Vertikalaus kilimo orlaivis. VTOL

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Daugiafunkciškumas ir dizaino tobulumas sujungia unikalią aviacijos techniką – vertikalaus kilimo ir tūpimo orlaivį. Geriausi Rusijos, Anglijos ir JAV protai, daug metų vystydami ir toliau modernizuodami, konkurencinėje kovoje sukūrė legendinius modelius. Greitis, skrydžio aukštis, keliamoji galia, taip pat kovos našumas yra susijęs su nuolatiniu sunkiųjų reaktyvinių variklių tobulėjimu. Dėl to vertikaliai kylantys orlaiviai tapo pagrindiniu pasaulio oro pajėgų baziniu padaliniu.

Pirmiausia vertikaliai

Pati pirmoji vertikalaus kilimo ir tūpimo technika, eksperimentiškai sukurta 1954 m., buvo 65 modelio oro bandomojo transporto priemonės sukūrimas. Suprojektuotą dizainą sudarė skirtingų orlaivių agregatai - fiuzeliažas ir vertikali uodega buvo pasiskolinti iš lėktuvo korpuso, sparnai- lėktuve Cessna Model 140A, o važiuoklė - sraigtasparnio Bell Model 47. Iki šiol šiuolaikiniai dizaineriai stebisi, kaip šių atskirų elementų derinys gali duoti tokį rezultatą!

Amerikietiškos kompanijos „Bell“lėktuvas buvo paruoštas 1953 m. pabaigoje. Po mėnesio įvyko pirmasis skrydis su sklandymu ore, o po šešių mėnesių - pirmasis nemokamas skrydis. Tačiau orlaivio modernizavimas nesustojo, dar vienerius metus jis buvo pasiektas reikiamu našumu bandant ir bandant ore.

Reaktyvus, bet nelabai

Fiuzeliažo šonuose esantys varikliai pasisuko 90 laipsnių žemyn, taip sukurdami kėlimą ir trauką skrydžiui. Turbokompresorius tiekė intensyvų maitinimą tiesiai į pačius oro purkštukus, esančius sparno ir plunksnos galuose. Tai užtikrino visos orlaivio konstrukcijos valdymą skraidinimo režimu ir išsaugant šią galimybę net judant nedideliu greičiu.

Tačiau netrukus, remiantis bandymo rezultatais, Bell atsisakė toliau dirbti su šiuo projektu. Pirmasis VTOL orlaivis turėjo tokią reaktyvinę trauką, kad vos viršijo savo kilimo svorį, nors jis buvo per didelis horizontaliam judėjimui.

Esant tokioms charakteristikoms, pilotui buvo sunku išlaikyti priimtiną greitį, neviršijant didžiausio horizontalaus skrydžio greičio ribų. Todėl amerikiečių dėmesio kampas persikėlė į kitus pokyčius.

Vienintelis pasaulyje jak-141

1992 m. specialiai pakviesti akredituoti žurnalistai buvo nustebinti pirmaujančių Vakarų oro linijų susidomėjimo šia technika. Ekspertai pastebėjo orlaivio ypatybes, kurios peržengė standartines idėjas apie kovinį lėktuvą. Tapo akivaizdu, kad per daugelį metų tyrimų, kurie buvo lygiagrečiai vykdomi keliose šalyse, sovietų lėktuvai pelnytai gaus palmę.

Tai buvo Yak-141, tuo metu vienintelis pasaulyje viršgarsinis VTOL lėktuvas. Jis išsiskyrė plačiu kovinių užduočių spektru, dideliu greičiu ir unikaliu manevringumu, dėl ko iš karto sulaukė pasaulinio pripažinimo.

Amerikiečiai ir europiečiai pradėjo vystytis šia kryptimi septintajame dešimtmetyje. 1961 m. parodoje Farnborough tik Anglijos kompanija sugebėjo pateikti vertą rezultatą. Būsimasis pagrindinis britų oro pajėgų kovinis lėktuvas „Harrier VTOL“buvo ne tik įdomiausias, bet ir labiausiai saugomas eksponatas.

Britai nieko neįsileido, net savo sąjungininkų amerikiečių. Vienintelis, kuriam buvo padaryta išimtis už ypatingus nuopelnus ir indėlį į pergalę prieš nacistinę Vokietiją, buvo garsusis sovietų kovotojų dizaineris A. S. Jakovlevas. Jis buvo ne tik pakviestas, bet ir supažindintas su šios technikos galimybėmis.

Vertikalios pasaulio galių lenktynės

Plėtra SSRS tuo metu pasiekė tam tikrą sėkmę, tačiau vis tiek buvo žymiai prastesnė nei britų. Eksperimentai su išrastu turbokompresoriumi dizaineriams suteikė vertingos patirties, tai tapo įmanomadviejų turboreaktyvinių variklių įrengimas orlaivyje. Jų purkštukai gali pasisukti 90 laipsnių kampu.

Bandymas V. Muchinas pakėlė į dangų lėktuvą, pavadintą Jak-36. Tačiau tai dar nebuvo visavertė kovinė transporto priemonė. Parodomuosiuose pasirodymuose vietoj raketų buvo pakabinti specialūs modeliai. Juk lėktuvas dar nebuvo paruoštas tikriems ginklams.

1967 m. TSKP Centrinis komitetas Jakovlevo projekto komandai iškėlė užduotį sukurti lengvą orlaivį su vertikaliu kilimu. Atnaujintas modelis, pavadintas Jak-38, sukėlė skeptišką net A. Tupolevo reakciją. Tačiau jau 1974 m. buvo paruošti pirmieji 4 orlaiviai.

Po neabejotino britų bombonešių „Harrier“pranašumo Folklendų karo metu Sovietų Sąjungos vyriausybei tapo akivaizdu, kad reikia patobulinti savo „Yak-38“. Todėl 1978 m. Minaviaprom komisija patvirtino Jakovlevo projektavimo biuro projektą – atnaujinto vertikalaus kilimo naikintuvo Yak-141 sukūrimą.

Sovietų rekordininkas

Unikalus variklis su tobula valdymo sistema buvo sukurtas Rusijoje specialiai vertikalaus kilimo orlaiviams. Pirmą kartą pasaulyje buvo rastas sprendimas dėl papildomo degiklio sukamojo antgalio – prie kurio jau dešimtmetį dirba ne tik sovietų, bet ir užsienio lėktuvų konstruktoriai. Tai leido užbaigti „Yak-141“žemės bandymo ciklą ir išsiųsti jį pakilti. Po pirmųjų bandymų jis patvirtino savo geriausius skrydžio rezultatus.

Tai buvo vienas iš labiausiaislaptų aviacijos projektų, Vakarų žvalgybos agentūroms prireikė 11 metų, kad išsiaiškintų, kaip tai atrodo. Daugiafunkcis vežėjas lėktuvas Yak-141, 4-osios kartos naikintuvas, pasiekė 12 pasaulio rekordų. Jis buvo skirtas įgyti oro viršenybę ir apsaugoti vietą nuo priešo. Jo lokatorius leidžia pataikyti į oro ir žemės taikinius. Galimybė pasiekti maksimalų greitį iki 1800 km/val. Kovinė apkrova - 1000 kg. Kovos nuotolis yra 340 km. Didžiausias skrydžio aukštis yra iki 15 km.

Gorbačiovo politika

Tolesnė politika, kuria siekiama sumažinti išlaidas gynybos pramonei, turėjo įtakos. Siekdama pademonstruoti atšilimą užsienio ekonominiuose santykiuose, vyriausybė gerokai pakoregavo lėktuvnešių gamybą. Dėl bazinių laivų trūkumo, susijusių su lėktuvnešių pasitraukimu iš Rusijos laivyno po 1987 m., Jak-141 kūrimas nutrūko.

Nepaisant to, Jak-141 pasirodymas buvo reikšmingas žingsnis orlaivių projektavimo praktikoje. Rusijos vertikalaus kilimo orlaiviai tapo nepakeičiama oro pajėgų įranga, o toliau modernizuodami naikintuvus mokslininkai daugiausia rėmėsi Jakovlevo ilgamečio darbo rezultatais.

MiG-29 (Fulcrum)

Sukurtas A. Mikojano projektavimo biuro, ketvirtos kartos Rusijos naikintuvas MiG-29 sujungia geriausias oro mūšio charakteristikas su vidutinio ir trumpo nuotolio raketomis.

Iš pradžių VTOL MiG buvo skirtas sunaikintibet kokio tipo oro taikiniai bet kokiomis oro sąlygomis. Išlaiko savo funkcionalumą net ir esant trukdžiams. Įrengtas itin efektyviais dviejų grandžių varikliais, jis taip pat gali pataikyti į antžeminius taikinius. Sukurtas aštuntojo dešimtmečio pradžioje, pirmasis pakilimas įvyko 1977 m.

Gana paprasta naudoti. 1982 m. pradėjęs tarnybą oro pajėgose, MiG-29 tapo pagrindiniu Rusijos oro pajėgų naikintuvu. Be to, daugiau nei 25 šalys įsigijo daugiau nei tūkstantį orlaivių.

Amerikos sparnuotas plėšrūnas

Visada kruopštūs gynybos srityje amerikiečiai taip pat puikiai kuria galingus kovotojus.

Plėšriojo paukščio vardu pavadintas „Harrier“buvo sukurtas kaip daugiafunkcis ir lengvas atakos lėktuvas, skirtas sausumos pajėgų, kovos ir žvalgybos palaikymui. Dėl puikių savybių jis taip pat naudojamas Ispanijos ir Italijos laivyne.

Tapęs pirmuoju savo klasėje, britų VTOL Hawker Siddeley Harrier 1978 m. tapo angloamerikietiškos AV-8A Harrier modifikacijos prototipu. Bendras abiejų šalių dizainerių darbas patobulino jį iki antrosios kartos Harrier šeimos atakos lėktuvo.

1975 m. McDonnell Douglas atėjo pakeisti Angliją, kuri pasitraukė iš projekto dėl vadovybės nesugebėjimo atlaikyti finansinio biudžeto. Priemonės, kurių buvo imtasi kruopščiai modifikuojant AV-8A Harrier, leido įsigyti naikintuvą AV-8B.

Išplėstinė AV-8B

Pagrįsta technologijaankstesnis modelis AV-8B labai patobulėjo kokybės atnaujinimo požiūriu. Pakelta kabina, perdarytas fiuzeliažas, atnaujinti sparnai, kiekvienam sparnui pridedant po vieną papildomą pakabos tašką. Didelio tikslumo ginklai numetami tiesiai įžengus į paleidimo zoną, nukrypimo tikimybė gali būti iki 15 m.

Modelis buvo dar patobulintas aerodinamikos požiūriu ir taip sukurtas geriausias JAV orlaivis su vertikaliu kilimu. Įrengtas atnaujintas Pegasus variklis, tai leido atlikti vertikalų kilimą ir tūpimą. AV-8B pradėjo tarnybą JAV pėstininkams 1985 m. pradžioje.

Plėtra nesustojo, vėliau AV-8B(NA) ir AV-8B Harrier II Plus modeliai gavo įrangą naktinėms kovinėms operacijoms. Dėl tolesnio tobulinimo jis tapo vienu geriausių penktos kartos vertikalaus kilimo lėktuvo Harrier III atstovų.

Sovietų dizaineriai sunkiai dirbo atlikdami trumpą kilimo užduotį. Šiuos pasiekimus amerikiečiai įgijo F-35. Sovietiniai brėžiniai suvaidino didelį vaidmenį tobulinant daugiafunkcį viršgarsinį smogiką F-35. Šis VTOL naikintuvas pelnytai vėliau pradėjo tarnybą Didžiosios Britanijos ir JAV laivyne.

Boeing. Peržengus ribas

Akrobatinio skraidymo meistriškumą ir unikalias charakteristikas dabar demonstruoja ne tik naikintuvai, bet ir keleiviniai laineriai. „Boeing 787 Dreamliner“yra aplataus korpuso dviejų variklių vertikalaus kilimo keleivinis lėktuvas „Boeing“.

Boeing 787-9 skirtas 300 keleivių, kurių atstumas yra 14 000 km. 250 tonų sveriantis pilotas Farnborough atliko nuostabų triuką: pakėlė keleivinį lėktuvą ir atliko vertikalų pakilimą, kuris įmanomas tik naikintuvui. Geriausios aviakompanijos iš karto įvertino jo nuopelnus, užsakymai jį įsigyti iš karto pradėjo gauti iš pirmaujančių pasaulio šalių. Pagal statusą 2016 metų pradžioje buvo parduota 470 vnt. VTOL Boeing tapo unikaliu keleivių kūriniu.

Orlaivių galimybės plečiasi

Rusijos dizaineriai sėkmingai dirba prie civilinio projekto, skirto sukurti orlaivį su vertikaliu kilimu ir tūpimu, kuriam nereikia kilimo vietų. Jis gali efektyviai veikti naudojant įvairių rūšių degalus, tiek žemėje, tiek vandenyje.

Turi platų pritaikymo spektrą:

• skubios medicininės pagalbos teikimas;
• oro žvalgyba;
• gelbėjimo operacijos;
• privatus naudojimas oficialiais tikslais.

Ir asmeniniais tikslais

Galimi vartotojai gali būti Nepaprastųjų situacijų ministerija ir gelbėjimo tarnybos, Vidaus reikalų ministerija, medicinos tarnybos ir paprastos komercinės organizacijos.

Naujas vertikalaus kilimo orlaivis, galintis skristi iki 10 km aukštyje ir pasiekti iki 800 km/h greitį.

Naujos kartos šio orlaivio galimybės yra skirtos naudoti net iruždarose erdvėse: mieste, miške, jei reikia, net ir avarinėse situacijose.

Tokio orlaivio oro sraigto sudarytas apskritimas laikomas jo guolio zona. Kėlimo jėgą sukuria pagrindinio rotoriaus sukimasis, kuris naudoja orą iš viršaus, nukreipia jį žemyn. Dėl to virš zonos susidaro sumažintas slėgis, o po juo – padidėjęs.

Sukurtas pagal analogiją su sraigtasparniu, iš tikrųjų, būdamas pažangesnis ir įvairioms sąlygoms pritaikytas modelis, jis gali vertikaliai kilti, tūpti ir skristi vienoje vietoje.

Š altasis karas grįžta

Šiame pavyzdyje pateikti orlaivių konstruktorių pasiekimai patvirtino, kad aukštosios technologijos ir vertikalaus kilimo orlaivis gali būti vienodai naudingi ir paklausūs tiek vyriausybės, tiek civiliniais tikslais.

Š altojo karo laikais pirmaujančias pasaulio valstybes sužavėjo projektai sukurti kovinį lėktuvą, kuriam nereikėtų tradicinių aerodromų. Tai buvo paaiškinta nedideliu tokių objektų su dislokuotu orlaiviu pažeidžiamumu priešui. Be to, nebuvo garantuotas, kad brangus kilimo ir tūpimo takas bus apsaugotas. Šis laikotarpis laikomas svarbiausiu orlaivių projektavimo veiklos plėtros etapu.

Vakarų ir šalies strategai jau 30 metų uoliai modernizavo VTOL orlaivius, siekdami tobulumo penktosios kartos naikintuvuose. O priimtos pagrindinės technologijos leidžia panaudoti ilgalaikius pasaulio lyderių pokyčiusorlaivių dizaineriai.