Советские самолеты с вертикальным взлетом и посадкой
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Опыт Второй мировой войны показал, что одной из самых уязвимых сторон фронтовой авиации являются аэродромы. Даже в случае сохранения боеспособных самолетов в укрытиях их применение с разрушенной взлетно-посадочной полосы становится невозможным. Путь к решению проблемы был очевиден, но недостаточный уровень развития техники не позволял создать самолет, не нуждающийся в длинной ВПП, – первые реактивные машины из-за малой тяговооруженности (отношения массы самолета к тяге двигателя) имели разбег больше километра. Но технология не стояла на месте.
Возможность создания самолетов с вертикальными взлетом и посадкой (СВВП, английский термин — VTOL, Vertical Take-Off and Landing) начала обсуждаться в 1950-х, когда мировое двигателестроение переживало бурный рост. Для вертикального взлета тяга двигателя должна была превышать вес самолета, зато такие машины могли бы взлетать по тревоге прямо из ангаров или с любых неподготовленных площадок. Подобная схема сулила исключительные преимущества и для корабельной авиации. Проекты, еще недавно казавшиеся невозможными, стали активно финансироваться.
В 1957-м совершил свой первый полет американский самолет X-13 Vertijet фирмы Ryan. Эта необычная машина взлетала вертикально во всех смыслах. Поскольку после отрыва от земли направление тяги двигателя нужно было изменить, чтобы начать разгон в горизонтальной плоскости, а в 1950-х о создании поворотного сопла еще не было речи, конструкторы приняли решение стартовать прямо из вертикального положения. Крошечный самолет висел, зацепившись носовым крюком за выступ на специальной мачте, а когда аппарат начинал подниматься, система расцеплялась.
У самолета открыты створки воздухозаборника и сопел подъемных двигателей, находящихся прямо за кабиной пилота. В СССР, не располагавшем большим количеством авианесущих кораблей, были проведены успешные испытания по посадке Як-38 на специально переоборудованный для этих целей морской сухогруз.
В ходе боев за Фолклендские острова самолеты Harrier продемонстрировали высокую эффективность и показали себя опасными противниками даже для таких серьезных оппонентов, как стоящие на вооружении Аргентины французские истребители Mirage III. Но громче всего о качествах Harrier свидетельствует то, что с появлением этой замечательной машины США и другие страны NATO надолго отказались от разработки собственных СВВП.
Необходимая для успешной посадки Х-13 точность подхода к стартовой мачте составляла порядка 20 см, что было под силу далеко не каждому летчику. При посадке пилоту приходилось ориентироваться по специальным меткам, нанесенным на стартовой мачте, и полагаться на команды с земли.
Советский опыт
1. Режим вертикальной посадки, когда подъемная сила создается двигателем. 2. Режим короткого взлета, при котором часть подъемной силы создается крылом, а часть - двигателем. 3. Режим крейсерского полета. Подъемный вентилятор выключен. 4. Полет на малой скорости: работает система реактивного управления.
Попытка — не пытка
Созданный в конце 1980-х годов Як-41 стал непосредственным развитием концепции Як-38, но с возможностью сверхзвукового полета. Руководил проектом сын Александра Яковлева — Сергей Яковлев. Первоначально на самолет планировалось установить единый подъемно-маршевый двигатель, но в связи со смертью Дмитрия Устинова, покровительствовавшего всей программе, работы по новой силовой установке затянулись, а вскоре и вовсе заглохли, и конструкторам ничего не оставалось, как принять решение об использовании схемы с комбинацией двигателей. Несмотря на уже ставшую явной на опыте Як-38 порочность такого решения, постройка самолета была необходима для отработки всех систем и агрегатов с последующей переделкой машины под новый, мощный и экономичный турбовентиляторный двигатель. Полеты модернизированного варианта Як-41М начались 9 марта 1987 года, и с прохождением каждого этапа испытаний становилось все более очевидно, что самолет получился достаточно удачным. О его уникальности говорит и то, что летчик Андрей Синицын установил на нем 12 мировых рекордов скороподъемности и высоты полета для СВВП. С развалом Советского Союза ход работ по машине, получившей новое название — Як-141, — замедлился, а произошедшая в 1991 году авария послужила лишь поводом для сворачивания проекта.
Европа
Определенного успеха в конструировании СВВП добилась и Франция, в начале 1960-х годов начавшая разработку собственных машин. Первым из них стал истребитель Mirage-Balzac, оборудованный помимо маршевого двигателя Orpheus 803F аж восемью подъемными! Испытания самолета в 1964 году закончились катастрофой. Следующий самолет, Mirage V, повторявший конструкцию предшественника, стал первым в мире сверхзвуковым СВВП. Однако и он потерпел аварию, и работы были остановлены в пользу традиционных самолетов с обычными взлетом и посадкой.
Дальнейшие перспективы
Несмотря на широкое использование самолетов Harrier ВМС США, разработки СВВП в этой стране не остановились. По некоторым данным, в середине 1990-х годов между ОКБ им. А.С. Яковлева и фирмой Lockheed Martin было заключено соглашение о совместных работах в рамках программы JAST по созданию перспективного истребителя для ВВС США (позднее переименован в JSF). В соответствии с этим соглашением ОКБ им. А.С. Яковлева представило американской стороне информацию и результаты исследований по СВВП, а также эскизные проекты будущего истребителя Як-201. Эти данные были использованы при создании JSF F-35 Lightning II, самой современной разработки в этом направлении. На сегодняшний день этот самолет находится в стадии летных испытаний. Новый многофункциональный истребитель должен будет заменить собой целый ряд боевых самолетов, в числе которых и морально устаревающий, несмотря на непрерывную и эффективную модернизацию, Harrier. В силовой установке F-35 используется турбовентиляторный двигатель F-119-PW100, который был разработан фирмой Pratt & Whitney специально для F-35. Отличительная черта нового самолета в варианте VTOL — использование внешнего вентилятора, установленного в фюзеляже вертикально. Крутящий момент на вращающиеся в противоположные стороны крыльчатки передается от турбины через вал.
Многие современные военные аналитики достаточно скептически относятся к F-35 в варианте VTOL, отчасти справедливо полагая, что применение внешнего вентилятора (который отключен в полете) — не самое лучшее решение с точки зрения экономии веса и что Lockheed Martin повторили во многом ошибки ОКБ Яковлева. Тем не менее развитие самолетов с коротким (или вертикальным) взлетом и вертикальной посадкой — на сегодняшний день одно из самых перспективных и актуальных направлений. Ведь благодаря использованию разведывательных спутников и высокоточного оружия такое сооружение, как военный аэродром, постепенно уходит в прошлое, уступая место мобильным СВВП, способным вылететь на задание с любого пятачка.
Як-141 / Як-41М (изделие 48М) был разработан ОКБ Яковлева в качестве сверхзвукового многоцелевого самолета для вооружения авианесущих кораблей ВМФ СССР. Работы над проектом Як-41 стартовали в начале 1970-х годов. К 1982 г. планировалось вывести на испытания первую летную машину, но сложности с созданием поворотного сопла большого диаметра задержали работы и первый полет Як-41 состоялся только 9 марта 1987 г. (по самолетному профилю). В 1989 г. название самолета было изменено и был построен второй летный образец самолета. Новое название - Як-141. 29 декабря 1989 г. состоялся первый полет самолета в режиме висения. 13 июня 1990 г. - первый полет по полному профилю - с вертикальным взлетом и посадкой.
5 октября 1991 г. при посадке на авианесущий крейсер из-за превышения скорости снижения произошла авария. летчик не пострадал, но самолет восстановлению не подлежал. Авария послужила поводом для прекращения программы создания Як-141.
Як-141 на Западе получил наименование Freestyle.
Як-141 в авиации ВМФ России
До осени 1991 г. планировалось участие Як-141 в Государственных испытаниях тяжелого авианесущего крейсера "Адмирал Флота Советского Союза Кузнецов", но после аварии одного из самолетов 5 октября 1991 г. программа испытаний Як-141 была свернута, а в 1992 г. прекращена. ВМФ России 1990-х годов отказался от работ по созданию вертикально-взлетающих самолетов.
Конструкция самолета
Конструкция выполнена по нормальной аэродинамической схеме с трапециевидным крылом двухкилевым вертикальным и цельноповоротным дифференциальным горизонтальным оперением. Основной подъемно-маршевый двигатель расположен по центральной оси фюзеляжа, дополнительные подъемные двигатели расположены за кабиной пилота. Для маневрирования на режиме вертикального взлета и посадки самолет оборудован газоструйной системой управления с отводом газов от двигателей к управляющим соплам в разных точках планера и фюзеляжа.
Двигательная установка
1 х ТРДДФ (двухконтурный ТРД с форсажной камерой) Р79В-300 с управляемым вектором тяги с тягой 15 000 кг на форсаже и с максимальной тягой 10 977 кг.
Самолет вертикального взлета и посадки (СВВП) Як-141 стал результатом многолетних и напряженных работ ОКБ им. А.С. Яковлева. В начале осени 1991 года два летных образца прибыли в Североморск для испытаний на борту тяжелого авианесущего крейсера "Адмирал флота Советского Союза Горшков". 26 сентября 30 лет назад летчик Андрей Синицын совершил первую посадку опытной машины на палубу крейсера. Спустя еще три дня был осуществлен первый взлет с палубы корабля. Цель испытаний заключалась в определении совместимости систем самолета с крейсером - результат был положительный.
Во всем диапазоне высот Як-141 при полете на максимальном форсажном режиме превышал скорость звука, а по своим характеристикам, оборудованию, вооружению опытный истребитель соответствовал уровню машин четвертого поколения, чем превосходил зарубежных конкурентов. Предполагалось, что за несколько лет удастся доработать опытный самолет и до уровня пятого поколения, после чего запустить в серию, но реальность пошла другим путем…
Рождение идеи самолета вертикального взлета и посадки
По воспоминаниям Александра Яковлева, во время поездки во Францию в 1963 году, в Ле-Бурже, его поразил опытный британский СВВП Harrier. По возвращении он подробно рассказал об этом секретарю ЦК КПСС Дмитрию Устинову, который курировал тогда оборонную промышленность. "Вскоре Дмитрий Федорович собрал широкое совещание с участием конструкторов, ученых и работников ВВС для обсуждения организации и у нас работ по созданию самолета вертикального взлета и посадки, - вспоминал авиаконструктор. - Однако отношение подавляющего большинства участников к этому было негативное".
К этому времени в ОКБ Яковлева уже велась работа над СВВП в инициативном порядке, а разработка легкого и компактного турбореактивного двигателя Р-19-300 дала ей новый импульс. В перспективной программе работ, подготовленной Государственным комитетом по авиационной технике в 1963 году, появилась строка о планах по производству машины, названной Як-36, и постройке ее в Иркутске начиная с 1967 года.
Самолет в том году показали высшему политическому и военному руководству страны, включая Леонида Брежнева (до смещения Никиты Хрущева и прихода к власти курировал вопросы военно-промышленного комплекса), им заинтересовались представители Военно-морского флота (ВМФ). Массовый же зритель увидел реактивную новинку в июле на авиационном параде в Домодедово. Под крылом самолета любители авиатехники могли наблюдать подвешенные блоки ракет, но они были лишь макетами - демонстрировался опытный самолет с небольшой грузоподъемностью.
Первый летный образец штурмовика вертикального взлета и посадки Як-36, 1967 год
Источник изображения: © Валентин Черединцев/ТАСС
27 декабря 1967 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР о создании легкого штурмовика вертикального взлета и посадки Як-36М. Этим же постановлением предусматривалась разработка истребителя (впоследствии Як-141). Через два года, в январе 1969-го, главком ВВС Константин Вершинин утвердил тактико-технические требования к штурмовику, на который установили два подъемно-маршевых двигателя Р-27В-300 и один подъемный двигатель РД-36-35; поворотные сопла обеспечивали управление вектором тяги. Самолет предназначался "для авиационной поддержки боевых действий сухопутных войск в тактической и ближайшей оперативной глубине расположения противника (до 150 км от линии фронта), а также при базировании самолета на кораблях…"
Несмотря на ряд благоприятных для самолета решений, руководство ВВС весьма скептически оценивало перспективы Як-36М на боевой службе штурмовых полков. На мой взгляд, это несколько странно, ведь многие сверхзвуковые машины нуждались в длинных бетонированных аэродромах, а взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки - наиболее уязвимые части боевой авиации. Появление СВВП могло решить эту проблему.
Тем временем еще в 1956 году главнокомандующим ВМФ стал адмирал флота Советского Союза Сергей Горшков, который предложил руководству страны новые положения морской стратегии, ориентированные на перспективы развития мощного океанского флота, включая атомные ракетоносцы и авианесущие корабли. Одной из главных задач стали поиск подводных лодок-ракетоносцев вероятного противника и слежка за ними, что позволяло при необходимости мгновенно их уничтожить. Для этой цели первоначально хотели применять вертолеты корабельного базирования, но затем командование пришло к выводу о необходимости иметь на борту и авиационную группу. Главком лично побывал в ОКБ Яковлева (его туда направил Дмитрий Устинов), и военные моряки вновь с большим интересом отнеслись уже к Як-36М.
Без аварий на опытных машинах
Для проверки возможности использования СВВП на тяжелых крейсерах типа "Киев" специалисты Черноморского судостроительного завода сначала построили на аэродроме Летно-исследовательского института им. М.М. Громова отсек корабля с участком полетной палубы для проведения экспериментов. Первая же опытная посадка Як-36М на палубу крейсера "Москва" состоялась 18 ноября 1972 года, пилотировал самолет летчик-испытатель Михаил Дексбах. Через три дня командующий ВВС ВМФ маршал авиации Иван Борзов дал указание командиру крейсера записать в вахтенный журнал: "День рождения палубной авиации".
При создании Як-38 (серийное название Як-36М — прим. ТАСС) был решен ряд сложнейших технических задач. Это разработка простого и надежного механического устройства для согласования режимов работы всех трех двигателей. Этот механизм обеспечивал сбалансированную работу двигателей при вертикальных взлетах и посадках, при разгоне и торможении в воздухе и при взлете с коротким разбегом. Такое уникальное инженерное решение стало сюрпризом для многих западных специалистов, познакомившихся с Як-38 в начале 1990-х годов
Вадим Абидин, авиаконструктор, специалист по СВВП
Штурмовики вертикального взлета и посадки Як-38 на палубе авианесущего крейсера "Киев", 1987 год
Источник изображения: © Д.Гетманенко/ТАСС
Еще одной решенной задачей, по словам ведущего конструктора ОКБ, стало применение системы автоматического катапультирования летчика при остром дефиците времени в аварийных ситуациях на вертикальных и переходных режимах полета (хотя, особенно поначалу, отмечались случаи самопроизвольного срабатывания катапульт).
Не без труда проходило освоение СВВП летным составом в связи с новыми специфическими отличиями в технике пилотирования - "Яки" имели два типа двигателя, каждый со своими особенностями управления.
Тем не менее "за время летных испытаний Як-З6М не был потерян ни один опытный самолет, в то время как в Англии разбились три из шести опытных Harrier", писал Юрий Лунев, который долгое время был представителем заказчика при ОКБ А.С. Яковлева и ведущим инженером по СВВП, в статье "Як-38 - тернистый путь первопроходца". "Немалая заслуга в успешном проведении работы принадлежала первому заместителю генерального конструктора Кериму Бекирбаеву, заместителю главного конструктора Станиславу Мордовину, начальнику летно-испытательного комплекса Олегу Долгих, ведущим инженерам и механикам", - подчеркивает он.
Неприятности на серийных самолетах
После окончания государственных испытаний и рекомендации принять самолет на вооружение в 1974 году в крымском городе Саки сформировали специальную группу из десяти летчиков морской авиации, которая летом того же года совместно с группой инженерно-технического состава приступила к теоретическому изучению опытных Як-З6М на Саратовском авиационном заводе, его силовой установки - на предприятиях в Москве и Рыбинске, а также средств спасения.
Серийное производство СВВП началось с Як-36М под обозначением Як-38 в 1973 году в Саратове (первоначально планировалось на Иркутском заводе). За 15 лет там изготовили 231 самолет, включая 50 единиц Як-38М и 38 Як-38У. С 1976 по 1991 год "тридцать восьмые" и их модификации находились на вооружении трех корабельных штурмовых авиаполков и участвовали в дальних походах наших авианесущих крейсеров типа "Киев" Северного и Тихоокеанского флотов. Наиболее интенсивным периодом полетов стал переход крейсера из Североморска в Средиземное море и обратно - тогда, с 15 декабря 1978 по 28 марта 1979 года, было выполнено 355 вылетов.
Первые неприятности начались 4 апреля 1975 года - у опытного летчика ОКБ А.С. Яковлева Михаила Дексбаха (впоследствии заслуженного летчика-испытателя, Героя Советского Союза) при попытке совершить вертикальную посадку не запустился один из подъемных двигателей, и самолет буквально рухнул на землю с высоты 20 м. Летчик получил серьезную травму позвоночника, а самолет подлежал списанию. 27 декабря 1979 года Дексбах вновь потерпел неудачу - у учебно-тренировочной двухместной машины Як-38У (Дексбах находился во второй кабине, а пилотировал Олег Кононенко, погибший в испытательном полете годом позже) отказал поворотный механизм сопел, оба летчика катапультировались, а самолет утонул.
Использование "Яков" особенно сильно затруднялось в южных широтах из-за ухудшения тяговых характеристик двигателей при высоких температурах и влажности воздуха. Так, в марте 1979 года при прохождении через тропики от мыса Горн подъемные двигатели самолетов перестали запускаться. Конструкторы предложили установить дополнительно два кислородных баллона для подпитки двигателей, что позволило продолжить полеты.
В ходе эксплуатации Як-38 были выявлены недостатки машины, уменьшавшие ее боевой потенциал. Улучшение конструкции осуществлялось в несколько этапов: для увеличения боевого радиуса была разработана и внедрена методика осуществления взлета с коротким разбегом, предусмотренная еще при утверждении технического задания. Следующим шагом стал запуск в серийное производство модернизированной версии штурмовика - Як-38М с более мощными двигателями и увеличенными запасами горючего и вооружения.
Всего же были утеряны в различных летных происшествиях 48 СВВП, в том числе 38 Як-38, семь Як-38У и три Як-38М. Случались и курьезы: при сильном волнении в Южно-Китайском море один из самолетов 4 ноября 1982 года сорвался с креплений, упал за борт и утонул.
Точку в карьере наших СВВП поставил распад СССР и глубочайший экономический кризис - без необходимого надзора со стороны изготовителя ресурс многих самолетов быстро исчерпался, они большей частью простаивали на авиабазах, Саратовский завод не смог решить проблему поставки необходимых запчастей. Выводить из состава ВВС ВМФ Як-38 начали летом 1991 года - как отслужившие свой срок, так и новые. Замены им не было.
Я считаю это огромным упущением, ведь в те годы США имел высокую мощь своего авианосного флота. В какой-то степени оспорить их господство на море можно было именно за счет постройки авианосных кораблей с самолетами типа Як-38 на борту. Это позволило бы и избежать больших затрат на строительство огромных авианосцев.
Точка оказалась запятой
Як-141 обладал выдающимися характеристиками для того времени - в ходе одного из полетов с грузом 2 тыс. кг была достигнута высота 13 115 м. Этим он обязан принципиально новому и уникальному двигателю Р-79-300 тягой 15,5 т (для сравнения: Р-27-300 у Як-36 имел тягу 5,3 т), созданному под руководством академика Олега Фаворского.
Правда, испытания Як-141 не проходили гладко. 5 октября 1991 года первый опытный экземпляр под руководством Андрея Синицына успешно выполнил отработку посадки на палубу. Затем на втором самолете к делу приступил Владимир Якимов, однако у него было большее количество горючего в баке и подвешены макеты ракет на пилонах, что до конца не учли. После зависания над кораблем снижение шло быстрее, чем следовало, и на последнем шаге машина буквально упала на палубу, вспыхнуло разлившееся топливо. Летчик катапультировался, его тут же подобрал экипаж спасательного катера. А самолет восстановлению не подлежал.
Безусловно, не это происшествие задержало развитие линии СВВП, а общее неблагополучное положение в стране, прекращение финансирования важнейших программ Вооруженных сил. Так, заводскими испытаниями и многочисленными показами новинки дело в ХХ веке и окончилось, Як-141 остались в опытных экземплярах.
Истребитель вертикального взлета и посадки Як-141, 2004 год
Источник изображения: © Борис Кавашкин/ТАСС
Лишь спустя два с половиной десятилетия, в 2017 году, Юрий Борисов, ныне заместитель председателя правительства РФ по вопросам оборонно-промышленного комплекса, заявил что в планах России "создание перспективного самолета укороченного взлета и посадки, возможно, вертикального взлета и посадки… Это развитие "яковской" линии, которая была прекращена".
В августе 2018 года бывший заместитель главкома ВВС России генерал-полковник Николай Антошкин и заслуженный летчик-испытатель РФ, почетный президент МАКС Магомед Толбоев высказались о высокой актуальности создания самолетов с вертикальным взлетом и посадкой, о возможности в будущем проекте использовать наработки и опыт, полученные в ходе работы над Як-141. Як-141 в 1990-х годах оказался единственным в мире сверхзвуковым многоцелевым истребителем четвертого поколения, значительно опередившим аналогичные западные разработки. При этом, конечно, придется брать поправки на то, что за последнее время появились новые материалы и технологии, а также образцы вооружения.
Так, в настоящее время Як-141 с комбинированной силовой установкой уже не является уникальным, американцы построили свой истребитель F-35B с единым выносным подъемным вентилятором. Но в конструкции обеих машин имеется много общего. Например, при создании сопла подъемно-маршевого двигателя американские специалисты использовали идею, воплощенную на Як-141: поставили вращающиеся в противоположных направлениях сегменты. В то же время Як-141 при боевом вылете с нормальным весом взлетает вертикально, а F-35B - только с разбегом, что представляется очень важным нашим преимуществом.
Скорее всего, вы видели в кино, документальной хронике или технических видео, как самолет начинает сильно гудеть, из-под него начинает разлетаться пыль и прочий мусор, после этого он немного приподнимается над землей. Он начинает подниматься все выше и выше, когда на высоте пары десятков метров он постепенно начинает ”трогаться”, набирает скорость и улетает уже как обычный самолет. Разберем, как такое происходит, в чем преимущества и в чем недостатки таких машин. Конечно, не забудем об их истории и самых интересных представителях.
See Harrier демонстрирует, как он может висеть на одном месте
Что такое СВВП?
В первую очередь, стоит разобраться с тем, что такое вообще самолет с вертикальным взлетом. На самом деле, такой термин является больше народным, чем техническим. Даже по логике, если самолет вертикально взлетел, значит он должен иметь возможность вертикально сесть. Отсюда и полное название — Самолет с Вертикальным Взлетом и Посадкой. Сокращенно это пишется как СВВП. В иностранных текстах встречается сокращение VTOL (в переводе с английского: Vertical Take-Off and Landing). При этом, вертикальный взлет-посадка не исключает возможности обычного пробега по полосе. Редкие исключения в истории были, но все они остались в проектах прошлого.
Можно спросить, почему вертолет не называют самолетом с вертикальным взлетом/посадкой? Принципиальным отличием является то, что у самолета подъемная сила во время основного движения создается за счет набегающего на крыло воздушного потока. В случае с вертолетом, подъемная сила достигается за счет работы вращающегося винта. Если он остановится, возможно, вертолет даже сможет совершить относительно мягкую посадку в режиме авторотации, но не сможет планировать. В случае с самолетами, есть даже отдельное направление самолетов без двигателей. Они называются планерами, поднимаются в воздух при помощи самолета-буксировщика и могут часами планировать над местностью как бумажный самолетик. В случает отказа двигателя на вертолете, единственная дорога будет вниз, а самолет сможет сколько-то пролететь и сесть. Такие случаи были уже не раз.
Наглядная демонстрация принципа создания крылом подъемной силы
Типы самолетов с вертикальным взлетом
Как мы уже условились выше, СВВП являются, в первую очередь, самолетами. Значит, они тяжелее воздуха и, например, воздушный шар не относится к СВВП. Стало быть, этот тип летательных аппаратов должен создавать тягу сам для себя. По способу создания тяги они делятся на два основных типа.
К первому относятся такие самолеты, как, например, Як-38, McDonnell Douglas AV-8 Harrier II и Lockheed Martin F-35 Lightning II. Они оборудованы подъемно-маршевыми двигателями и разным количеством подъемных двигателей. Все двигатели используют для взлета вертикальную реактивную тягу. Если говорить совсем просто — струю воздуха из реактивного двигателя.
Lockheed Martin F-35 Lightning II — истребитель пятого поколения с возможностью вертикального взлета/посадки
Другой тип СВВП называется ”конвертоплан” и создает тягу для взлета за счет воздушных винтов. Примером может служить Bell V-22 Osprey, хорошо известный нам по игре Half-Life и фильмам про спецназ. Внешне он больше похож на грузовой вертолет, но основной полет осуществляет именно как самолет. После взлета его двигатели отклоняются и создают уже горизонтальную тягу.
Тот самый конвертоплан Bell V-22 Osprey. В полете он разворачивал двигатели вперед и летел как турбо-винтовой самолет.
Преимущества самолетов с вертикальным взлетом
Основным преимуществом самолетов с вертикальным взлетом и посадкой является их повышенная маневренность. Обычный самолет не может зависать в воздухе. Благодаря возможности зависания этот тип летательных аппаратов открывает новые возможности для разведки.
Вторым, но, наверное, более важным, плюсом будет возможность взлетать и садиться на площадке, которая не сильно превышает габариты самого самолета. Взлетная полоса таким самолетам не нужна. Особенно актуально это при базировании на маленьких аэродромах и на авианосцах. Наверное, это все преимущества, которые можно назвать хоть чуть-чуть существенными. Переходим к недостаткам.
Недостатки самолетов с вертикальным взлетом
Главным недостатком СВВП будет то, что ими очень сложно управлять. Летчики, должны быть настоящими асами и должны обладать навыками управления именно этими машинами. Управление изменением тяги от вертикального до горизонтального направления требует очень большого уровня подготовки. Особенно, если речь идет о посадке на авианосец или маневрировании при сильном ветре.
Управлять таким самолетом при посадке сможет только настоящий ас!
Самые большие сложности бывают именно при посадке. При взлете надо поднять самолет и начать набор скорости, а при посадке надо рассчитать заход так, чтобы скорость упала при подлете к посадочной площадке.
Кроме этого, опасность при взлете представляют и двигатели. Если один из двигателей откажет в обычном полете, самолет может лететь на втором и даже просто планировать. При отказе двигателя вертикального взлета/посадки, катастрофа неизбежна. Они не раз случались как с серийными машинами, так и с прототипами.
Еще больше всего интеесного на разные темы вы сможете найти на нашем канале в Яндекс.Дзен
Еще одним минусом будет большой расход топлива на вертикальный взлет/посадку. Двигатели работают в запредельном режиме, чтобы поднять самолет с полным вооружением. Как итог, мы получаем меньшую дистанцию полета.
Если взлет и посадка на площадки, едва превышающие габариты самолета, являются однозначным плюсом, то требования к этой площадке точно будут минусом. Струя газов очень сильная и горячая. Отрывая от земли пару десятков тонн, она способна буквально уничтожить асфальт под самолетом. Получается, что преимущество использования ”в поле” нивелируются требованием сделать нормальное покрытия площадки. Кстати, в реальном поле такие самолеты не смогут взлетать, пыль может вывести двигатели из строя.
История создания СВВП
В пятидесятые годы прошлого века промышленность смогла достичь такого уровня развития турбовинтовых и турбореактивных двигателей, что можно было задуматься и о самолетах с вертикальным взлетом/посадкой.
Особенно актуально это было на волне перехода от истребителей, которые могли взлетать и садиться на грунтовые полосы, к современным сверхзвуковым машинам, которым нужна была полоса с твердым покрытием. Такой полосы могло не быть рядом с местом конфликтов и военных действий. Конечно, можно было построить такие полосы, но противник мог легко вывести их из строя. В этом случае, все самолеты на базе становились бы бесполезными игрушками. Кстати, во многом именно из-за военных баз с ВПП влиятельные страны и заводят союзников в разных концах света. Всегда приятно, когда кто-то предоставит аэродром для базирования твоих самолетов.
Перечисленные трудности заставили военных поверить в перспективность проектов самолета нового типа. В первую очередь, эта заинтересованность была именно со стороны военных. Для гражданской авиации это было дорого и не очень нужно. Поэтому прототипы или не вышли в серию, или и вовсе остались только на бумаге. Самым известным из них можно назвать Hawker Siddeley HS-141.
Так мог бы выглядет пассажирский СВВП Hawker Siddeley HS-141
Естественно, были созданы десятки прототипов, большую часть которых видели буквально несколько человек. Они терпели крушение уже во время первого полета, после чего в конструкции вносились изменения и самолет менялся до неузнаваемости.
В середине 1961 года техническая комиссия НАТО огласила требования к единому истребителю-бомбардировщику с вертикальным взлетом/посадкой. Это подтолкнуло отрасль к созданию сверхзвуковых СВВП. По прогнозам, в 60-70-х годах в войска стран, входящих в Альянс, должно было быть поставлено около 5000 новых самолетов.
Как не трудно догадаться, за такой лакомый кусочек военного пирога решили побороться буквально все. Среди компаний, которые занимались проектированием СВВП были такие монстры своего дела, как Мессершмитт, Локхид, Дассо, Ролс-Ройс и даже итальянский Фиат.
Главной проблемой производства единого самолета для всех стран НАТО было то, что компании проектировали самолеты принципиально разного типа. У каждой страны было свое видение того, каким должен быть СВВП — никто не хотели идти на уступки и соглашаться на монополию другого. Это очень сильно затормозило проект общего самолета, и компании продолжили проектировать собственные самолеты, которые иногда были очень причудливыми.
Прототип самолета Ryan X-13 Vertijet. Платформа понималась, после чего самолет не без труда взлетал.
Инженеры даже пытались подойти к делу нестандартно и пробовали реализовать проект, получивший название Ryan X-13 Vertijet. Суть самолета заключалась в том, что его подвешивали вертикально перед запуском. После этого двигатели на максимальной тяге должны были приподнять самолет в воздух. Когда была набрана высота в пару метров, он отходил в сторону от троса и вертикально улетал вверх, как ракета. Для стабилизации на законцовках крыльев располагались газоструйные рули. Для основной тяги и управления, в том числе, при взлете, использовался двигатель с отклоняемым вектором тяги.
Со взлетом самолета все понятно, но посадка была настоящим произведением искусства. У самолета даже на запасной вариант не было шасси. Пилот должен был снова поставить самолет на хвост, после чего подвести его к тросу и, сбросив тягу, повесить самолет на него специальным крюком в носовой части. Так как обзор был очень плохим, в посадке помогал наземный оператор. Сомнительная схема… Таких самолетов было создано всего две штуки, и испытательные полеты продлились меньше года. Весь абсурд идеи осознали достаточно быстро. К счастью, оба самолета уцелели и находятся в музеях США. Были и винтовые аналоги Ryan X-13 Vertijet, но из них и вовсе ничего не получилось.
Самым удачным оказался проект многоцелевого самолета British Aerospace Sea Harrier. Вы могли его видеть в фильме ”Правдивая ложь”. На нем летал герой Арнольда Шварцнегера. Стоит ли говорить, что без подготовки он не смог бы на нем летать?
Первый полет этого самолета состоялся 20 августа 1978 года, а завершилась эксплуатация только в мае 2016 года. Всего было произведено 111 самолетов в трех модификациях. Это совсем не много. Для примера, можно сказать, что многоцелевой истребитель F-16 Fighting Falcon, первый полет которого состоялся в 1974 году, выпустили в количестве более 4600 единиц и продолжают выпускать.
Сейчас в версии с возможностью вертикального взлета/посадки выпускается истребитель пятого поколения F-35 Lightning II. Пока их произведено относительно немного, но на него делается большая ставка в ВВС США и других стран НАТО.
Российские и советские самолеты с вертикальным взлетом
Была программа СВВП и в Советском Союзе. В основном ей занималось конструкторское бюро Яковлева. Разработки велись с 1960 года, а первой моделью стал Як-36. Выглядел он не очень симпатично, зато в целом справлялся со своими задачами. Задачи эти были исследовательскими, и для них было создано всего 4 самолета. Они даже не могли поднять мало-мальски серьезный вес вооружения — при демонстрационном полете над Домодедово в 1967 году использовались муляжи.
Носовая штанга Як-36 была отнюдь не праздным украшением. В ней было сопло стабилизационного двигателя.
Действительно важным для страны самолетом стал Як-38, который на этапе разработки назывался Як-36М. Он был лишен большинства проблем предыдущего ”тестового” поколения и на 27 лет (1977-2004 гг.) стал основной советского и российского флота СВВП. На смену ему должен был прийти Як-141, но в 2004 году программу свернули.
Красавец Як-141, который так и не пошел в серию
Больше серьезных наработок и массовых моделей СВВП в нашей стране не было. Виной тому малая перспективность таких аппаратов и финансовые трудности, с которыми столкнулись конструкторские бюро в девяностые годы прошлого века.
Як-38 выглядел куда лучше своего предшественника. Функциональность его тоже была выше.
Перспективы СВВП
В наше время самолеты с вертикальным взлетом не так актуальны, как раньше. Это стало возможно благодаря более развитым системам ПВО, которые могут защитить взлетно-посадочные полосы от разрушения противником. Кроме того, сейчас на первый план вышли многофункциональность и малая радиолокационная заметность самолетов.
СВВП не могут обеспечить такие потребности, да еще и имеют большой расход топлива, бОльший вес и малую эффективность распределения вооружений. Такие самолеты, конечно, не помешают и многие компании не хотят полностью отказываться от планов на их счет. Время таких самолетов еще не пришло, или почти прошло. Скоро узнаем, что из этого надо ”подчеркнуть”.
Читайте также: