Наибольшее распространение имеют паровые катапульты. Каждая из них состоит из двух цилиндров с поршнями, жестко соединенными с челноком, выступающим над палубой. Длина цилиндра достигает 70—90 м. После открытия стартового клапана в цилиндры поступает пар высокого давления. Он срывает кольцо задержника и начинает резко двигаться по каналу, увлекая за собой летательный аппарат с помощью буксировочного троса, прикрепленного к челноку. В конце пути челнок останавливается тормозным устройством, буксировочный трос отделяется от самолета, и тот взлетает, поскольку к концу разгона его скорость может достигать 250 км/ч и более.
Кроме самолетов таким же образом можно разгонять и иные летательные аппараты, например крылатые ракеты, беспилотные разведчики и т. д.
Стометровка для магнита
По-своему решают проблему отечественные изобретатели. Сотрудники ЦАГИ имени Н.Е. Жуковского, НТК имени А.М. Микояна и Института высоких температур РАН предлагают перевести работу аэропорта на иные рельсы. В буквальном смысле слова. Вспомним: сегодня железнодорожники всерьез говорят об использовании на вверенном им транспорте электромагнитной подвески. В ее основу положена идея левитации — «подвешивания» подвижного объекта над полотном дороги, когда и объект и дорога суть магниты, одноименными полюсами повернутые навстречу друг другу, в модернизированном варианте эту идею намереваются внедрить на аэродроме. Для разгона и посадки летательных аппаратов предлагается тележка на электромагнитной подушке. «Впрягут» в нее линейный электродвигатель, он же, только уже в режиме генератора, будет тормозить приземлившийся лайнер.
Обкатывают идею на нескольких моделях. Одна — лабораторная — позволила уточнить расчетные режимы левитации при разгоне и торможении, а также отработать систему, позволяющую без промаха опускаться точно на транспортную тележку. (В этом случае собственное шасси летательному аппарату не нужно, что заметно уменьшает взлетный вес и соответственно расход топлива.) Другая модель работает на полигоне. На специальной дорожке-стометровке отрабатываются отдельные узлы прототипа новой аэродромной системы.
Катимся по желобу
Проект Дж. Стари из штата Коннектикут на редкость прост, но весьма оригинален. Для разгона и торможения самолетов изобретатель предлагает использовать помимо тяги двигателей еще и силу тяжести.
Согласно его замыслу авиалайнеры должны стартовать с крыши 20-этажного здания аэровокзала и разгоняться по наклонной полосе: будто санки с горки. Разумеется, в таком случае летательный аппарат наберет скорость быстрее, чем при горизонтальном старте, и оторвется от взлетной дорожки, пробежав меньшее расстояние. Посадка же производится в обратном направлении— «в горку».
Для более удобного взлета и посадки полоса должна быть внизу широкой, кверху — суживающейся. И ко всему прочему — слегка вогнутой, дабы самолет «поневоле» придерживался ее середины. Крутизна подъема этого своеобразного «желоба» такова, что скорость садящегося лайнера гасится не полностью — в противном случае он может скатиться назад, не добравшись до верха.
А чтобы остановить машину в конце ее пути — на крыше, Дж. Стари предлагает использовать тормозную систему наподобие применяемой на современных авианосцах. С той существенной разницей, что выделяемая в ней энергия не пропадает втуне, но преобразуется в электрическую. Запасенная в аккумуляторах,
она затем используется для заруливания авиалайнеров на стоянку с помощью электротягачей. Так что пилот может выключать двигатели самолета, как только тот коснется полосы.
Если учесть, что «Боинг-747» расходует на рулежку после посадки около 200 л топлива, то уже только за счет его экономии аэродром по проекту Стари сулит немалые выгоды. В целом же эксплуатация крупного аэропорта подобного типа позволит снизить расход горючего примерно на 1,2 млн т в год.