En los viejos tiempos, ¿por qué los aviones no usaban sistemas más simples para aterrizar en un portaaviones?

El beneficio de un cable es que es un medio mecánico para detener la aeronave. O tomas el cable y te detienes, o fallas y das la vuelta. Aparte de la rotura y el mal funcionamiento, no hay término medio. Si el frenado se deja completamente en manos del piloto, depende de él activar todas las funciones correctas lo suficientemente rápido y en cantidades suficientes. Si juzgan mal, acaban metiéndose en el agua.

Los cables también son efectivos para detener aviones rápidamente. Esto significa que se necesita menos espacio en la cubierta para aterrizar y, con la introducción del área de aterrizaje en ángulo, permite que las aeronaves sean lanzadas y recuperadas al mismo tiempo. Solo se necesita agregar un gancho de cola a la aeronave, lo que agrega una gran efectividad de frenado con un peso relativamente pequeño. Otras opciones tienen razones por las que serían menos efectivas que los cables, con mayores penalizaciones en áreas como el peso.

Hélices de paso inverso (empuje inverso)

Esta puede ser una forma efectiva de ayudar a reducir la velocidad de un avión de hélice. La desventaja es que depende del piloto activar el paso inverso y en una cantidad suficiente. Los aviones de un solo motor pueden ser difíciles de controlar, especialmente si se necesitan configuraciones de potencia más altas mientras se está en reversa.

Frenos potentes en la rueda trasera o en todas las ruedas

Los frenos están limitados por la fricción entre la rueda y el suelo. En los transportadores, generalmente era madera, luego reemplazada por metal. Especialmente cuando está mojado, esto no proporciona mucha fricción. El aumento de la carga aerodinámica (ver la sección de frenos de aire) puede ayudar, pero solo hasta cierto punto. Y como notó, especialmente con los arrastradores de cola utilizados en los primeros portaaviones, los aviones se volcarían si frenaban demasiado. La rueda trasera no tiene mucho peso, por lo que no sería eficaz para frenar.

Tolva de arrastre

Notarás que prácticamente las únicas aeronaves que usan paracaídas de arrastre son aeronaves que aterrizan a altas velocidades y ya necesitan pistas largas. Aquí es donde obtiene el mayor beneficio de un conducto; largos lanzamientos de aterrizaje a alta velocidad. A medida que se reduce la velocidad, se vuelven menos efectivos. Debe dedicar tiempo a recuperar, reparar/reemplazar y volver a empacar el paracaídas después de cada aterrizaje. También serán menos confiables que un gancho de cola. Si falla, no puede aterrizar en el portaaviones, es posible que solo tenga que rescatar.

Freno de aire

Los frenos de aire son similares a los conductos de arrastre en el sentido de que funcionan mejor a alta velocidad. Si bien no son un artículo consumible, el inconveniente es que tienen mucho menos área y, por lo tanto, mucha menos efectividad que los toboganes. Funcionan mejor cuando también pueden proporcionar carga aerodinámica para mejorar la fricción de frenado, pero aún necesitan altas velocidades y largas distancias para brindar realmente un beneficio.

La aviación de portaaviones en la Segunda Guerra Mundial fue ciertamente peligrosa. Muchos pilotos murieron en accidentes en lugar de en combate. Pero los militares todavía estaban aprendiendo sobre cuán útiles serían los portaaviones en combate y averiguando cuál sería la mejor configuración para los portaaviones y sus aviones. La aviación de portaaviones ha recorrido un largo camino desde entonces, y los cables siguen siendo el sistema de referencia para recuperar aeronaves que al menos no tienen algún tipo de capacidad STOVL.

El frenado aerodinámico no sirve de nada a bajas velocidades: la fuerza de frenado es proporcional a la velocidad del aire al cuadrado, por lo que a baja velocidad obtienes una fuerza de frenado muy baja. Y eso no es lo que se requiere en un portaaviones: la velocidad aerodinámica mínima es la velocidad de pérdida, y esta debe reducirse a CERO velocidad respecto al suelo cuando hay prisa, cuando se está en cubierta.

Esta respuesta explica por qué el P51 Mustang no podía usarse para portaaviones: la velocidad de pérdida era demasiado alta, incluso para la configuración del gancho y el cable de detención. El despliegue de un freno de aire detiene la aeronave antes de aterrizar o rebasa la cubierta a toda prisa después del aterrizaje.

Además de lo que ya han dicho los demás, no hacía falta. Existe un equilibrio entre el costo de algo mejor y los beneficios reales de ello, principalmente en términos de mantenimiento requerido, penalización de peso para la aeronave, reducción de riesgos, la cantidad de distancia de parada requerida y salidas por hora.

Si bien no era perfecto, el cable permitía distancias de frenado razonablemente cortas sin agregar demasiado equipo a la aeronave. Durante la Segunda Guerra Mundial, los combatientes requerían un buen desempeño para tener la oportunidad de derribar a sus oponentes. Agregar equipo adicional y más complicado podría reducir su rendimiento y agregar poco valor si el único resultado es facilitar un poco los aterrizajes. Si el equipo es demasiado complejo, requiere más mantenimiento y puede ser más fácil dañarlo durante el combate.

El frenado aerodinámico o el empuje inverso requieren una distancia de frenado más larga, lo que resulta en tener que construir portaequipajes más grandes. Esto luego aumenta el costo, haciéndolos más grandes y más críticos para defender/mantener fuera de peligro, ya que no se pueden construir tantos. E incluso hoy en día, utilizando STOVL, la aeronave se ve penalizada con una carga útil más baja y un alcance más corto en comparación con las aeronaves convencionales.

Para agregar a la desventaja de un conducto de arrastre. El ahora retirado USCG HU-25 Guardian (versión militar de Dassault Falcon 20) tenía un paracaídas de arrastre adjunto al cono de cola para aterrizajes de emergencia o pistas cortas. Esto se debió a que los motores que usaba la guardia costera no tenían capacidad de empuje inverso.

Este paracaídas de arrastre solo era efectivo hasta unos 60 nudos. Fue diseñado para pasar rápidamente (y lo hizo, se sintió una desaceleración dramática) desde la velocidad inicial de toma de contacto hasta los 70-60 nudos. En ese momento hizo muy poco, pero los frenos de las ruedas se hicieron cargo a esta velocidad de todos modos. El HU-25 también tenía aerofrenos/alerones montados en las alas. Nuevamente, estos solo ayudaron a reducir la velocidad. Fueron más efectivos a altas velocidades en vuelo para eliminar la sustentación del ala.

Incluso juntos, ambos sistemas aún no permitían un aterrizaje lo suficientemente corto para un portaaviones, a menos que quisieras reemplazar los frenos y las ruedas después de cada aterrizaje (se incendiarán, lo he visto)

A medida que la velocidad disminuye, también lo hace la eficacia de la resistencia. Entonces, cualquier cosa que dependa de un componente de arrastre será ineficaz cuando realmente lo necesite.

Varios problemas favorecieron el uso de equipo de detención sobre buenas aeronaves con capacidad STOL, principalmente, agregar características STOL a menudo está en desacuerdo con los requisitos para un buen caza, es decir, un fuselaje altamente maniobrable y de baja resistencia se combina con un motor de alta relación potencia / peso. Agregar características como una hélice reversible también agregó un exceso de peso al diseño. El equipo de detención también ofrece la opción de recuperar aeronaves con pesos más pesados ​​o regresar con municiones sin gastar, en lugar de tener que deshacerse del combustible y las provisiones antes del aterrizaje.

Ahí está el problema de las operaciones de portaaviones de cubierta recta, es decir, que a menudo usaban solo la mitad de la cubierta de vuelo para operaciones de aterrizaje, mientras que las secciones media y alimentada de la cubierta de vuelo se usaban para repostar, rearmar y lanzar aeronaves. Los desembarcos en barcos de cubierta recta eran un asunto de una sola dirección; una vez que la LSO le dio la señal de corte, estaba comprometido. Por lo tanto, el barco utilizó múltiples dispositivos de detención más una barricada para garantizar que la aeronave se detuviera antes de chocar contra el personal o los aviones en el centro del barco. Al entrar en el período de posguerra, los aviones a reacción aumentaron en tamaño y potencia, lo que requería más espacio para detenerlos, lo que condujo al desarrollo de un área de aterrizaje en ángulo.