Flugzeugkatapult

Katapultstart einer F/A-18 Hornet

Blick aus dem Cockpit einer F/A-18 Hornet kurz vor dem Katapultstart

Start einer F/A-18F Super Hornet von der USS Kitty Hawk (CV-63)

Flugzeugkatapulte werden in der Luftfahrt als Starthilfevorrichtung verwendet, wenn Flugzeuge nicht durch eigene Kraft die nötige Startgeschwindigkeit erlangen können. Dies kann der Fall sein, wenn etwa die Startbahn zu kurz ist oder die Antriebsleistung des Fluggerätes nicht ausreichend für einen Start ist. Die häufigste Anwendung finden Flugzeugkatapulte auf Flugzeugträgern, da die Flugzeuge auf den kurzen Startstrecken ohne Unterstützung nicht die erforderliche Geschwindigkeit erreichen könnten.

Geschichte

Bis zum Zweiten Weltkrieg wurden die meisten Flugzeugkatapulte hydraulisch betrieben. Dampfkatapulte wurden aber bereits auf Katapultschiffen wie der Schwabenland eingesetzt. Der Dampf wurde von der Antriebsanlage zur Verfügung gestellt. Alternativ konnte man den Dampf auch durch einen Wasserstoffperoxid-Dampfgenerator erzeugen.

Die Entwicklung von Dampfkatapulten begann in den 1930er Jahren, als Schwimmerflugzeuge und Flugboote von Schiffen gestartet werden sollten, ohne sie vorher zu Wasser zu lassen.

Später wurden Flugkörper von Schleudern gestartet, wie zum Beispiel die Fieseler Fi 103. Moderne Flugzeuge konnten nicht mehr konventionell (d.h. ohne Unterstützung) von Flugzeugdecks abheben, weil die Rollgeschwindigkeit und der Fahrtüberschuss des Trägers nicht mehr ausreichte, um die minimale Fluggeschwindigkeit zu erreichen, die die immer schwerer werdenden modernen Flugzeuge zum Auftrieb benötigten. Deswegen wurden dort Dampfstartkatapulte eingesetzt.

Die Dampfkatapulte in der heute bekannten Form wurden von den Engländern aus von den Deutschen im Zweiten Weltkrieg erbeuteten Schleudern der Fieseler Fi 103 entwickelt und 1950 auf der HMS Perseus erprobt.^[1] Von der Royal Navy übernahm die US Navy die neue Flugzeugkatapulttechnik und danach rüsteten auch andere Marinen ihre Flugzeugträger mit Dampfkatapulten aus.

Dampfkatapulte

In den Boden des Flugdecks ist dazu eine Schiene eingelassen, auf der ein „shuttle“ genannter Schlitten mittels Dampfdruck beschleunigt wird. Dieser Dampf wird bei Flugzeugträgern mit Atomantrieb direkt aus dem Sekundärkreis des Reaktors entnommen. Am Vorderrad des Flugzeugs sorgt ein ausklappbares Verbindungstück („tow bar“) für die Kraftübertragung. Das Flugzeug fährt an den Schlitten heran, bis die tow bar eingerastet ist. Daraufhin zieht das Katapult kurz an, damit eine Spannung zwischen dem Flugzeug und dem Schlitten besteht und kein plötzlicher Ruck das Bugrad beschädigen könnte.

Der Druck des Dampfkatapults wird auf das jeweilige Gewicht des Flugzeuges eingestellt, damit auch die erforderte Geschwindigkeit für den Auftrieb am Ende der Startbahn erreicht werden kann. Der Vorteil des Katapults zeigt sich darin, dass er es Flugzeugen ermöglicht, auch größere Traglasten mitzuführen.

Vor dem Start wird das Flugzeug zunächst über eine Haltestange („release bar“) in seiner Position gehalten bis genügend Dampfdruck aufgebaut wurde und die Triebwerke Maximalschub erreicht haben. Dann wird die Halterung gelöst und das Flugzeug wird sehr schnell beschleunigt bis seine Tragflächen ausreichend Auftrieb erzeugen.

Der Schlitten wird am Ende der Startbahn auf kürzester Strecke abgebremst. Dies geschieht über einen langen Kegel an der Vorderseite des Schlittens, der am Ende des Katapultweges in ein mit Wasser gefülltes Rohr eindringt. Dank der Kegelform und der dadurch steigenden Wasserverdrängung nimmt auch die Bremswirkung schnell zu und bringt den Schlitten zum Stillstand. Daraufhin wird der Schlitten für den nächsten Start in seine Ausgangsposition zurückgezogen.

Elektromagnetische Katapulte

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts werden auch elektromagnetisch betriebene Katapulte erforscht, weil zukünftige Flugzeugträger durch die Verwendung von Gasturbinen keinen Dampf mehr bereitstellen und der Betrieb somit sehr aufwändig wäre. Die US Navy rüstet ihre Flugzeugträger derzeit mit elektromagnetischen Katapulten aus (Electromagnetic Aircraft Launch System, EMALS), die Linearmotoren, ähnlich denen des Transrapids, benutzen. Dabei wird der Schlitten durch magnetische Wechselfelder beschleunigt. Durch die genauere Wirkungsweise lassen sich mit diesen Systemen auch bessere Startbedingungen erreichen.

Siehe auch

• CATOBAR

Einzelnachweise

1. ↑ David Hobbs:A Century of Carrier Aviation. The Evolution of Ships and Shipborne Aircraft Seaforth Publishing, Barnsley, England, 2009, Seiten 202-216, ISBN 9781848320192

Weblinks

• Katapulte (Englisch)
• Artikel Shot Into the Air auf americanheritage.com (Englisch)