеющего с внутренной стороны острые шипы 15; электромагнита 16, состоящего из железного сердечника 17, имеющего торцы 18, 19 и еще боковые торцы 20, на которых закреплены гибкие электроконтакты 21, обмотки изолированного электропровода 22, зажима 23, металлического токосъемника 24; тормозного троса 25; строп 26; металлического кольца 27; нижних демпферных пружин 28 типа рессор; выключателя 29; электропроводов 30, 31; блока электропитания 32 с зажимами 33, 34.
Электромагнитный аэрофинишер действует следующим образом.
До посадки самолета 35 на авианосец, включается выключатель 29. Этим подготавливается цепь электропитания электромагнита 16 и он будет без электрического тока, пока электромагнит находится на нижней части 3 железной трубы 1, так как от такого положения электромагнита, токосъемник 24 не будет касаться металлической шиной 11, и электромагнит 16 будет находится без электрического тока до тех пор пока самолет 35, во время посадки на палубе кормовой части 36 авианосца, не зацепит своим выпущенным гаком 37 тормозного троса 25. В таком случае гак потянет за собой тормозной трос через сомкнутого цилиндра 7 из его двух частей, вставленного верх ребром 8 в отверстие 6 крышки 5, и при движении тормозного троса 25 через цилиндр 7, между ними возникнет минимальное трение, так как цилиндр 7 выполнен антифрикционного полиэтилена - искусственного льда, с коэффициентом трения К=0,03 (см. журнал "Изобретатель и рационализатор", за 1988 г. №3, стр.1).
Антифрикционный цилиндр 7, разделен пополам потому, что его можно было бы без особого труда изъять из отверстия 6 крышки 5, при профилактики и ремонта электромагнитного аэрофинишера.
Точно такая же железная труба с электромагнитом стоит на левой кормовой части палубы 36 авианосца (см. фиг.4), которые связаны между собою тормозным тросом 25, и при этом оба выполняют одинаковые функции при посадке самолета на авианосец.
При подъеме электромагнита 16 вверх, вслед за тормозным тросом 25, образуется электрическая цепь (см. фиг.5): + плюс, зажим 33 блока электропитания 32, провод 30, зажим 4, грань 2, железная труба 1, гибкие электроконтакты 21 расположенные на боковые торцы 20, железного сердечника 17, зажим 23, обмотка 22, металлический токосъемник 24, металлическая шина 11, зажим 12, провод 31, выключатель 29, зажим 34, минус --, блока электропитания 32.
От прохождения электрического тока через обмотку 22, в сердечнике 17 электромагнита 16, возникает электромагнитное поле, и от этого один из торцов 18,19 притянется к одной из граней 2 железной трубы 1, и этим создается между ними трение-сколжение, переходящее в торможении электромагнита 16, с поверхности грани 2, и оно будет тем больше, чем больше будет проходит электрический ток через обмотку 22 электромагнита 16. От этого торможения в свою очередь будет тормозиться и самолет 35 через тормозной трос 25, во время его движения по палубе 36 авианосца.
Требуемая сила торможения самолета, зависит от самого его веса. Чем больше вес самолета тем больше требуется сила для его торможения. Этот вес основивается по второму закону Ньютона F=ma, где F сила, m масса, "а" ускорение массы. Для упрощения расчета, вместо "а" берем скорость v, тогда вышеприведенная формула примет вид F=mv.
1
4
Допустим, что вес самолета P=10 тон 10 кг, а скорость
<mrow><mi>U</mi><mo>=</mo><mn>250</mn><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>м</mi></mrow><mrow><mi>ч</mi><mi>а</mi><mi>с</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>0,07</mn><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>м</mi></mrow><mrow><mi>с</mi><mi>е</mi><mi>к</mi></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
1
4
5
тогда F=10·70=7·10 кг
2
4
По второму случаю вес самолета берем P=20 тон=2·10 кг, тогда
2
4
5
F=2·10·70=14·10 кг.
3
Определим скорость самолета при его торможении электромагнитом 16, весом 2000 кг=2·10 кг.
<mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>F</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>m</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>7</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>5</mn></msup></mrow><mrow><mn>2</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>3</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>350</mn><mfrac><mi>м</mi><mrow><mi>с</mi><mi>е</mi><mi>к</mi></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>F</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mi>m</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>14</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>5</mn></msup></mrow><mrow><mn>2</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>3</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>700</mn><mfrac><mi>м</mi><mrow><mi>с</mi><mi>е</mi><mi>к</mi></mrow></mfrac></mrow>
;
2
1
Из этих расчетов видно, что U>U сравнивая эти скорости, полученные при торможении самолета 35, можно сделать вывод, что чем больше вес самолета, тем больше его скорость, и таким образом и скорость подъема электромагнита 16 в железной трубе 1, через тормозного троса 25.
При любой скорости движения электромагнита 16 в железной трубе 1, в ее гранях 2 возникнет ЭДС (электродвижущая сила) и в ее гранях зародится электрический ток, имеющий свое электромагнитное поле, противоположное по действию электромагнитному полю по закону Ленца (см. лит. В.В.Ломоносов. Электротехника. 1990 г., стр.65), а это порождает дополнительное торможение электромагнита с его торможением-скольжением, когда электромагнит 16 один из своих торцов 18, 19 будет притянут к поверхности один из граней 2. Из предыдущих расчетов видно, что чем больше вес самолета 35, тем больше его торможение во время посадки самолета на авианосец, которая будет происходить автоматически, без вмешательства извне. На нижней части цилиндра 7, надевается хомут 14, и он со своими острими шипами 15 вдавливается в его поверхность. Этим хомут 14 препятствует выхода из отверстия 6 крышки 5, цилиндра 7 во время движения тормозного троса 25 вверх.
Крышка 5 железной трубы 1, крепится на палубе 36 авианосца. Металическое кольцо 27 ограничивает движение электромагнита 16 вверх во время его соприкосновения с демпфером 13.
Стропами 26 исключается боковые перекосы электромагнита 16, во время его движения внутри железной трубы 1.
Доступ к электромагниту 16 осуществляется через двери, нахлдящаяся в нижней части 3 железной трубы 1 с ее тыльной стороны у киля 38 авианосца, для проведения осмотра (на фигуре не показана).
С надстройки 39 производится наблюдение за посадками самолетов на авианосец.