Pionowy samolot startowy. VTOL

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Wielofunkcyjność i perfekcja konstrukcji łączy w sobie unikalną technikę lotniczą - samolot pionowego startu i lądowania. Najlepsze umysły Rosji, Anglii i USA, przez wiele lat rozwoju i ich dalszej modernizacji, stworzyły legendarne modele w walce konkurencyjnej. Wzrost prędkości, wysokości lotu, nośności, a także wydajności bojowej wiąże się z ciągłym doskonaleniem ciężkiego silnika odrzutowego. To właśnie sprawiło, że samoloty pionowego startu stały się główną jednostką bazową światowych sił powietrznych.

Najpierw pionowo

Pierwszą techniką pionowego startu i lądowania, stworzoną eksperymentalnie w 1954 roku, było opracowanie Lotniczego Pojazdu Testowego Model 65. Zaprojektowany projekt składał się z dostępnych jednostek z różnych samolotów - kadłub i usterzenie pionowe zapożyczono z płatowca, skrzydła- na samolocie Cessna Model 140A, a na podwoziu - na śmigłowcu Bell Model 47. Do tej pory współcześni projektanci zastanawiają się, jak połączenie tych poszczególnych elementów mogło dać taki efekt!

Samolot amerykańskiej firmy Bell był gotowy do końca 1953 roku. Miesiąc później odbył się pierwszy lot z zawisem w powietrzu, a sześć miesięcy później jego pierwszy darmowy lot. Ale modernizacja samolotu nie zatrzymała się, przez kolejny rok doprowadzono go do wymaganych osiągów poprzez testy i testy w powietrzu.

Reaktywne, ale niezbyt

Silnik umieszczony po bokach kadłuba obrócił się o 90 stopni w dół, tworząc w ten sposób siłę nośną i ciąg do lotu. Turbosprężarka dostarczała intensywne zasilanie bezpośrednio do samych dysz powietrznych na końcach skrzydła i upierzenia. Zapewniło to kontrolę nad całą konstrukcją samolotu w trybie zawisu i z zachowaniem tej możliwości nawet podczas poruszania się z małą prędkością.

Ale wkrótce, zgodnie z wynikami testów, Bell odmówił dalszej pracy nad tym projektem. Pierwszy samolot VTOL miał taki ciąg odrzutowy, że ledwie przekraczał jego własną masę startową, chociaż był zbyt duży dla ruchu poziomego.

Przy takiej charakterystyce trudno było pilotowi utrzymać prędkość w dopuszczalnych wartościach, bez przekraczania limitów maksymalnej prędkości lotu poziomego. Dlatego uwaga Amerykanów przeniosła się na inne wydarzenia.

Jedyny na świecie Jak-141

W 1992 roku specjalnie zaproszeni akredytowani dziennikarze byli zaskoczeni zainteresowaniem wiodących zachodnich linii lotniczych tą techniką. Eksperci dostrzegli cechy samolotu, które wykraczały poza standardowe wyobrażenia o samolocie bojowym. Stało się oczywiste, że za wieloletnie badania, które prowadzono równolegle w kilku krajach, radzieckie samoloty zasłużenie otrzymają palmę pierwszeństwa.

To był Jak-141, jedyny naddźwiękowy samolot VTOL na świecie w tym czasie. Wyróżniał się szerokim zakresem misji bojowych, dużą prędkością i wyjątkową zwrotnością, za co natychmiast zyskał uznanie na całym świecie.

Amerykanie i Europejczycy rozpoczęli swój rozwój w tym kierunku w latach 60-tych. Na wystawie w 1961 roku w Farnborough tylko angielska firma była w stanie zaprezentować godny wynik. Przyszły główny samolot bojowy Brytyjskich Sił Powietrznych, myśliwiec Harrier VTOL, był nie tylko najciekawszym, ale i najbardziej chronionym eksponatem.

Brytyjczycy nikogo nie wpuścili, nawet swoich sojuszników, Amerykanów. Jedynym, dla którego zrobiono wyjątek ze względu na szczególne zasługi i wkład w zwycięstwo nad nazistowskimi Niemcami, był słynny konstruktor sowieckich myśliwców - A. S. Jakowlew. Został nie tylko zaproszony, ale także zapoznał się z możliwościami tej techniki.

Pionowy wyścig światowych potęg

Rozwój w ZSRR w tym czasie osiągnął pewien sukces, ale nadal znacznie ustępował Brytyjczykom. Eksperymenty z wynalezionym turbofly dały projektantom cenne doświadczenie, stało się to możliwemontaż dwóch silników turboodrzutowych w samolocie. Ich dysze mogą obracać się o 90 stopni.

Test V. Mukhin wzniósł w niebo samolot o nazwie Jak-36. Ale nie był to jeszcze pełnoprawny pojazd bojowy. Na pokazach zamiast rakiet zawieszano specjalne modele. W końcu samolot nie był jeszcze gotowy na prawdziwą broń.

W 1967 roku Komitet Centralny KPZR wyznaczył zespołowi projektowemu Jakowlewa zadanie stworzenia lekkiego samolotu z pionowym startem. Zaktualizowany model, nazwany Jak-38, wywołał sceptyczną reakcję nawet A. Tupolewa. Ale już w 1974 roku przygotowano pierwsze 4 samoloty.

Po jednoznacznej przewadze brytyjskich bombowców Harrier na niebie podczas wojny o Falklandy, dla rządu Związku Radzieckiego stało się oczywiste, że musi ulepszyć swojego Jaka-38. Dlatego w 1978 roku Komisja Minaviaprom zatwierdziła projekt dla Biura Projektowego Jakowlewa - stworzenie zaktualizowanego myśliwca pionowego startu Jak-141.

Rekordzista ZSRR

Unikalny silnik wyposażony w doskonały system sterowania został stworzony w Rosji specjalnie dla samolotów pionowego startu. Po raz pierwszy na świecie znaleziono rozwiązanie dla obrotowej dyszy dopalacza – coś, nad czym od dekady pracują nie tylko radzieccy, ale i zagraniczni projektanci samolotów. Umożliwiło to zakończenie cyklu testów naziemnych Jaka-141 i wysłanie go do startu. Od pierwszych testów potwierdził swoje najlepsze osiągi w locie.

To był jeden z najbardziejtajnych projektów lotniczych, zachodnim agencjom wywiadowczym zajęło 11 lat, żeby dowiedzieć się, jak to wygląda. Wielozadaniowy samolot pokładowy Jak-141, myśliwiec 4. generacji, ustanowił 12 rekordów świata. Miał on na celu zdobycie przewagi w powietrzu i zapewnienie osłony lokalizacji przed wrogiem. Jego lokalizator pozwala trafiać zarówno w cele powietrzne, jak i naziemne. Możliwość osiągnięcia maksymalnej prędkości do 1800 km/h. Obciążenie bojowe - 1000 kg. Zasięg bojowy wynosi 340 km. Maksymalna wysokość lotu wynosi do 15 km.

Polityka Gorbaczowa

Dalsza polityka cięć wydatków na przemysł obronny miała swój wpływ. Aby zademonstrować odwilż w zagranicznych stosunkach gospodarczych, rząd znacząco dostosował produkcję lotniskowców. Z powodu braku okrętów bazowych w związku z wycofaniem lotniskowców z rosyjskiej floty po 1987 roku, rozwój Jak-141 został wstrzymany.

Pomimo tego pojawienie się Jaka-141 było znaczącym krokiem w praktyce projektowania samolotów. Rosyjskie samoloty pionowego startu stały się niezbędnym wyposażeniem Sił Powietrznych, a przy dalszej modernizacji myśliwców naukowcy w dużej mierze polegali na wynikach wieloletniej pracy Jakowlewa.

MiG-29 (Fulcrum)

Opracowany przez Biuro Projektowe A. Mikojana, rosyjski myśliwiec czwartej generacji MiG-29 łączy w sobie najlepsze cechy do walki powietrznej z pociskami na średnim i krótkim dystansie.

Początkowo MiG VTOL został zaprojektowany do zniszczeniakażdy rodzaj celów powietrznych w każdych warunkach pogodowych. Zachowuje swoją funkcjonalność nawet w obecności zakłóceń. Wyposażony w wysoce wydajne silniki dwuobwodowe, jest w stanie trafiać również w cele naziemne. Zaprojektowany na początku lat 70., pierwszy start miał miejsce w 1977 roku.

Dość łatwy w użyciu. Po wejściu do służby w siłach powietrznych w 1982 roku MiG-29 stał się głównym myśliwcem rosyjskich sił powietrznych. Ponadto ponad 25 krajów zakupiło ponad tysiąc samolotów.

Amerykański skrzydlaty drapieżnik

Zawsze skrupulatni w kwestii obrony, Amerykanie przodują również w budowaniu potężnych myśliwców.

Nazwany na cześć ptaka drapieżnego, Harrier został zaprojektowany jako wielofunkcyjny i lekki samolot szturmowy do wsparcia powietrznego sił lądowych, walki i rozpoznania. Ze względu na doskonałe osiągi jest również używany w marynarce wojennej Hiszpanii i Włoch.

Stając się pierwszym w swojej klasie, brytyjski VTOL Hawker Siddeley Harrier stał się prototypem anglo-amerykańskiej modyfikacji AV-8A Harrier w 1978 roku. Wspólna praca konstruktorów obu krajów ulepszyła go do samolotu szturmowego drugiej generacji z rodziny Harrier.

W 1975 roku McDonnell Douglas przyszedł zastąpić Anglię, która opuściła projekt z powodu niezdolności kierownictwa do wytrzymania budżetu finansowego. Działania podjęte w celu gruntownej modyfikacji AV-8A Harrier umożliwiły uzyskanie myśliwca AV-8B.

Zaawansowane AV-8B

Na podstawie technologiipoprzedni model, AV-8B, znacznie się poprawił pod względem aktualizacji jakości. Podniesiono kokpit, przeprojektowano kadłub, zaktualizowano skrzydła, dodając po jednym dodatkowym punkcie zawieszenia dla każdego skrzydła. Broń o wysokiej precyzji jest zrzucana bezpośrednio po wejściu w strefę startu, prawdopodobieństwo odchylenia może wynosić do 15 m.

Model został dodatkowo ulepszony pod względem aerodynamiki i tym samym stworzył najlepszy samolot z pionowym startem w Stanach Zjednoczonych. Wyposażony w unowocześniony silnik Pegasus, umożliwiał pionowy start i lądowanie. AV-8B wszedł do służby w amerykańskiej piechocie na początku 1985 roku.

Rozwój nie ustał, a później modele AV-8B(NA) i AV-8B Harrier II Plus otrzymały wyposażenie do nocnych działań bojowych. Dalsze udoskonalenia sprawiły, że stał się jednym z najlepszych przedstawicieli samolotu pionowego startu piątej generacji – Harrier III.

Radzieccy projektanci ciężko pracowali nad zadaniem krótkiego startu. Te osiągnięcia zostały zdobyte przez Amerykanów dla F-35. Radzieckie plany odegrały dużą rolę w udoskonaleniu wielofunkcyjnego naddźwiękowego napastnika F-35. Ten myśliwiec VTOL zasłużenie później wszedł do służby w marynarce brytyjskiej i amerykańskiej.

Boeing. Poza granicami

Opanowanie akrobacji i unikalne cechy są teraz demonstrowane nie tylko przez myśliwce, ale także przez liniowce pasażerskie. Boeing 787 Dreamliner jestszerokokadłubowy dwusilnikowy odrzutowiec pasażerski Boeing do pionowego startu.

Boeing 787-9 jest przeznaczony dla 300 pasażerów o zasięgu 14 000 km. Ważący 250 ton pilot w Farnborough wykonał niesamowitą sztuczkę: podniósł samolot pasażerski i wykonał pionowy start, co jest możliwe tylko dla myśliwca. Najlepsze linie lotnicze natychmiast doceniły jego zalety, zamówienia na jego zakup zaczęły natychmiast napływać z czołowych krajów świata. Według stanu na początek 2016 roku sprzedano 470 sztuk. Boeing VTOL stał się wyjątkowym dziełem pasażerskim.

Możliwości samolotów rosną

Rosyjscy projektanci z powodzeniem pracują nad projektem cywilnym dotyczącym rozwoju samolotu z pionowym startem i lądowaniem, który nie potrzebuje miejsc startu. Może działać skutecznie na różnych rodzajach paliw, zarówno lądowych, jak i wodnych.

Ma szeroki zakres zastosowań:

• zapewnienie pilnej opieki medycznej;
• rozpoznanie lotnicze;
• operacje ratunkowe;
• do użytku prywatnego do celów urzędowych.

A także do celów prywatnych

Potencjalnymi użytkownikami mogą być Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych i służby ratownicze, Ministerstwo Spraw Wewnętrznych, służby medyczne i zwykłe organizacje komercyjne.

Nowy samolot pionowego startu zdolny do latania na wysokości do 10 km, osiągający prędkość do 800 km/h.

Możliwości nowej generacji tego samolotu zostały zaprojektowane do użytku nawet wprzestrzenie zamknięte: w mieście, w lesie, w razie potrzeby, nawet w sytuacjach awaryjnych.

Okrąg utworzony przez śmigło takiego samolotu jest uważany za jego obszar namiaru. Siła podnoszenia powstaje w wyniku obrotu głównego wirnika, który wykorzystuje powietrze z góry i kieruje je w dół. W rezultacie nad obszarem powstaje obniżone ciśnienie, a pod nim zwiększone.

Zaprojektowany przez analogię do helikoptera, w rzeczywistości jest jego bardziej zaawansowanym i przystosowanym modelem do różnych warunków, jest zdolny do pionowego startu, lądowania i zawisu w jednym miejscu.

Powrót zimnej wojny

Osiągnięcia projektantów samolotów w tym przykładzie potwierdziły, że zaawansowana technologia i samolot pionowego startu mogą być równie przydatne i pożądane zarówno do celów rządowych, jak i cywilnych.

W epoce zimnej wojny wiodące światowe potęgi były zafascynowane projektami stworzenia samolotu bojowego, który nie wymagałby tradycyjnych lotnisk. Wyjaśniono to niewielką podatnością takich obiektów z rozmieszczonymi samolotami na wroga. Ponadto nie gwarantowano ochrony drogiego pasa startowego. Okres ten jest uważany za najważniejszy etap w rozwoju działań związanych z projektowaniem samolotów.

Zachodni i krajowi stratedzy od 30 lat pilnie modernizują samoloty VTOL, osiągając doskonałość w myśliwcach piątej generacji. A przyjęte podstawowe technologie umożliwiają korzystanie z długofalowych osiągnięć wiodących światowychprojektanci samolotów.