구속구

Arresting gear
구속구
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F-14 톰캣이 2002년 USS 시어도어 루스벨트(CVN-71)의 비행갑판에 착륙하기 위해 하강하고 있다.

구속 장치 또는 피뢰기 기어는 비행기가 착륙할 때 빠르게 감속하는 데 사용되는 기계 시스템이다.항공모함에서의 체포 장비는 해군 항공의 필수 요소이며, CATOBAR와 STOBAR 항공모함에서 가장 일반적으로 사용된다.육지 기반 비행장에서도 원정 또는 비상 시 유사한 시스템이 발견됩니다.일반적인 시스템은 항공기 착륙 구역에 걸쳐 배치된 여러 개의 강철 와이어 로프로 구성되어 있으며, 항공기의 테일 훅에 걸리도록 설계되어 있다.정상적인 체포 동안 테일 훅은 와이어와 결합하고 항공기의 운동 에너지는 캐리어 갑판 아래에 부착된 유압 댐핑 시스템으로 전달됩니다.항공기 날개나 착륙 장치를 잡기 위해 그물을 사용하는 다른 관련 시스템들이 있다.이러한 바리케이드 및 차단 시스템은 작동 가능한 테일 훅이 없는 항공기의 긴급 체포에만 사용된다.

역사

Fairy III-F 항공기는 1930년대 초 영국 항공모함 HMS Furious에 착륙했다.비행 갑판 위에 구속 기어 와이어가 보입니다.

체포용 케이블 시스템은[when?] 휴 로빈슨에 의해 발명되었고 유진 엘리(Eugene Ely)가 1911년 1월 18일 장갑 순양함 USS 펜실베니아호에 처음 착륙했을 때 사용되었습니다.이러한 초기 시스템은 도르래를 통해 케이블을 연결하고 모래주머니와 같은 데드 웨이트에 부착했습니다.보다 현대적인 구속 케이블은 1931년 6월 C.[1] C. 미첼 사령관이 설계한 HMS Courageous에서 테스트되었습니다.

현대 미 해군 항공모함에는 Mark 7 Mod 3 체포장비가 설치돼 있어 50,000파운드(23t)짜리 항공기를 344피트(105m)[2]: 52 거리에서 130노트(240km/h; 150mph)의 계류 속도로 2초 만에 회수할 수 있다.이 시스템은 최대 케이블 런아웃 시 이론상 최대 4750만 피트파운드(64.4 MJ)의 에너지를 흡수하도록 설계되었습니다.

각진 비행 갑판이 도입되기 전에는 착륙 항공기가 비행 갑판에서 더 전방으로 주차된 항공기와 충돌하는 것을 방지하기 위해 (데크 케이블 외에) 두 가지 시스템, 즉 장벽과 바리케이드가 사용되었다.항공기 테일훅이 와이어를 잡는 데 실패하면 착륙 기어는 장벽으로 알려진 3-4피트 높이(0.91–1.22m) 그물에 걸릴 것이다.만약 항공기가 착륙할 때 와이어를 잡으면, 항공기가 그 위를 활주할 수 있도록 방벽이 빠르게 내려질 수 있다.마지막 안전망은 바리케이드였다. 바리케이드는 15피트(4.6미터) 높이의 대형 그물로 착륙 항공기가 뱃머리에 주차된 다른 항공기와 충돌하는 것을 막았다.지상 체포 장비를 "배리어"라고 부르기도 하지만, 장벽은 더 이상 사용되지 않습니다.바리케이드는 여전히 항공모함에서 사용되고 있지만, 비상시에만 설치되고 사용된다.

작동

크로스 데크 펜던트(cross-deck pendant)는 항공기 노즈 휠이 펜던트 상공을 통과한 후 밀리초 후에 작동합니다.아치형 서포트는 펜던트를 비행 갑판 위로 올리는 리프 스프링입니다.

통상적인 체포는 들어오는 항공기의 체포 후크가 갑판 펜던트 [3]중 하나에 맞물리면 이루어진다.착륙 항공기가 갑판 펜던트와 결합할 때, 착륙 항공기의 전진 이동 힘은 구매 케이블로 전달되며, 구매 케이블은 비행 갑판 아래의 기계실 또는 활주로 양쪽에 위치한 정지 엔진으로 전달된다.체포되는 항공기에 의해 갑판 펜던트 및 구매케이블이 인출되면 항공기의 운동에너지가 케이블의 기계적 에너지로 전달되고, 체포되는 엔진은 케이블의 기계적 에너지를 유압 에너지로 전달한다.이 전형적인 유압 정지 시스템은 이제 터보 전기 엔진에 의해 에너지 흡수가 제어되는 전자기학을 사용하는 시스템으로 대체되고 있습니다.정지 엔진은 착륙하는 항공기의 원활하고 통제된 정지를 가져온다.체포가 완료되면 항공기의 체포 후크가 갑판 펜던트에서 해제되고 펜던트는 정상 위치로 후퇴한다.

해상 기반 시스템

그루만 A-6 침입자가 3번 전선을 잡으려고 합니다

현대의 캐리어에는 일반적으로 서너 개의 고정 케이블이 랜딩 영역에 걸쳐 배치되어 있습니다.니미츠급의 모든 미국 항공모함은 엔터프라이즈호와 함께 4개의 와이어를 가지고 있으며,[4] 3개밖에 없는 로널드 레이건호와 조지 H.W. 부시호는 제외된다.제럴드 R. 포드급 항공사들도 3대를 보유하게 된다.조종사는 3선 구성의 경우 두 번째 와이어를, 4선 구성의 경우 세 번째 와이어를 목표로 하여 착륙이 부족할 위험을 줄입니다.항공모함으로 착륙하는 항공기는 최대 스로틀의 약 85%에 도달합니다.터치다운 시 파일럿은 스로틀을 최대 출력으로 높입니다.F/A-18E/F Super Hornet 및 EA-18G Growler 항공기는 체포에 성공하면 엔진 추력을 70%까지 자동으로 낮춥니다.이 기능은 최대 애프터버너를 선택하여 파일럿에 의해 덮어쓸 수 있습니다.항공기가 구속 케이블(볼터)을 잡지 못할 경우, 항공기는 각진 비행 갑판을 계속 내려가서 다시 공중에 띄울 수 있는 충분한 힘을 갖게 된다.일단 체포 장치가 항공기를 멈추면, 조종사는 스로틀을 공회전 상태로 되돌리고, 후크를 올리고, 택시가 사라집니다.

미국의 CVN(핵항공모함)을 비롯해 프랑스 샤를 드골, 러시아 제독 쿠즈네초프, 브라질 상파울루, 중국 랴오닝함, 인도 비크라마디트호 등이 현역이나 미래의 항공모함이다.

지상 시스템

미 해병대는 육상 체포 시스템을 위한 체포 엔진을 개발한다.배경의 나일론 테이프용 노트 릴.

전투기나 제트 훈련기를 운용하는 지상군 비행장도 모든 착륙에 필요한 것은 아니지만 체포 장비 시스템을 사용한다.대신, 짧은 활주로 또는 임시 활주로에 착륙하는 항공기 또는 브레이크 고장, 조향 문제 또는 활주로의 전체 길이를 사용할 수 없거나 안전하지 않은 기타 상황에 사용된다.지상 기반 시스템에는 영구, 원정 및 오버런 기어의 세 가지 기본 유형이 있습니다.

F-16이 현장에서 체포한다.

영구 시스템은 전투기나 제트 훈련기를 운용하는 거의 모든 미군 비행장에 설치되어 있다.원정 시스템은 영구 시스템과 유사하며 짧은 활주로 또는 임시 활주로에 착륙하는 항공기에 사용됩니다.Expedition 시스템은 몇 시간 안에 설치 또는 제거되도록 설계되었습니다.

후크 케이블 및/또는 장벽으로 알려진 탄성 그물로 구성된 오버런 기어가 백업 시스템으로 일반적으로 사용됩니다.배리어 네트는 항공기의 날개와 동체를 잡아 고정 엔진이나 앵커 체인이나 직물 재료 다발과 같은 다른 방법을 사용하여 항공기의 속도를 늦춥니다.오버런 영역이 짧은 일부 육상 비행장에서는 엔지니어링 재료 피뢰 시스템(EMAS)이라고 하는 일련의 콘크리트 블록이 사용됩니다.이 재료들은 항공기의 착륙 기어를 잡고 롤링 저항과 마찰로 속도를 늦추는 데 사용됩니다.항공기는 블록을 분쇄하는 데 필요한 에너지의 전달에 의해 정지된다.다른 유형의 체포 장비와는 달리, EMAS는 오버런 영역이 일반적으로 허용되는 것보다 짧은 일부 민간 공항에서도 사용된다.

군 비행장에 방어벽을 처음 사용한 것은 6·25전쟁 당시로 제트 전투기가 오차범위가 없는 짧은 비행장에서 작전해야 했을 때였다.사용된 시스템은 정지선을 놓친 항공기가 착륙 구역 앞에 주차된 항공기와 충돌하는 것을 막기 위해 직선 갑판 운반선에 사용되는 데이비스 장벽을 이식한 것이다.그러나 항공기가 장애물에 부딪혔을 때 항공기를 멈추기 위해 항공모함에서 사용되는 보다 복잡한 유압 시스템 대신 육지 기반 시스템은 항공기를 [5]정지시키기 위해 무거운 선박 앵커 체인을 사용했다.

구성 요소들

새로운 크로스 데크 펜던트가 감겨져 있어 빠르게 설치할 수 있습니다.

일반적인 구속 기어를 구성하는 주요 시스템은 후크 케이블 또는 펜던트이며, 케이블 또는 테이프를 구매하고, 시브 및 구속 [6]엔진을 구성합니다.

크로스 데크 펜던트

A-기어 정비사가 판 스프링을 교체합니다.

구속 케이블 또는 와이어로도 알려진 크로스 데크 펜던트는 들어오는 항공기의 구속 후크에 의해 결합되기 위해 착륙 구역에 걸쳐 있는 유연한 강철 케이블입니다.항공모함에는 후방에서 전방으로 1~4번 번호가 매겨진 3개 또는 4개의 케이블이 있다.펜던트는 직경의 와이어 로프로 제작됩니다.1, 1+1µ4 또는 1+3µ8 인치(25, 32 또는 35 mm)각 와이어 로프는 기름을 바른 마 중심 코어 주위에 꼬인 수많은 가닥으로 구성되어 있으며, 각 가닥에 "쿠션"을 제공하고 케이블 윤활을 공급합니다.케이블 끝단에는 교체 시 신속한 분리가 가능하도록 설계된 터미널 커플링이 장착되어 있으며 항공모함에서 [6]약 2~3분 이내에 신속하게 분리 및 교체할 수 있다.미국 항공모함에서는 125개의 [7]긴급착륙이 있을 때마다 긴급체포용 케이블이 제거되고 있다.항공기 복구 중에 (다른 온라인 시스템을 사용하여) 구속 기어의 다른 구성 요소를 유지보수하기 위해 개별 케이블은 종종 제거되고 "스트립된" 상태로 남습니다.와이어 지지대는 착륙 항공기의 테일 훅으로 들어올릴 수 있도록 갑판 펜던트를 몇 인치 올린다.캐리어의 와이어 지지대는 항공기가 설치된 데크 펜던트 위를 활주할 수 있도록 구부릴 수 있는 곡면 강철 리프 스프링일 뿐입니다.지상 시스템에서는 15cm 직경의 "도넛" 모양의 고무 지지대가 케이블을 활주로 표면에서 약 7.5cm [8]들어 올립니다.

케이블 또는 테이프 구입

구입 케이블은 와이어로프이며 고착 케이블과 매우 유사합니다.단, 훨씬 길기 때문에 쉽게 제거할 수 있도록 설계되어 있지 않습니다.고정 케이블마다 2개의 구입 케이블이 있으며, 고정 케이블의 양 끝에 연결됩니다.구속 와이어를 구속 기어 엔진에 연결하고 구속 와이어가 항공기에 맞물리면서 "지급"합니다.들어오는 항공기가 데크 펜던트에 맞물릴 때 구매 케이블은 착륙 항공기의 힘을 데크 기어에서 정지 엔진으로 전달한다.펜던트(암스트 와이어)는 1,000°F(538°C)로 가열된 아연으로 만들어진 루프를 통해 구매 케이블에 "스왑"(연결)됩니다.이 기내에서 제작하는 것은 위험한 것으로 간주되며 미 해군은 이를 보다 안전하게 [2]: 56 [6]달성하기 위해 자동 프레스 사용을 시험하고 있는 것으로 알려졌다.지상 시스템에서는 케이블 구입 대신 무거운 나일론 테이프를 사용하지만 기능은 동일합니다.

시브즈

비행 갑판의 시브 또는 활주로 옆을 통해 정지하는 엔진에 연결된 케이블 또는 테이프를 구입합니다.댐퍼 시브는 상승된 착륙 속도를 제공하는 유압 충격 흡수 장치 역할을 합니다.

스프레이식 어레스트 기어

1957년에 피스톤이 물 튜브를 통해 당겨지는 개념은 육상 에어베이스의 [9]저렴한 체포 장비 시스템으로 처음 고안되었습니다.1960년대 초, 영국은 이 기본 개념을 채택하여 육지와 해상에서 모두 사용할 수 있는 스프레이식 체포 장비 시스템을 개발했다.엔진에는 물이 채워진 파이프를 통해 움직이는 유압 실린더가 있었고, 그 옆에 다양한 크기의 구멍이 있는 작은 파이프가 있었다.영국 해군은 이론적으로는 무게 제한이 없었지만 속도 제한은 [10]있었다고 주장했다.

엔진 정지

F/A-18 Hornet은 4번 와이어와 연결되며, 전면에는 흰색 접이식 데크 시브가 있습니다.

각 펜던트에는 착륙 항공기가 체포될 때 발생하는 에너지를 흡수하고 제거하는 자체 엔진 시스템이 있습니다.미국의 니미츠급 캐리어에서는 각각 무게가 43 쇼트톤(39t)인 유압식 공기압 시스템이 사용되며, 이 시스템은 제어 [2]: 52 [6]밸브를 통해 구매 케이블에 연결된 램에 의해 실린더에서 유압식으로 오일을 밀어낸다.구속 기어의 주요 발전은 엔진 실린더에서 축압기로의 유체 흐름을 제어하고 질량과 속도에 관계없이 동일한 양의 런아웃으로 모든 항공기를 정지시키도록 설계된 상시 런아웃 제어 밸브입니다.항공기의 중량은 각 정지 기어 엔진의 조작자에 의해 설정됩니다.통상의 조작에서는, 「단일 중량 설정」을 사용해 심플화를 도모합니다.이 중량은 일반적으로 항공기의 최대 착륙 중량 또는 "최대 트랩"이다.일반적으로 접근 속도에 영향을 미치는 항공기 오작동의 경우 시스템에 의한 적절한 에너지 흡수를 보장하기 위해 "단일 중량 설정"을 사용한다.운영자는 1차 비행 관제 구역의 공군 장교에 의해 항공기의 중량을 부여받는다.그런 다음 운영자는 상시 런아웃 제어 밸브를 해당 항공기에 적합한 무게 설정으로 설정합니다.구속 기어 엔진의 압력 설정은 약 400psi(2,800kPa)의 일정한 압력으로 유지됩니다.고정 [citation needed]런아웃 밸브(CROV)는 유압과 반대로 항공기를 정지시킵니다.

영구 및 원정 육상 기반 시스템은 일반적으로 활주로 양쪽에 위치한 두 개의 정지 엔진으로 구성됩니다.정지된 엔진은 구매 테이프를 잡고 있는 릴에 제동력을 가하고, 이는 항공기를 감속시켜 정지시킨다.지상 구속 엔진이 제동력을 가하기 위해 사용하는 가장 일반적인 두 가지 방법은 회전 마찰 브레이크와 회전 유압 시스템 또는 "워터 트위스터"입니다.회전 마찰 브레이크는 단순히 릴에 연결된 유압 펌프이며, 릴에 장착된 멀티 디스크 브레이크에 단계적 압력을 가합니다.로터리 유압 시스템은 릴에 연결된 물/글리콜로 채워진 하우징 내부의 터빈입니다.체포 중 터빈에 의해 물/글리콜 혼합물에서 발생하는 난류는 릴 속도를 늦추고 항공기를 정지시키는 저항을 제공합니다.항공기가 케이블에서 분리되면 테이프와 케이블은 내연기관 또는 정지된 [citation needed]엔진에 장착된 전기 모터에 의해 후퇴합니다.

체포 중 과도한 런아웃은 '투 블록'으로 알려진 상태입니다.이 이름은 모든 선이 도르래 시스템을 통해 당겨지고 두 도르래 블록이 접촉하므로 "두 블록"이 차단되었을 때 해군 용어에서 유래되었습니다.과도한 런아웃은 부적절한 체포 기어 설정, 초과 항공기 총 중량, 초과 항공기 결합 속도 또는 체포 중에 적용된 초과 비행기 추력에 의해 발생할 수 있습니다.또한 오프 센터 착지 시에는 정지 [citation needed]장치가 손상될 위험이 있습니다.

첨단 체포 기어 착륙 시스템

주요 기사:어드밴스드 어택 기어

전자석은 미국 항공모함에서 새로운 첨단 체포 기어 시스템에 사용되고 있다.Advanced Attacking Gear (AAAG)현재 시스템(위)은 착륙 항공기의 속도를 늦추고 정지시키기 위해 유압 장치에 의존합니다.50년 이상의 구현에서 입증되었듯이, 유압 시스템이 효과적이지만 AAG 시스템은 여러 가지 개선 사항을 제공합니다.현재 시스템은 기체에 가해지는 과도한 응력으로 인해 무인항공기(UAV)를 손상시키지 않고는 포착할 수 없다.UAV는 더 무거운 유인 비행기를 가두는 데 사용되는 큰 유압 피스톤을 구동하는 데 필요한 질량을 가지고 있지 않다.전자기학을 사용하여 에너지 흡수를 터보 전기 엔진에 의해 제어합니다.이렇게 하면 트랩이 더 부드러워지고 에어프레임의 충격이 줄어듭니다.시스템은 이전 기종과 동일하게 보이지만 유연성과 안전성, 신뢰성이 향상되고 유지 보수 및 [11]작업 필요성이 줄어듭니다.이 시스템은 USS 제럴드 R호에서 시험 운용되고 있다. 포드와 모든 Gerald R에 장착될 것이다. 포드급 항공모함입니다

바리케이드

캐리어 바리케이드가 올라간 위치
USS 에이브러햄 링컨(CVN-72)의 비행 갑판 바리케이드에 비상 착륙하는 S-3A 바이킹.그 항공기는 착륙 장치가 손상되어 정상적으로 정지된 회수를 할 수 없었다.

바리케이드는 정상적인 체포가 불가능한 경우에만 사용되는 긴급 복구 시스템이다.바리케이드는 일반적으로 보관된 상태로 필요할 때만 설치된다.바리케이드를 설치하기 위해, 그것은 비행 갑판에서 솟아오른 기둥 사이에 비행 갑판을 가로질러 뻗어 있다.바리케이드를 설치하는 것은 미국 항공모함 비행 갑판 직원이 일상적으로 연습하고 있다. 잘 훈련된 승무원은 3분 [6]이내에 임무를 완수할 수 있다.

바리케이드 웨빙은 상단 및 하단 수평 하중 스트랩으로 구성되어 있습니다.20피트(6.1m) 간격으로 5개의 수직 결합 스트랩이 상하 각 하중 스트랩에 연결됩니다.바리케이드 웨빙은 약 20피트 높이로 올라갑니다.바리케이드 웨빙은 착륙 항공기의 날개에 맞물리며, 여기서 에너지가 바리케이드 웨빙에서 구매 케이블을 통해 정지된 엔진으로 전달됩니다.바리케이드 체포 후 웨빙 및 데크 케이블이 폐기되고 스텐션이 다시 오목한 슬롯으로 내려갑니다.바리케이드 교전은 드물며, 테일 훅은 매우 안전하도록 설계되어 있고, 그러한 심각한 손상을 입고 전투로부터 돌아오는 항공기는 착륙할 수 없을 것이다.이 장치는 미국의 모든 항공모함과 프랑스의 샤를 드골호에 장착됐으며 브라질 카토바르와 러시아 인도 스토바르 항공모함에는 기존 체포장비만 [citation needed]장착돼 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "C. C. Mitchell - Graces Guide".
  2. ^ a b c Mola, Roger (June–July 2015). "An Aircraft Carrier's Cable Guys". Air & Space. Retrieved 10 May 2018.
  3. ^ Keegan, John (1989). The Price of Admiralty. New York: Viking. p. 276. ISBN 0-670-81416-4.
  4. ^ "OK two wire! Ronald Reagan (CVN 76) ramps up new technology". thefreelibrary.com. 1 July 2002.
  5. ^ Hearst Magazines (May 1954). "'Tennis Net' Crash Barrier Halts Jets at End of Runway". Popular Mechanics. Hearst Magazines. p. 127.
  6. ^ a b c d e "Aviation Boatswain's. Mate E. NAVEDTRA 14310 (Nonresident Training Course)" (PDF). GlobalSecurity.org. Naval Education and Training Professional Development and Technology Center. July 2001. Archived from the original (PDF) on 18 October 2014.
  7. ^ CV NATOPS, 페이지 6-8.
  8. ^ "Runway Arrestor Gear Systems - SKYbrary Aviation Safety". www.skybrary.aero. Retrieved 5 September 2021.
  9. ^ Hearst Magazines (April 1957). "New Jet-landing Method Permits Aircraft to Stop Within 100 Yard". Popular Mechanics. Hearst Magazines. p. 119.
  10. ^ 1962년 8월 9일, "월드 뉴스 – 스프레이 타입 어레스트 기어" 비행 인터내셔널.
  11. ^ 로드리게스, 카르멜로"시작 및 복구 테스트"ITEA-SAN터보 전기 방지 장치입니다.미션 밸리 호텔, 샌디에이고2005년 6월 16일

외부 링크

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