Cubierta de vuelo

La cubierta de vuelo de un portaaviones es la superficie desde la que sus aviones despegan y aterrizan, esencialmente un aeródromo en miniatura en el mar. En buques de guerra más pequeños que no tienen la aviación como misión principal, el área de aterrizaje para helicópteros y otros aviones VTOL también se conoce como cubierta de vuelo. El término oficial de la Marina de los EE. UU. para estos buques es "buques con capacidad aérea".

Las cubiertas de vuelo se han utilizado en los barcos desde 1910, y el piloto estadounidense Eugene Ely fue el primer individuo en despegar de un buque de guerra. Inicialmente consistían en rampas de madera construidas sobre el castillo de proa de los buques capitales, varios cruceros de batalla, incluidos los británicos HMS Furious y Courageous, los estadounidenses Lexington y Saratoga, y el japonés Akagi y el acorazado Kaga, se convirtieron en portaaviones durante el período de entreguerras. período. El primer portaaviones que contó con una cubierta de vuelo de longitud completa, similar a la configuración de los buques modernos, fue el transatlántico HMS Argus, que entró en servicio en 1918. La cubierta de vuelo blindada fue otra innovación de la que fue pionera la Royal Navy durante la década de 1930. Los primeros arreglos de aterrizaje se basaban en la baja velocidad y la velocidad de aterrizaje de los aviones de la época, siendo simplemente "atrapados" por un equipo de marineros en una disposición bastante peligrosa, pero esto se volvió poco práctico a medida que surgieron aviones más pesados con mayores velocidades de aterrizaje; por lo tanto, la disposición de cables de detención y ganchos de cola pronto se convirtió en el método preferido.

Durante la era de la Guerra Fría, se introdujeron numerosas innovaciones en la cabina de vuelo. La cubierta de vuelo en ángulo, inventada por Dennis Cambell de la Royal Navy, fue una característica de diseño destacada que simplificó drásticamente la recuperación de las aeronaves y los movimientos de la cubierta, permitiendo que las operaciones de aterrizaje y lanzamiento se realizaran simultáneamente en lugar de de forma intercambiable; también manejó mejor las velocidades de aterrizaje más altas de los aviones a reacción. En 1952, el HMS Triumph se convirtió en el primer portaaviones en probar la cubierta de vuelo en ángulo. Otro avance fue el salto de esquí, que instaló una rampa en ángulo en la cubierta de vuelo cerca del final de la carrera de despegue del avión; el cambio redujo en gran medida la distancia requerida y resultó particularmente útil para operar aviones STOVL. Además, a lo largo de los años han surgido varios conceptos fallidos para reemplazar o complementar la cubierta de vuelo convencional, desde la cubierta de vuelo flexible hasta el portaaviones submarino y el avión de combate hidroavión.

Evolución

Temprana

Las primeras cubiertas de vuelo eran rampas de madera inclinadas construidas sobre el castillo de proa de los buques de guerra. Eugene Ely realizó el primer despegue de un avión de ala fija desde un buque de guerra desde el USS Birmingham el 14 de noviembre de 1910.

Dos meses más tarde, el 18 de enero de 1911, Ely aterrizó su avión empujador Curtiss en una plataforma en Pensilvania anclada en la Bahía de San Francisco utilizando el primer sistema de gancho de cola, diseñado y construido por el artista de circo y aviador Hugh Robinson. Ely le dijo a un periodista: "Fue bastante fácil". Creo que el truco se podría realizar con éxito nueve de cada diez veces." El 9 de mayo de 1912, el comandante Charles Samson se convirtió en el primer hombre en despegar de un barco que estaba en navegación cuando voló su Short S.27 frente al HMS Hibernia, que navegaba a 10,5 nudos (12,1 mph; 19,4 km/h).

Debido a que la velocidad de despegue de los primeros aviones era tan baja, era posible que un avión realizara un despegue muy corto cuando el barco de lanzamiento navegaba con el viento. Más tarde, se instalaron "plataformas voladoras" Apareció en las torretas de los acorazados y cruceros de batalla, comenzando con el HMS Repulse, lo que permitió que los aviones volaran con fines de exploración, aunque no había posibilidad de recuperación.

El 2 de agosto de 1917, mientras realizaba pruebas, el comandante de escuadrón Edwin Harris Dunning aterrizó con éxito un Sopwith Pup a bordo de la plataforma de despegue del HMS Furious, convirtiéndose en la primera persona en aterrizar un avión en un barco en movimiento. Sin embargo, en su tercer intento, un neumático explotó cuando intentaba aterrizar, lo que provocó que el avión se cayera por un costado y lo matara; por lo tanto, Dunning también tiene la dudosa distinción de ser la primera persona en morir en un accidente al aterrizar en un portaaviones.

Las disposiciones para el aterrizaje en Furious fueron muy insatisfactorias. Para aterrizar, los aviones tuvieron que maniobrar alrededor de la superestructura. Por lo tanto, el Furious volvió a estar en manos del astillero para que se le agregara una cubierta de 300 pies (91 m) en popa para el aterrizaje, además de un nuevo hangar. Sin embargo, la superestructura central permaneció y las turbulencias causadas por ella afectaron gravemente a la plataforma de aterrizaje.

Longitud total

El primer portaaviones que comenzó a mostrar la configuración del buque moderno fue el transatlántico HMS Argus, al que se le añadió una gran plataforma plana de madera a lo largo de todo el casco, lo que proporciona una plataforma combinada de aterrizaje y despegue sin obstáculos. por turbulencia de la superestructura. Debido a su cubierta de vuelo sin obstáculos, Argus no tenía torre de mando fija ni embudo. Más bien, los gases de escape eran conducidos por el costado del barco y expulsados bajo la cola de milano de la cubierta de vuelo (que, a pesar de los arreglos para dispersar los gases, daba una "elevación" no deseada a las aeronaves inmediatamente antes del aterrizaje).

La falta de una posición de mando y un embudo no era satisfactoria, y se utilizó Argus para experimentar con varias ideas para remediar la solución. Una fotografía de 1917 la muestra con una maqueta en lienzo de una "isla" de estribor. superestructura y embudo. Esto se colocó en el lado de estribor porque los motores rotativos de algunos de los primeros aviones creaban un par que tiraba del morro hacia la izquierda, lo que significaba que un avión se inclinaba naturalmente hacia babor en el despegue; por lo tanto, era deseable que se alejaran de la superestructura fija. Esta se convirtió en la disposición típica de un portaaviones y se utilizó en los siguientes portaaviones británicos, Hermes y Eagle.

Después de la Primera Guerra Mundial, los cruceros de batalla que de otro modo habrían sido descartados en virtud del Tratado Naval de Washington, como el HMS Furious and Courageous británico, el USS Lexington y el Saratoga estadounidenses, y el Akagi y el acorazado Kaga japoneses, se convirtieron en portaaviones. siguiendo las líneas anteriores. Al ser grandes y rápidos, se adaptaban perfectamente a esta función; El pesado blindaje, los cuartones y la baja velocidad del acorazado convertido Eagle sirvieron como una desventaja en la práctica.

Dado que entonces se desconocía la eficacia militar de los portaaviones, los primeros barcos solían estar equipados con cañones de calibre de crucero para ayudar en su defensa en caso de ser sorprendidos por buques de guerra enemigos. Estos cañones generalmente fueron retirados en la Segunda Guerra Mundial y reemplazados por cañones antiaéreos, a medida que la doctrina de los portaaviones desarrolló el "grupo de trabajo" (más tarde llamado "grupo de batalla"), donde la defensa del portaaviones contra los buques de superficie sería una combinación de escolta de buques de guerra y sus propios aviones.

En los barcos de esta configuración, la cubierta del hangar era la cubierta de resistencia y una parte integral del casco, y el hangar y la cubierta de vuelo de acero ligero se consideraban parte de la superestructura. Estos barcos todavía se construían a finales de la década de 1940, siendo ejemplos clásicos los portaaviones de clase Essex y Ticonderoga de la Armada de los EE. UU. Sin embargo, en 1936, la Royal Navy inició la construcción de la clase Illustrious.

En estos barcos, la cubierta de vuelo era la cubierta de fuerza, una parte integral del casco, y estaba fuertemente blindada para proteger el barco y su complemento aéreo. La cubierta de vuelo como plataforma de resistencia se adoptó para una construcción posterior. Esto fue necesario por el tamaño cada vez mayor de los barcos, desde las 13.000 toneladas del USS Langley en 1922 hasta las más de 100.000 toneladas de los últimos portaaviones de clase Nimitz y Gerald R. Ford.

Blindado

Cuando los portaaviones suplantaron a los acorazados como principal buque capital de la flota, hubo dos escuelas de pensamiento sobre la cuestión de la protección del blindaje incluida en la cubierta de vuelo. La Armada de los Estados Unidos (USN) inicialmente favoreció las cubiertas de vuelo no blindadas porque maximizaban el tamaño de los hangares y de la cubierta de vuelo de los portaaviones, lo que a su vez maximizaba la capacidad de los aviones en el hangar y en la cubierta de vuelo, en forma de una "cubierta" permanente. parque" para una gran proporción de los aviones transportados.

En 1936, la Royal Navy desarrolló el portaaviones blindado con cubierta de vuelo que también cubría los lados y los extremos del hangar con blindaje. La adición de blindaje a la cubierta de vuelo ofreció a los aviones que se encontraban debajo cierta protección contra bombas aéreas, mientras que los lados y extremos blindados del hangar ayudaron a minimizar los daños y las bajas por explosiones o incendios dentro o fuera del hangar. La adición de blindaje al hangar obligó a reducir el peso superior, por lo que se redujo la altura del hangar, y esto restringió los tipos de aviones que estos barcos podían transportar, aunque los vehículos blindados de la Royal Navy sí llevaban aviones de repuesto en los techos del hangar.

El blindaje también redujo la longitud de la cubierta de vuelo, reduciendo la capacidad máxima del portaaviones blindado con cubierta de vuelo. Además, los portaaviones de la Royal Navy no utilizaron un parque de cubierta permanente hasta aproximadamente 1943; hasta entonces, la capacidad de los portaaviones RN se limitaba a la capacidad de sus hangares.

La clase británica Illustrious de 23.000 toneladas tenía una capacidad de hangar para 36 aviones del tamaño de Swordfish y un solo hangar de 458 por 62 por 16 pies (139,6 m × 18,9 m × 4,9 m), pero transportaba hasta 57 aviones con un estacionamiento permanente en cubierta, mientras que la clase Implacable de 23.400 toneladas presentó una mayor capacidad de hangar con un hangar superior de 458 por 62 por 14 pies (139,6 m × 18,9 m × 4,3 m) y la adición de 208 - hangar inferior de 62 por 14 pies (63,4 m × 18,9 m × 4,3 m), delante del elevador de popa, que tenía una capacidad total de 52 aviones del tamaño de Swordfish o una combinación de 48 aviones de finales de la guerra en el hangar más 24 aviones en un parque de cubierta permanente, pero transportaba hasta 81 aviones con un parque de cubierta.

La clase USN Essex de 27.500 toneladas tenía un hangar de 654 por 70 por 17,5 pies (199,3 m × 21,3 m × 5,3 m) que fue diseñado para albergar una combinación de 72 aviones USN de antes de la guerra. pero transportó hasta 104 aviones de finales de la guerra utilizando tanto el hangar como un parque permanente en cubierta. La experiencia de la Segunda Guerra Mundial hizo que la USN cambiara su política de diseño a favor de cubiertas de vuelo blindadas en barcos mucho más grandes: "El blindaje principal que lleva el Enterprise es la cubierta de vuelo blindada pesada". Esto resultó ser un factor importante en el catastrófico incendio y explosiones que ocurrieron en Enterprise's cubierta de vuelo en 1969. La Armada de los EE. UU. aprendió la lección de la manera más difícil durante la Segunda Guerra Mundial, cuando todos sus portaaviones solo tenían cubiertas de hangar blindadas. Todos los portaaviones de ataque construidos desde la clase Midway han tenido cubiertas de vuelo blindadas."

Aterrizaje

Los arreglos de aterrizaje eran originalmente primitivos: los aviones simplemente eran "atrapados" por un equipo de marineros que saldrían corriendo de las alas de la cabina de vuelo y agarrarían una parte del avión para reducir la velocidad. Este peligroso procedimiento sólo era posible con los primeros aviones de bajo peso y velocidad de aterrizaje. Los dispositivos de redes sirvieron para atrapar la aeronave en caso de que fallara, aunque era probable que esto causara daños estructurales. Una superficie de cubierta antideslizante es importante para evitar que la aeronave se deslice sobre una cubierta mojada mientras el barco se balancea.

El aterrizaje de aviones más grandes y más rápidos en una cubierta de vuelo fue posible gracias al uso de cables de detención instalados en la cubierta de vuelo y un gancho de cola instalado en la aeronave. Los primeros transportistas tenían una gran cantidad de cables o "cables" de detención. Los actuales portaaviones de la Marina de los EE. UU. tienen tres o cuatro cables de acero tendidos a lo largo de la cubierta a intervalos de 20 pies (6,1 m) que hacen que un avión, que viaja a 150 mph (240 km/h), se detenga por completo en aproximadamente 320 pies (98 m)..

Los cables están configurados para detener cada avión en el mismo lugar de la cubierta, independientemente del tamaño o peso del avión. Durante la Segunda Guerra Mundial, se erigieron grandes barreras de red a lo largo de la cubierta de vuelo para que los aviones pudieran estacionarse en la parte delantera de la cubierta y recuperarse en la parte trasera. Esto permitió aumentar los complementos, pero resultó en un ciclo de lanzamiento y recuperación más prolongado a medida que los aviones se desplazaban alrededor del portaaviones para permitir las operaciones de despegue o aterrizaje.

Una barricada es un sistema de emergencia que se utiliza si no se puede realizar un arresto normal. Las correas de barricada enganchan las alas del avión que aterriza y el impulso se transfiere al motor de detención.

Innovaciones de la Guerra Fría

En ángulo

La cubierta de vuelo en ángulo fue inventada por el Capitán de la Marina Real (más tarde Contralmirante) Dennis Cambell, como resultado de un estudio de diseño iniciado inicialmente en el invierno de 1944-1945. Un comité de altos oficiales de la Royal Navy decidió que el futuro de la aviación naval estaba en los aviones a reacción, cuyas velocidades más altas requerían que los portaaviones se modificaran para "adaptarse" a los aviones. sus necesidades.

Con este tipo de plataforma, también llamada "cubierta inclinada", "cubierta inclinada", "cubierta con ángulo de cintura" o "ángulo& #34; – se ensancha la parte de popa de la cubierta y se coloca una pista separada en ángulo con respecto a la línea central.

La cabina de vuelo en ángulo se diseñó teniendo en cuenta las velocidades de aterrizaje más altas de los aviones a reacción, lo que habría requerido toda la longitud de una cabina de vuelo en línea central para detenerse. El diseño también permitió operaciones simultáneas de lanzamiento y recuperación, y permitió que las aeronaves que no se conectaran con los cables de detención abortaran el aterrizaje, aceleraran y relanzaran (bolter) sin riesgo para otras aeronaves estacionadas o de lanzamiento.

El rediseño permitió varias otras modificaciones operativas y de diseño, incluido el montaje de una isla más grande (mejorando tanto el manejo del barco como el control de vuelo), recuperación de aeronaves y movimiento de cubierta drásticamente simplificados (las aeronaves ahora se lanzan desde la proa y aterrizan en la cubierta de vuelo en ángulo, dejando una gran área abierta en el centro del barco para armar y abastecer de combustible), y control de daños. Debido a su utilidad en las operaciones de vuelo, la cubierta en ángulo es ahora una característica definitoria de los portaaviones equipados con STOBAR y CATOBAR.

La cubierta de vuelo en ángulo se probó por primera vez en 1952 en el HMS Triumph pintando marcas en la cubierta de vuelo en ángulo en la línea central de la cubierta de vuelo para aterrizajes de toque y arranque. Esto también se probó en el USS Midway el mismo año.

A pesar de las nuevas marcas, en ambos casos el equipo de detención y las barreras todavía estaban alineados con la línea central de la plataforma original. De septiembre a diciembre de 1952, el USS Antietam instaló un patrocinador rudimentario para pruebas de cubierta en ángulo real, lo que permitió aterrizajes detenidos completos, que durante las pruebas demostraron ser superiores. En 1953, Antietam entrenó con unidades navales estadounidenses y británicas, demostrando el valor del concepto de cubierta en ángulo. El HMS Centaur fue modificado con una cubierta de vuelo en ángulo que sobresalía en 1954.

La Marina de los EE. UU. instaló las cubiertas como parte de la actualización SCB-125 para la clase Essex y SCB-110/110A para la clase Midway. En febrero de 1955, el HMS Ark Royal se convirtió en el primer portaaviones construido y botado con una cubierta en ángulo, en lugar de tener una adaptada. A este le siguieron, ese mismo año, los barcos líderes de la clase británica Majestic (HMAS Melbourne) y la clase estadounidense Forrestal (USS Forrestal).

Salto de esquí

Un salto de esquí convierte parte del movimiento hacia adelante del avión en movimiento ascendente mediante el uso de una rampa curva ubicada al final de la cabina de vuelo. Como resultado, el avión comienza su vuelo con una tasa de ascenso positiva. Esto permite que despeguen aviones más pesados aunque la sustentación generada sea menor. La gravedad hace que la velocidad ascendente disminuya, pero el avión continúa acelerando después de abandonar la cabina de vuelo. Cuando la velocidad ascendente ha disminuido a cero, el avión va lo suficientemente rápido como para lograr un vuelo estable.

Los saltos de esquí se pueden utilizar para permitir que los aviones convencionales despeguen en los portaaviones STOBAR. También pueden permitir cargas útiles más pesadas para los aviones STOVL.

Flexibles

Una idea probada, pero nunca puesta en práctica, fue la "cubierta de goma" flexible o inflada y con amortiguación de aire. En la temprana era de los reactores se reconoció que eliminar el tren de aterrizaje de los aviones en portaaviones mejoraría el rendimiento y el alcance del vuelo, ya que el espacio ocupado por el tren de aterrizaje podría utilizarse para contener tanques de combustible adicionales. Esto llevó al concepto de una plataforma que absorbería la energía del aterrizaje.

Con la introducción de los aviones a reacción, el riesgo de dañar las hélices ya no era un problema, aunque el despegue requeriría algún tipo de plataforma de lanzamiento. Las pruebas se llevaron a cabo con un De Havilland Sea Vampire pilotado por el piloto de pruebas Eric "Winkle" Brown sobre una plataforma flexible instalada en el HMS Warrior.

La plataforma constaba de una lámina de goma totalmente apoyada sobre múltiples capas de manguera contra incendios presurizada. Supermarine diseñó su Tipo 508 para aterrizajes en cubierta de goma. Se consideró que la idea de la plataforma flexible era técnicamente factible, pero se abandonó, ya que el peso de los aviones de transporte aumentó y siempre hubo dudas sobre la capacidad de un piloto promedio para aterrizar de esta manera. Posteriormente, el Tipo 508 se convirtió en un avión de transporte convencional, el Supermarine Scimitar.

La Marina de los EE. UU. evaluó una plataforma flexible en tierra fabricada por Firestone Tire and Rubber Co. utilizando dos Grumman F9F-7 Cougars modificados. Tres pilotos estadounidenses habían participado en las pruebas británicas de cubierta flexible en Farnborough y la Marina de los EE. UU., a pesar del enlace con los británicos, rehizo parcialmente las pruebas de Farnborough, con 23 aterrizajes en el río Patuxent, antes de cancelar el proyecto en marzo de 1956 por razones similares.

Alternativas

Durante la era de la Guerra Fría, se propusieron y, en algunos casos, se experimentaron múltiples alternativas poco ortodoxas a la cabina de vuelo convencional.

El sistema de defensa aérea en contenedores a bordo de barcos (SCADS) fue un kit modular propuesto para convertir un RO-RO o un buque portacontenedores en buques de aviación, con un esquema que permitía convertir un buque portacontenedores en un portaaviones STOVL en dos días durante una extracción rápida y de emergencia después de su uso para su almacenamiento. Una cubierta de vuelo prefabricada y un salto de esquí permitirían operar seis Sea Harriers y dos helicópteros, con contenedores de envío que servirían de hangar para los aviones y albergarían sus sistemas de apoyo y personal, así como sistemas defensivos y misiles. Se idearon varias variantes del concepto SCADS para diferentes funciones de misión; una implementación se adaptó a operaciones de helicópteros, por ejemplo. Era efectivamente un equivalente moderno del portaaviones mercante de la época de la Segunda Guerra Mundial.

El sistema Skyhook fue desarrollado por British Aerospace y implica el uso de una grúa con un mecanismo de acoplamiento superior colgado sobre el mar para atrapar y liberar aviones VTOL, como el jet de salto Harrier. El sistema podría instalarse en barcos de diversas configuraciones y tamaños, incluso en aquellos tan pequeños como fragatas, lo que permitiría a prácticamente cualquier barco de la Royal Navy desplegar un puñado de Harriers. El Skyhook estaba destinado a permitir no sólo el lanzamiento y la recuperación de dichos aviones, sino también la realización rápida de operaciones de rearme y reabastecimiento de combustible. El sistema se comercializó a varios clientes extranjeros en la década de 1990, para permitir que la flota japonesa de helicópteros destructores operara Harriers instalando el Skyhook a bordo. Quizás la implementación más elaborada propuesta fue la aplicación del Skyhook a grandes submarinos, como la clase rusa Typhoon, para producir un portaaviones submarino.

El Saunders-Roe SR.A/1 era un prototipo de hidroavión de combate propulsado por chorro, desarrollado durante la década de 1940 con la intención de eliminar el monopolio que tenían los portaaviones en el lanzamiento de aviones de combate. Descrito como el primer avión acuático del mundo que utiliza propulsión a chorro, el SR.A/1 atrajo el interés de funcionarios británicos y estadounidenses, y se transfirieron datos sobre el proyecto. Sin embargo, los funcionarios concluyeron que el concepto se había vuelto obsoleto en comparación con los cazas terrestres cada vez más capaces, junto con la incapacidad de resolver las dificultades del motor, lo que obligó a suspender el trabajo. Durante junio de 1951, el prototipo SR.A/1 (TG263) voló por última vez.

A principios de la década de 1950, Saunders-Roe trabajó en un nuevo diseño de caza, denominado Proyecto P.121, que incluía esquís; la publicación sobre aviones Flight se refirió a él como el "Saunders-Roe Hydroski" — con el objetivo de acercar sus prestaciones a las de los aviones terrestres. Al adoptar hidroskis y prescindir del enfoque de casco del SR.A/1, no se impusieron concesiones a los requisitos hidrodinámicos sobre el fuselaje. El 29 de enero de 1955, la empresa decidió no continuar con la construcción de un prototipo, ya que la propuesta no había contado con ningún apoyo oficial.

El Convair F2Y Sea Dart era un hidroavión de combate supersónico que tenía esquís en lugar de ruedas. A finales de la década de 1940, la Armada de los Estados Unidos temía que los aviones supersónicos se detuvieran a las bajas velocidades requeridas para el equipo de detención de un portaaviones y, por lo tanto, no pudieran aterrizar en un portaaviones convencional. El Sea Dart aterrizaría en agua (tranquila); Luego se bajará y subirá desde el mar mediante una grúa. La Armada también consideró combinar el Sea Dart con el enfoque poco ortodoxo de un portaaviones submarino que podría transportar hasta tres aviones de este tipo dentro de cámaras de presión especialmente diseñadas. Habrían sido elevados por un ascensor de babor detrás de la vela y despegarían solos desde un mar en calma o serían lanzados mediante catapulta desde popa en un mar más alto. Durante la fase de vuelo de prueba, los hidroesquís generaron violentas vibraciones durante el despegue y el aterrizaje, mientras que un accidente mortal provocado por un fallo estructural también afectó al programa; la Armada optó por cancelar todos los aviones de producción.

La Armada de los Estados Unidos tuvo un interés considerable en el concepto de portaaviones submarinos a finales de la década de 1940. Un estudio realizado en 1946 imaginó submarinos muy grandes, de entre 600 pies (180 m) y 750 pies (230 m) de longitud, para transportar dos bombarderos XA2J Super Savage para la misión de ataque nuclear estratégico, o alternativamente cuatro cazas F2H Banshee. Otra propuesta habría implicado la conversión de submarinos redundantes de la flota de la Segunda Guerra Mundial para permitir el transporte y lanzamiento de un modelo de hidroavión del avión de ataque Douglas A-4 Skyhawk, que habría estado equipado con hidroesquís para el despegue similares a los de el dardo marino.

Tareas

En las tareas de la cabina de vuelo de los portaaviones de la Armada de EE. UU. se indican con diferentes colores de camiseta: