Самолет с вертикално излитане. VTOL

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Многофункционалност и съвършенство на дизайна съчетават уникална авиационна техника - самолет за вертикално излитане и кацане. Най-добрите умове на Русия, Англия и САЩ, чрез много години на развитие и тяхната по-нататъшна модернизация, създадоха легендарни модели в конкурентната борба. Увеличаването на скоростта, височината на полета, товароносимостта, както и бойните характеристики се свързва с постоянното усъвършенстване на тежкотоварния реактивен двигател. Това направи самолетите с вертикално излитане основната базова единица на световните военновъздушни сили.

Първи вертикално

Първата техника за вертикално излитане и кацане, създадена експериментално през 1954 г., е разработването на модела 65 Air Test Vehicle. Проектираният дизайн се състоеше от налични единици от различни самолети - фюзелажът и вертикалната опашка са заимствани от корпуса на самолета, крилата- на самолета Cessna Model 140A, а шасито - на хеликоптера Bell Model 47. Досега съвременните дизайнери се чудят как комбинацията от тези отделни елементи би могла да даде такъв резултат!

Самолетът на американската компания Bell е готов до края на 1953 г. Месец по-късно се осъществи първият полет с витане във въздуха, а шест месеца по-късно - първият му свободен полет. Но модернизацията на самолета не спря, за поредна година беше доведена до необходимата производителност чрез тестване и тестване във въздуха.

Реактивен, но не много

Двигателите, разположени отстрани на фюзелажа, се обърнаха на 90 градуса надолу, създавайки по този начин повдигане и тяга за полет. Турбокомпресорът осигуряваше интензивно захранване директно на самите въздушни дюзи в краищата на крилото и оперението. Това осигури контрола на цялата конструкция на самолета в режим на висене и със запазване на тази възможност дори при движение с ниска скорост.

Но скоро, според резултатите от теста, Bell отказа да продължи да работи с този проект. Първият VTOL самолет имаше такава реактивна тяга, че едва надвишаваше собственото си тегло при излитане, въпреки че беше прекомерно за хоризонтално движение.

При такива характеристики беше трудно за пилота да поддържа скоростта в приемливи стойности, без да надвишава ограниченията за максимална скорост на хоризонтален полет. Следователно ъгълът на внимание на американците се премества към други разработки.

Единственият в света Як-141

През 1992 г. специално поканени акредитирани журналисти бяха изненадани от интереса на водещи западни авиокомпании към тази техника. Експертите забелязаха характеристиките на самолета, които надхвърляха стандартните представи за боен самолет. Стана очевидно, че в продължение на много години изследвания, които се провеждаха паралелно в няколко страни, съветският самолет заслужено ще получи палмата.

Това беше Як-141, единственият свръхзвуков VTOL самолет в света по това време. Отличаваше се с широк набор от бойни мисии, висока скорост и уникална маневреност, за които веднага получи световно признание.

Американците и европейците започват своето развитие в тази посока през 60-те години. На изложението през 1961 г. във Фарнбъро само английска компания успя да представи достоен резултат. Бъдещият основен боен самолет на британските военновъздушни сили, изтребителят Harrier VTOL, беше не само най-интересният, но и най-защитеният експонат.

Британците не допуснаха никого, дори техните съюзници, американците. Единственият, за когото беше направено изключение за особени заслуги и принос към победата над нацистка Германия, беше известният конструктор на съветски бойци - А. С. Яковлев. Той не само беше поканен, но и запознат с възможностите на тази техника.

Вертикална надпревара на световните сили

Развитието в СССР по това време постига известен успех, но все още значително отстъпва на британското. Експериментите с изобретения турбофлай дадоха на дизайнерите ценен опит, стана възможномонтаж на два турбореактивни двигателя на самолета. Техните дюзи могат да се въртят на 90 градуса.

Тест В. Мухин вдигна в небето самолет на име Як-36. Но това все още не беше пълноценна бойна машина. На демонстрационни изпълнения вместо ракети бяха окачени специални модели. В крайна сметка самолетът все още не беше готов за истински оръжия.

През 1967 г. ЦК на КПСС поставя задачата на проектния екип на Яковлев да създаде лек самолет с вертикално излитане. Обновеният модел, наречен Як-38, предизвика скептична реакция дори от А. Туполев. Но още през 1974 г. са подготвени първите 4 самолета.

След недвусмисленото превъзходство на британските бомбардировачи Harrier в небето във Фолклендската война, за правителството на Съветския съюз стана очевидно, че трябва да подобри своя Як-38. Ето защо през 1978 г. Комисията на Минавиапром одобри проект за конструкторското бюро Яковлев - създаването на актуализиран изтребител с вертикално излитане Як-141.

съветски рекордьор

Уникален двигател, оборудван с перфектна система за управление, беше създаден в Русия специално за самолети с вертикално излитане. За първи път в света беше намерено решение за въртяща се дюза за последващо горене – нещо, върху което не само съветските, но и чуждестранните авиоконструктори работят от десетилетие. Това даде възможност за завършване на наземния тестов цикъл на Як-141 и изпращането му за излитане. От първите тестове той потвърди най-доброто си полетно представяне.

Беше един от най-многотайни авиационни проекти, бяха необходими 11 години на западните разузнавателни агенции, само за да разберат как изглежда. Многоцелевият самолетоносач Як-141, изтребител от 4-то поколение, постави 12 световни рекорда. Имаше за цел да придобие надмощие във въздуха и да осигури прикритие на местоположението от врага. Неговият локатор ви позволява да поразявате както въздушни, така и наземни цели. Възможност за достигане на максимална скорост до 1800 км/ч. Бойно натоварване - 1000 кг. Бойният обхват е 340 км. Максималната височина на полета е до 15 км.

политиката на Горбачов

По-нататъшната политика за намаляване на разходите за отбранителната индустрия оказа влияние. За да демонстрира размразяването на външноикономическите отношения, правителството значително коригира производството на самолетоносачи. Поради липсата на базирани кораби във връзка с изтеглянето на самолетоносачи от руския флот след 1987 г., развитието на Як-141 е преустановено.

Въпреки това, появата на Як-141 беше значителна стъпка в практиката на проектиране на самолети. Руските самолети с вертикално излитане се превърнаха в незаменимо оборудване на ВВС и при по-нататъшната модернизация на изтребителите учените до голяма степен разчитаха на резултатите от дългогодишната работа на Яковлев..

МиГ-29 (Fulcrum)

Разработен от конструкторското бюро А. Микоян, руският изтребител от четвърто поколение МиГ-29 съчетава най-добрите характеристики за въздушен бой с ракети на средни и къси разстояния.

Първоначално VTOL МиГ е проектиран да унищожававсякакъв вид въздушни цели при всякакви метеорологични условия. Запазва функционалността си дори при наличие на смущения. Оборудван с високоефективни двуконтурни двигатели, той е в състояние да поразява и наземни цели. Проектиран в началото на 70-те години, първото излитане се състоя през 1977 г.

Доста лесен за използване. След като влезе на въоръжение във ВВС през 1982 г., МиГ-29 стана основният изтребител на руските ВВС. В допълнение, повече от 25 държави са закупили над хиляда самолета.

Американски крилат хищник

Винаги педантични по отношение на защитата, американците също се отличават в изграждането на мощни бойци.

Кръстен на хищната птица, Harrier е проектиран като многофункционален и лек щурмови самолет за въздушна поддръжка на сухопътните сили, битка и разузнаване. Благодарение на отличното си представяне, той се използва и в испанския и италианския флот.

Ставайки първият в своя клас, британският VTOL Hawker Siddeley Harrier стана прототип на англо-американската модификация на AV-8A Harrier през 1978 г. Съвместната работа на конструкторите от двете страни го подобри до второто поколение щурмови самолети от семейство Harrier.

През 1975 г. McDonnell Douglas идва да замени Англия, която е напуснала проекта поради неспособността на ръководството да издържи финансовия бюджет. Предприетите мерки за цялостната модификация на AV-8A Harrier направиха възможно получаването на изтребителя AV-8B.

Advanced AV-8B

Въз основа на технологиятапредишния модел, AV-8B се е подобрил значително по отношение на надграждане на качеството. Кабината беше повдигната, фюзелажът беше преработен, крилата бяха актуализирани, като се добави по една допълнителна точка на окачване за всяко крило. Високоточни оръжия се пускат директно при влизане в зоната за изстрелване, вероятността от отклонение може да бъде до 15 m.

Моделът беше допълнително подобрен по отношение на аеродинамиката и по този начин създаде най-добрия самолет с вертикално излитане в Съединените щати. Оборудван с актуализиран двигател Pegasus, той направи възможно извършването на вертикално излитане и кацане. AV-8B влезе на въоръжение в американската пехота в началото на 1985 г.

Развитието не спря и по-късно моделите AV-8B(NA) и AV-8B Harrier II Plus получиха оборудване за нощни бойни действия. По-нататъшното подобрение го направи един от най-добрите представители на петото поколение самолети с вертикално излитане - Harrier III.

Съветските дизайнери работиха усилено по задачата за кратко излитане. Тези постижения са придобити от американците за F-35. Съветските чертежи изиграха голяма роля в усъвършенстването на многофункционалния свръхзвуков нападател F-35. Този изтребител VTOL заслужено по-късно влезе на въоръжение в британския и американския флот.

Боинг. Отвъд границите

Майсторството на висшия пилотаж и уникалните характеристики сега се демонстрират не само от изтребители, но и от пътнически лайнери. Boeing 787 Dreamliner е aширокофюзелажен двудвигателен пътнически самолет с вертикално излитане Boeing.

Boeing 787-9 е проектиран за 300 пътника с обхват от 14 000 км. С тегло 250 тона, пилот във Фарнборо изпълни невероятен трик: той вдигна пътнически самолет и извърши вертикално излитане, което е възможно само за изтребител. Най-добрите авиокомпании веднага оцениха достойнствата му, поръчките за закупуването му започнаха да пристигат веднага от водещите страни по света. Според състоянието в началото на 2016 г. са продадени 470 бр. VTOL Boeing се превърна в уникално пътническо творение.

Възможностите на самолетите се разширяват

Руските конструктори работят успешно по граждански проект за разработка на самолет с вертикално излитане и кацане, който не се нуждае от площадки за излитане. Може да работи ефективно с различни видове гориво, както на сушата, така и на водата.

Има широк спектър от приложения:

• предоставяне на спешна медицинска помощ;
• въздушно разузнаване;
• спасителни операции;
• частно използване за официални цели.

И за лични цели също

Възможни потребители могат да бъдат Министерството на извънредните ситуации и спасителните служби, Министерството на вътрешните работи, медицинските служби и обикновените търговски организации.

Нов самолет с вертикално излитане, способен да лети на височина до 10 km, достигайки скорост до 800 km/h.

Възможностите на новото поколение на този самолет са проектирани за използване дори взатворени пространства: в града, в гората, ако е необходимо, дори в извънредни ситуации.

Кръгът, направен от витлото на такъв самолет, се счита за неговата носеща площ. Подемната сила се създава от въртенето на главния ротор, който използва въздуха отгоре, насочва го надолу. В резултат на това се създава намалено налягане над зоната и повишено под него.

Проектиран по аналогия с хеликоптера, всъщност, тъй като е неговият по-усъвършенстван и адаптиран модел към различни условия, той е способен да излита, каца и виси на едно място.

Студената война се завръща

Постиженията на конструкторите на самолети в този пример потвърдиха, че високите технологии и самолетите с вертикално излитане могат да бъдат еднакво полезни и търсени както за правителствени, така и за граждански цели.

По време на ерата на Студената война водещите световни сили бяха очаровани от проекти за създаване на боен самолет, който не изисква традиционни летища. Това се обяснява с леката уязвимост на такива обекти с разгърнати самолети към противника. Освен това скъпата писта не беше гарантирана, че ще бъде защитена. Този период се счита за най-важният етап в развитието на дейностите по проектиране на самолети.

Западни и местни стратези усърдно модернизират самолетите VTOL в продължение на 30 години, достигайки съвършенство в изтребителите от пето поколение. А приетите базови технологии дават възможност да се използват дългосрочните разработки на водещите в светаконструктори на самолети.