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Una catapulta de avión es un dispositivo que se utiliza para permitir que los aviones despeguen a una distancia limitada, normalmente desde la cubierta de un barco. También se pueden instalar en pistas terrestres, aunque esto rara vez se hace. Suelen utilizarse en portaaviones como forma de despegue asistido .
En la forma utilizada en los portaaviones, la catapulta consiste en una pista o ranura integrada en la cubierta de vuelo , debajo de la cual hay un gran pistón o lanzadera que se fija a través de la pista al tren de morro del avión o, en algunos casos, a un Un cable metálico , llamado brida de catapulta, está sujeto al avión y a la lanzadera de catapulta. Históricamente se han utilizado otras formas, como montar un carro de lanzamiento que sostiene un hidroavión en una estructura construida con vigas largas montada en la cubierta de un buque de guerra o un buque mercante , pero la mayoría de las catapultas comparten un concepto de pista deslizante similar.
Se han utilizado diferentes medios para propulsar la catapulta, como peso y torre de perforación , pólvora , volante , presión de aire , energía hidráulica y de vapor , y propulsores de cohetes de combustible sólido . La Marina de los EE. UU. está desarrollando el uso de sistemas de lanzamiento de aviones electromagnéticos con la construcción de portaaviones de la clase Gerald R. Ford .
Históricamente, lo más común era que los hidroaviones fueran catapultados, lo que les permitía aterrizar en el agua cerca del barco y ser izados a bordo, aunque en la Segunda Guerra Mundial (antes de la llegada de los portaaviones de escolta ) los aviones de combate convencionales (en particular, el Hawker Hurricane ) a veces ser catapultado desde buques " mercantes equipados con catapultas " (CAM) para ahuyentar a los aviones enemigos, lo que obliga al piloto a desviarse a una pista de aterrizaje terrestre, o a saltar en paracaídas o sumergirse en el agua cerca del convoy y esperar el rescate.
El pionero de la aviación y secretario del Smithsonian , Samuel Langley , utilizó una catapulta accionada por resorte para lanzar sus exitosos modelos voladores y su fallido aeródromo de 1903. [1] Asimismo, a partir de 1904, los hermanos Wright utilizaron una catapulta con peso y torre de perforación para ayudar a sus primeros aviones con un despegue en una distancia limitada. [2]
El 31 de julio de 1912, Theodore Gordon Ellyson se convirtió en la primera persona en ser lanzada desde un sistema de catapulta de la Marina de los EE. UU. La Armada había estado perfeccionando un sistema de catapulta de aire comprimido y lo montó en el muelle Santee en Annapolis, Maryland . El primer intento casi mata al teniente Ellyson cuando el avión salió de la rampa con el morro apuntando hacia arriba y recibió un viento cruzado, empujando el avión hacia el agua. Ellyson pudo escapar ileso de los escombros. El 12 de noviembre de 1912, el teniente Ellyson hizo historia al realizar el primer lanzamiento exitoso de una catapulta de la Armada, desde una barcaza de carbón estacionaria. El 5 de noviembre de 1915, el teniente comandante Henry C. Mustin realizó el primer lanzamiento de catapulta desde un barco en navegación. [3]
La Marina de los EE. UU. experimentó con otras fuentes y modelos de energía, incluidas catapultas que utilizaban pólvora y variaciones de volante. El 14 de diciembre de 1924, un avión de observación Martin MO-1 pilotado por el teniente LC Hayden fue lanzado desde el USS Langley utilizando una catapulta propulsada por pólvora. Tras este lanzamiento, este método se utilizó tanto a bordo de cruceros como de acorazados . [4]
En 1929, los transatlánticos alemanes SS Bremen y Europa habían sido equipados con catapultas de aire comprimido diseñadas por la empresa de aviación Heinkel de Rostock, [5] y durante la primera mitad se llevaron a cabo trabajos adicionales con catapultas de correo aéreo a través del Océano Atlántico Sur. de los años 30, con hidroaviones bimotores Dornier Wal .
Hasta la Segunda Guerra Mundial y durante ella , la mayoría de las catapultas de los portaaviones eran hidráulicas. Sin embargo, las catapultas de la Armada de los Estados Unidos en buques de guerra de superficie funcionaban con cargas explosivas similares a las utilizadas para los cañones de 130 milímetros (5 pulgadas). Algunos portaaviones se completaron antes y durante la Segunda Guerra Mundial con catapultas en la cubierta del hangar que disparaban transversalmente a los barcos , pero eran impopulares debido a su corto recorrido, el bajo espacio libre de las cubiertas del hangar y la incapacidad de sumar la velocidad de avance del barco a la velocidad del avión para el despegue. y menor distancia al agua (condiciones que permitían a los pilotos mucho menos margen de error en los primeros momentos del vuelo). Se utilizaron principalmente con fines experimentales y su uso se suspendió por completo durante la segunda mitad de la guerra. [4]
Muchos buques de guerra, además de los portaaviones, llevaban hidroaviones, hidroaviones o anfibios para tareas de reconocimiento y observación. Fueron lanzados con catapulta y aterrizaron en el mar para ser recuperados con una grúa. Además, el concepto de portaaviones submarinos fue desarrollado por varias naciones durante el período de entreguerras, y hasta la Segunda Guerra Mundial y más allá, en el que un submarino lanzaría una pequeña cantidad de hidroaviones para operaciones ofensivas o avistamiento de artillería, que serían recuperados por el submarino una vez que el el avión ha aterrizado. El primer lanzamiento de un crucero de batalla de la Royal Navy fue desde HMAS Australia el 8 de marzo de 1918. Posteriormente, muchos barcos de la Royal Navy llevaban una catapulta y de uno a cuatro aviones; Los acorazados o cruceros de batalla como el HMS Prince of Wales llevaban cuatro aviones y el HMS Rodney dos, mientras que los buques de guerra más pequeños como el crucero HMNZS Leander llevaban uno. Los aviones transportados eran el Fairey Seafox o el Supermarine Walrus . Algunos, como el HMS Nelson , no utilizaron catapulta y el avión fue bajado al mar para despegar. A algunos les quitaron el avión y la catapulta durante la Segunda Guerra Mundial, por ejemplo, el HMS Duke of York , o antes ( HMS Ramillies ).
Durante la Segunda Guerra Mundial, varios barcos fueron equipados con catapultas impulsadas por cohetes, primero los barcos catapulta de combate de la Royal Navy, luego los barcos mercantes armados conocidos como barcos CAM de los "mercantes armados con catapultas". Estos se utilizaron para tareas de escolta de convoyes para ahuyentar a los bombarderos de reconocimiento enemigos. Los barcos CAM llevaban un Hawker Sea Hurricane 1A , [i] denominado "Hurricat" o "Catafighter", y el piloto saltó a menos que pudiera volar a tierra. [6]
Mientras estaban encarcelados en el castillo de Colditz durante la guerra, los prisioneros de guerra británicos planearon un intento de fuga utilizando una bañera que caía llena de rocas y piedras pesadas como fuerza motriz para una catapulta que se utilizaría para lanzar el planeador Colditz Cock desde el techo del castillo.
Los V-1 lanzados desde tierra normalmente eran impulsados hacia arriba por una rampa de lanzamiento inclinada mediante un aparato conocido como Dampferzeuger ("generador de vapor"). [7] [8]
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Después de la Segunda Guerra Mundial, la Royal Navy estaba desarrollando un nuevo sistema de catapulta para su flota de portaaviones. El comandante CC Mitchell , RNV , recomendó un sistema basado en vapor que utiliza un cilindro ranurado como medio eficaz y eficiente para lanzar la próxima generación de aviones navales. Las pruebas realizadas en el HMS Perseus , pilotado por pilotos como Eric "Winkle" Brown , de 1950 demostraron su eficacia. Las armadas introdujeron catapultas de vapor, capaces de lanzar aviones de combate más pesados , a mediados de la década de 1950. También se contemplaron catapultas impulsadas por pólvora, que habrían sido lo suficientemente potentes, pero también habrían introducido tensiones mucho mayores en las estructuras del avión y podrían haber sido inadecuadas para un uso prolongado. [4]
En el lanzamiento, una barra de liberación mantiene la aeronave en su lugar a medida que aumenta la presión del vapor, luego se rompe (o "libera"; los modelos más antiguos usaban un pasador que se cortaba), liberando el pistón para tirar de la aeronave a lo largo de la cubierta a alta velocidad. En aproximadamente dos a cuatro segundos, la velocidad del avión por la acción de la catapulta más la velocidad del viento aparente (la velocidad del barco más o menos el viento "natural") es suficiente para permitir que un avión vuele, incluso después de perder un motor. [9]
Las naciones que han conservado grandes portaaviones, es decir, la Armada de los Estados Unidos y la Armada francesa , todavía utilizan una configuración CATOBAR (Despegue asistido por catapulta pero recuperación arrestada). Los aviones tácticos de la Marina de los EE. UU. utilizan catapultas para lanzar una carga de guerra más pesada de lo que sería posible de otro modo. Los aviones más grandes, como el E-2 Hawkeye y el S-3 Viking , requieren un disparo de catapulta, ya que su relación empuje-peso es demasiado baja para un despegue rodante convencional en una cubierta de portaaviones. [4]
Los tipos operados anteriormente o todavía por las armadas británica, estadounidense y francesa incluyen: [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16]
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Las rampas en ángulo que sobresalían (Van Velm Bridle Arresters o cuernos) en los extremos de las catapultas en algunos portaaviones se utilizaron para atrapar las bridas (conectores entre la lanzadera de la catapulta y el fuselaje del avión) para su reutilización. Había pequeñas cuerdas que sujetarían la brida al transbordador, que continuaban por la bocina en ángulo para tirar de la brida hacia abajo y alejarla del avión para evitar que dañara la parte inferior. Luego, la brida quedaría atrapada en redes situadas junto al cuerno. Las bridas no se han utilizado en los aviones estadounidenses desde el final de la Guerra Fría , y todos los portaaviones de la Armada de los EE. UU. encargados desde entonces no han tenido rampas. El último portaaviones estadounidense al que se le encargó un receptor de bridas fue el USS Carl Vinson ; comenzando con el USS Theodore Roosevelt se omitieron las rampas. Durante los reacondicionamientos de reabastecimiento de combustible y revisión compleja a finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, se quitaron los receptores de bridas de los primeros tres portaaviones de clase Nimitz . El USS Enterprise fue el último portaaviones operativo de la Armada de los EE. UU. con las rampas aún colocadas antes de su inactivación en 2012. [ cita necesaria ]
Al igual que sus homólogos estadounidenses, el portaaviones francés Charles De Gaulle no está equipado con dispositivos de bloqueo de bridas, ya que los aviones modernos que se utilizan a bordo utilizan los mismos sistemas de lanzamiento que los de la Marina estadounidense. [18] Debido a esta interoperabilidad mutua, los aviones estadounidenses también pueden ser catapultados desde Charles De Gaulle y aterrizar en él , y a la inversa, los aviones navales franceses pueden utilizar las catapultas de los portaaviones de la Armada estadounidense. En la época en que el Super Étendard era operado a bordo del Charles de Gaulle , sus bridas se utilizaban sólo una vez, ya que nunca fueron recuperadas por los recogedores de bridas.
Los portaaviones Clemenceau y Foch también estaban equipados con recogedores de bridas, no para los Super Étendards sino sólo para atrapar y recuperar las bridas del Vought F-8 Crusader . [ se necesita aclaración ]
El tamaño y los requisitos de mano de obra de las catapultas de vapor imponen límites a sus capacidades. Un enfoque más nuevo es la catapulta electromagnética, como el Sistema de lanzamiento de aeronaves electromagnéticas (EMALS) desarrollado por General Atomics. Las catapultas electromagnéticas ejercen menos tensión sobre la aeronave y ofrecen más control durante el lanzamiento al permitir una aceleración gradual y continua. También se espera que las catapultas electromagnéticas requieran mucho menos mantenimiento mediante el uso de componentes de estado sólido. [19]
Se ha experimentado con motores de inducción lineal antes, como el sistema Electropult de Westinghouse en 1945. [20] Sin embargo, a principios del siglo XXI, las armadas comenzaron nuevamente a experimentar con catapultas impulsadas por motores de inducción lineal y electroimanes . La catapulta electromagnética sería más eficiente energéticamente en los portaaviones de propulsión nuclear y aliviaría algunos de los peligros que plantea el uso de vapor presurizado. En los barcos propulsados por turbinas de gas , una catapulta electromagnética eliminaría la necesidad de una caldera de vapor separada para generar vapor de catapulta. Los portaaviones clase Gerald R. Ford de la Armada de los EE. UU. y el portaaviones Tipo 003 de la Armada del EPL incluyeron catapultas electromagnéticas en su diseño. [21] [22]
A partir de 1929, los buques alemanes Norddeutscher Lloyd SS Bremen y Europa fueron equipados con catapultas impulsadas por aire comprimido diseñadas por Heinkel Flugzeugwerke para lanzar aviones correo. [23] Estos barcos servían la ruta entre Alemania y Estados Unidos. El avión, que transportaba sacas de correo, se lanzaría como barco de correo mientras el barco aún se encontraba a muchos cientos de millas de su destino, acelerando así la entrega del correo en aproximadamente un día. Inicialmente se utilizaron aviones Heinkel He 12 antes de ser reemplazados por los Junkers Ju 46 , que a su vez fueron reemplazados por los Vought V-85G . [24]
Posteriormente, la aerolínea alemana Lufthansa utilizó los barcos catapulta SS Westfalen , MS Schwabenland , Ostmark y Friesenland para lanzar hidroaviones Dornier Do J Wal (ballena), Dornier Do 18 y Dornier Do 26 más grandes en el servicio de correo aéreo del Atlántico Sur desde Stuttgart, Alemania, hasta Natal. Brasil. [25] En vuelos de prueba de ruta en 1933, y un servicio programado que comenzó en febrero de 1934, Wals voló la etapa transoceánica de la ruta, entre Bathurst , Gambia en África occidental y Fernando de Noronha , un grupo de islas frente a Sudamérica. Al principio, hubo una parada para repostar combustible en mitad del océano. El hidroavión aterrizaría en mar abierto, una grúa lo subiría a bordo, lo repostaría y luego lo lanzaría mediante una catapulta de regreso al aire. Sin embargo, los aterrizajes en las grandes olas del océano tendían a dañar el casco de los hidroaviones. Desde septiembre de 1934, Lufthansa tenía un barco de apoyo en cada extremo de la etapa transoceánica, proporcionando señales de navegación por radio y lanzamientos de catapultas después de llevar aviones al mar durante la noche. A partir de abril de 1935, el Wals fue lanzado directamente a alta mar y recorrió toda la distancia a través del océano. Esto fue posible porque los hidroaviones podían transportar más combustible al no tener que despegar del agua por sus propios medios y reducir el tiempo que tardaba el correo en llegar de Alemania a Brasil de cuatro días a tres.
De 1936 a 1938 se realizaron pruebas con el hidroavión Blohm & Voss Ha 139 en la ruta del Atlántico Norte a Nueva York. Schwabenland también se utilizó en una expedición antártica en 1938/39 con el objetivo principal de encontrar un área para una estación ballenera alemana, en la que Wals , lanzado con catapulta, inspeccionó un territorio posteriormente reclamado por Alemania como Nueva Suabia . Todos los barcos catapulta de Lufthansa fueron adquiridos por la Luftwaffe en 1939 y utilizados como auxiliares de hidroaviones en la Segunda Guerra Mundial junto con tres barcos catapulta construidos para el ejército.
Después de la Segunda Guerra Mundial, los aviones anfibios Supermarine Walrus también fueron operados brevemente por una compañía ballenera británica , United Whalers. Operando en la Antártida, fueron botados desde el buque factoría FF Balaena , que estaba equipado con una catapulta de avión de la antigua marina. [26]
Las armadas china, india y rusa operan aviones convencionales desde portaaviones de " despegue corto pero aterrizaje detenido " (STOBAR). En lugar de una catapulta, utilizan un salto de esquí para ayudar a los aviones a despegar con una tasa de ascenso positiva. Los aviones de transporte como el J-15 , el Mig-29K y el Su-33 dependen de sus propios motores para acelerar hasta alcanzar la velocidad de vuelo. Como resultado, deben despegar con una carga reducida de combustible y armamento.
Todas las demás armadas con portaaviones operan aviones de despegue corto y aterrizaje vertical (STOVL), como la variante B del Lockheed Martin F-35 Lightning II , el BAE Sea Harrier y el AV-8B Harrier II . Estos aviones pueden despegar verticalmente con una carga ligera o utilizar un salto de esquí para ayudar en un despegue rodante con una carga pesada. Los transportistas STOVL son menos costosos y generalmente de menor tamaño en comparación con los transportistas CATOBAR. [27] Los portaaviones británicos de clase Queen Elizabeth fueron construidos para utilizar aviones STOVL debido al costo esperado de una catapulta electromagnética; no tienen los medios para generar vapor para una catapulta convencional.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .LA catapulta HEINKEL K2 instalada en el transatlántico Lloyd del norte de Alemania "Bremen", que ocupó un lugar destacado en el reciente establecimiento del récord postal transatlántico, es el resultado de dos años de experimentación y desarrollo por parte del Dr. Ernst Heinkel, su diseñador.
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