Авианосцы. Посадка в шторм.

Интересный вопрос, действительно ли авианосец в любое время года, в любых районах Мирового океана может обеспечивать полеты самолетов? То есть являться именно системой оружия, а не "куском железа" в океане.

Несмотря на то, что иногда в СМИ, и в научно-популярной литературе проскакивают утверждения, что современные американские атомные авианосцы могут обеспечивать взлет и, самое главное-посадку палубных самолётов при волнении моря в 7 баллов. Но на самом деле нет ни одного свидетельства о том, что подобное происходит. Более того, есть все основания утверждать то, что упоминание цифры в показателе волнения моря (не путать с балльностью Ветряной Шкалы Бофорта) в 7 баллов есть результат неграмотной работы по исследованию данного вопроса, неграмотного или неаккуратного перевода т.н. первоисточников и, что самое главное, неспособности определить (в силу различных причин) достоверность источника информации, отличить реальные возможности системы оружия от её рекламно-буклетного представления. 

Итак по волнению моря в 7 баллов. Нет никакого сомнения, что водоизмещение корабля является в этом вопросе одним из определяющих факторов остойчивости корабля в штормовом море. 100 000 тонн водоизмещения современных американских авианосцев класса Нимитц, позволяет им, достаточно хорошо переносить самые тяжёлые шторма.

Но это абсолютно не означает, что они способны в данные шторма поднимать, и самое главное, сажать палубные самолёты. Посадка на палубу авианосца, в отличие от взлёта, операция в разы более опасная, требующая от пилота экстраординарных качеств и опыта. Обратите внимание - посадка, но не взлёт.

Какую разницу даёт свежая погода, волнение моря в 5 баллов и волнение моря в 7 баллов. Известен научный факт, что энергия волновой системы прямо пропорциональна квадрату высоты волн в ней. Шкала Дугласа определяет максимальную высоту волн в волнении моря, для примера, при волнении 5 баллов, высота волн достигает 4 метра.

Соотношение энергий в волновой системе в 5 баллов и в системе в 7 баллов по шкале Дугласа, таким образом соотносится как 1 к 5, т.е. семибалльное море обладает энергией в 5 раз большей чем даже 5-балльное море, которое уже считается штормовым. При семибалльном море, высота волн (помимо их энергетической составляющей) будет равняться 9 метрам, точно половине высоты (18 метров) носового уреза полётной палубы авианосца класса Нимитц. Это как раз то соотношение, при котором для любого корабля, идущего носом к волне, размахи килевых качек будут начинать достигать высоких значений.

При нормальных погодных условиях—средний ветер и спокойное море — идеальный угол наклона посадочной глиссады равен 3,5 градуса, что составляет 14,1 фута (4,3 метра) зазора между концом посадочного гака совершающего посадку самолета и кормовой кромкой полетной палубы.

Но по словам пилота F/A-18 Мэтью Потье (Matthew Pothier), бывшего офицера-руководителя Школы посадочных сигнальщиков (LSO), штормовые моря могут потребовать корректировки: "если на авианосце, под воздействием килевой качки, корма вертикально перемещается вверх и вниз на плюс—минус 10 футов (3,05 метра)...этот зазор [гак-корма], начинает становиться намного меньше 14,1 фута, (а точнее уменьшается в моменте до 4,1 фута (1,25 метра)), потому что сама [оптическая система посадки]—"фрикаделька"-стабилизируется не к движению самолета, а к горизонту, в основном. Поэтому мы можем ещё увеличить угол наклона глиссады до четырех градусов. Это обычно максимум, на котором мы можем безопасно приземлимся, и это даст нам чуть больше зазора между гаком и кормой, но немного-всего пару футов (0,61 метра)”.

https://www.airspacemag.com/how-things-work/the-meatb..

Таким образом совершенно очевидно, что амплитуда килевой качки в 3 метра (или 6 метров в абсолюте) и является тем барьером, за которым начинаются самые большие сложности. Это подтверждается докладом группы интегрирования корпорации Боинг, которая отмечает, что уже в волнении моря 4 с половиной балла, при высоте волн 3 метра, взлет и посадка самолётов (группа занималась Суперхорнетами) становится чрезвычайно опасной. Следует отметить, что неоднократные встречи круизных кораблей с водоизмещением в 100 000 и больше тонн с пятибалльным морем заканчивались мощными бортовыми и килевыми качками, которые на тех же авианосцах ВМС США исключали взлет и посадку самолётов.

Это кстати отражено и документации оптической системы посадки - IFLOLS основным оптическим средством приземления самолетов, используемым на борту CVN. 

"IFLOLS обеспечит пилота улучшенной визуализацией приземления за счет отображения более точной информации на большем расстоянии. 

IFLOLS обеспечивает стабилизированную оптику с визуальным диапазоном от одной морской мили до приземления. В дополнение к тому, что он стабилизирован по дифференту и крену авианосца, он также компенсирует волнение почти во всех состояниях моря, в которых может быть выполнена посадка воздушного судна, за исключением волнения моря более 5 баллов по шкале Дугласа, то есть высоты волн более 13 футов (3,96 метра)".

https://www.globalsecurity.org/military/library/polic..

Результаты гидрометеорологических исследований показывают, что при действиях палубных истребителей (аэрофинишерной посадки) с авианосцев водоизмещением в 100.000 т в Северной Атлантике при волнении более 5-ти баллов обеспечивается боеспособность авиагруппы в среднем 65-70 процентов времени в течении стандартного календарного года, в осенне-зимний период эти цифры падают до 50-60 процентов.

Естественно, в этом аргументе не учитывается и фактор локальности. Например Северная Часть Тихого Океана, некоторые части Индийского Океана известны своими мощнейшими зыбями в самую спокойную погоду. (Зыбь, по простому-это "отголосок" шторма в другом месте, чьи волны доходят до другой локальностити в виде относительно пологих волн. В английском языке Swell, так переводится зыбь, означает набухание). Сочетание же умеренной до тяжёлой зыби с даже умеренным волнением (4 балла, например) может исключить вообще любые полётные операции с палубы, по причине несовпадания векторов направления зыби и ветра в природе, т.к. авианосец при посадке самолетов должен идти строго против ветра (точнее осевой линией угловой палубы против ветра).

Также ограничением для выполнения полетов с авианосца является скорость ветра над палубой, цитата из интервью бывшего палубного пилота:

"Испытывает ли самолет, приземляющийся на авианосце, влияние турбулентности при пересечении кромки кормовой части палубы?

Это будет зависеть от направления ветра и от скорости авианосца. Мы назвали это «болтанкой» (burble). Причина в нестабильном и турбулентном потоке, вызванным движением возле носовой части и "острова" корабля, со скоростью ветра 30 узлов. Обычно это обнаруживается в непосредственной близости к корме и непосредственно перед приземлением.  Этот турбулентный воздух, проходящий со стороны "острова" корабля, вызывает потерю подъемной силы крыла самолета, который вот-вот приземлится на авианосце. Эта потеря подъемной силы в непосредственной близости приведет к тому, что самолет опустится ниже глиссады".

https://www.quora.com/Does-an-aircraft-landing-on-a-c..

Соответственно при скорости ветра более 30 узлов (15,4 м/с), учитывая ход авианосца (минимально необходимый для нормальной работы винторулевой группы), не менее 7 узлов (3,6 м/с), посадки самолетов тоже невозможны по безопасности пролета над кормой.

Соответственно посадки самолетов палубной авиации на авианосцы США невозможны при волнении моря более 5 баллов и скорости ветра более 30 узлов (15,4 м/с).