Αεροσκάφος κάθετης απογείωσης. VTOL

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η πολυλειτουργικότητα και η σχεδιαστική τελειότητα συνδυάζουν μια μοναδική τεχνική αεροπορίας - ένα αεροσκάφος κάθετης απογείωσης και προσγείωσης. Τα καλύτερα μυαλά της Ρωσίας, της Αγγλίας και των ΗΠΑ, μέσα από την πολυετή ανάπτυξη και τον περαιτέρω εκσυγχρονισμό τους, έχουν δημιουργήσει θρυλικά μοντέλα στον αγωνιστικό αγώνα. Η αύξηση της ταχύτητας, του ύψους πτήσης, της φέρουσας ικανότητας, καθώς και των επιδόσεων μάχης συνδέεται με τη συνεχή βελτίωση του κινητήρα τζετ βαρέως τύπου. Αυτό έκανε τα αεροσκάφη κάθετης απογείωσης την κύρια μονάδα βάσης των παγκόσμιων αεροπορικών δυνάμεων.

Πρώτη κάθετα

Η πρώτη τεχνική κάθετης απογείωσης και προσγείωσης που δημιουργήθηκε πειραματικά το 1954 ήταν η ανάπτυξη του μοντέλου 65 Air Test Vehicle. Ο σχεδιασμένος σχεδιασμός αποτελούνταν από διαθέσιμες μονάδες από διαφορετικά αεροσκάφη - η άτρακτος και η κάθετη ουρά δανείστηκαν από το πλαίσιο του αεροσκάφους, τα φτερά- στο αεροσκάφος Cessna Model 140A και στο πλαίσιο - στο ελικόπτερο Bell Model 47. Μέχρι τώρα, οι σύγχρονοι σχεδιαστές αναρωτιούνται πώς ο συνδυασμός αυτών των μεμονωμένων στοιχείων θα μπορούσε να δώσει ένα τέτοιο αποτέλεσμα!

Το αεροσκάφος της αμερικανικής εταιρείας Bell ήταν έτοιμο στα τέλη του 1953. Ένα μήνα αργότερα, πραγματοποιήθηκε η πρώτη πτήση με αιώρηση στον αέρα και έξι μήνες αργότερα - η πρώτη δωρεάν πτήση. Όμως ο εκσυγχρονισμός του αεροσκάφους δεν σταμάτησε, για άλλη μια χρονιά έφτασε στις απαιτούμενες επιδόσεις με δοκιμές και δοκιμές στον αέρα.

Αντιδραστικό, αλλά όχι πολύ

Οι κινητήρες που βρίσκονται στα πλαϊνά της ατράκτου γύρισαν 90 μοίρες προς τα κάτω, δημιουργώντας έτσι ανύψωση και ώθηση για πτήση. Ο στροβιλοσυμπιεστής παρείχε εντατική τροφοδοσία απευθείας στα ίδια τα ακροφύσια αέρα στα άκρα του φτερού και του φτερώματος. Αυτό εξασφάλιζε τον έλεγχο ολόκληρης της δομής του αεροσκάφους στη λειτουργία αιώρησης, και με τη διατήρηση αυτής της δυνατότητας ακόμη και όταν κινείσαι με χαμηλή ταχύτητα.

Όμως σύντομα, σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, ο Bell αρνήθηκε να συνεχίσει να εργάζεται με αυτό το έργο. Το πρώτο αεροσκάφος VTOL είχε τέτοια ώθηση αεριωθουμένων που μόλις ξεπέρασε το δικό του βάρος απογείωσης, αν και ήταν υπερβολικό για οριζόντια κίνηση.

Με τέτοια χαρακτηριστικά, ήταν δύσκολο για τον πιλότο να διατηρήσει την ταχύτητα σε αποδεκτές τιμές, χωρίς να υπερβεί τα όρια της μέγιστης ταχύτητας οριζόντιας πτήσης. Ως εκ τούτου, η γωνία προσοχής των Αμερικανών έχει μετακινηθεί σε άλλες εξελίξεις.

Το μοναδικό Yak-141 στον κόσμο

Το 1992, ειδικά προσκεκλημένοι διαπιστευμένοι δημοσιογράφοι εξεπλάγησαν από το ενδιαφέρον κορυφαίων δυτικών αεροπορικών εταιρειών για αυτήν την τεχνική. Οι ειδικοί παρατήρησαν τα χαρακτηριστικά του αεροσκάφους, τα οποία ξεπέρασαν τις τυπικές ιδέες για ένα μαχητικό αεροσκάφος. Έγινε προφανές ότι για πολλά χρόνια έρευνας, που διεξήχθησαν παράλληλα σε πολλές χώρες, το σοβιετικό αεροσκάφος θα λάβει επάξια την παλάμη.

Ήταν το Yak-141, το μοναδικό υπερηχητικό αεροσκάφος VTOL στον κόσμο εκείνη την εποχή. Διακρίθηκε από ένα ευρύ φάσμα αποστολών μάχης, υψηλή ταχύτητα και μοναδική ευελιξία, για τα οποία έλαβε αμέσως παγκόσμια αναγνώριση.

Αμερικανοί και Ευρωπαίοι ξεκίνησαν την ανάπτυξή τους προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του '60. Στην έκθεση του 1961 στο Farnborough, μόνο μια αγγλική εταιρεία μπόρεσε να παρουσιάσει ένα άξιο αποτέλεσμα. Το μελλοντικό κύριο μαχητικό αεροσκάφος της Βρετανικής Πολεμικής Αεροπορίας, το μαχητικό Harrier VTOL, ήταν όχι μόνο το πιο ενδιαφέρον, αλλά και το πιο προστατευμένο έκθεμα.

Οι Βρετανοί δεν άφησαν κανέναν να μπει, ούτε καν τους συμμάχους τους, τους Αμερικανούς. Ο μόνος για τον οποίο έγινε εξαίρεση για τα ιδιαίτερα πλεονεκτήματα και τη συμβολή στη νίκη επί της ναζιστικής Γερμανίας ήταν ο διάσημος σχεδιαστής σοβιετικών μαχητών - A. S. Yakovlev. Όχι μόνο προσκλήθηκε, αλλά και γνώρισε τις δυνατότητες αυτής της τεχνικής.

Κάθετη κούρσα παγκόσμιων δυνάμεων

Η ανάπτυξη στην ΕΣΣΔ εκείνη την εποχή σημείωσε κάποια επιτυχία, αλλά εξακολουθεί να είναι σημαντικά κατώτερη από τους Βρετανούς. Τα πειράματα με το επινοημένο turbofly έδωσαν στους σχεδιαστές πολύτιμη εμπειρία, έγινε δυνατόεγκατάσταση δύο turbojet κινητήρων στο αεροσκάφος. Τα ακροφύσιά τους μπορούσαν να περιστρέφονται κατά 90 μοίρες.

Δοκιμή Ο V. Mukhin σήκωσε ένα αεροπλάνο με το όνομα Yak-36 στον ουρανό. Αλλά δεν ήταν ακόμη ένα πλήρες όχημα μάχης. Στις παραστάσεις επίδειξης αντί για ρουκέτες κρεμάστηκαν ειδικά μοντέλα. Εξάλλου, το αεροπλάνο δεν ήταν ακόμα έτοιμο για πραγματικά όπλα.

Το 1967, η Κεντρική Επιτροπή του ΚΚΣΕ έθεσε το καθήκον στην ομάδα έργου του Γιακόβλεφ να δημιουργήσει ένα ελαφρύ αεροσκάφος με κάθετη απογείωση. Το ενημερωμένο μοντέλο, που ονομάζεται Yak-38, προκάλεσε μια σκεπτικιστική αντίδραση ακόμη και από τον A. Tupolev. Όμως ήδη το 1974, τα πρώτα 4 αεροσκάφη ετοιμάστηκαν.

Μετά την αναμφισβήτητη υπεροχή των βρετανικών βομβαρδιστικών Harrier στον ουρανό στον πόλεμο των Φώκλαντ, έγινε προφανές στην κυβέρνηση της Σοβιετικής Ένωσης ότι έπρεπε να βελτιώσει το Yak-38 της. Ως εκ τούτου, το 1978, η Επιτροπή Minaviaprom ενέκρινε ένα έργο για το Γραφείο Σχεδιασμού Yakovlev - τη δημιουργία ενός ενημερωμένου μαχητικού κάθετης απογείωσης Yak-141.

Σοβιετικός ρεκόρ

Ένας μοναδικός κινητήρας εξοπλισμένος με τέλειο σύστημα ελέγχου δημιουργήθηκε στη Ρωσία ειδικά για αεροσκάφη κάθετης απογείωσης. Για πρώτη φορά στον κόσμο, βρέθηκε λύση για ένα περιστροφικό ακροφύσιο μετακαυστήρα - κάτι που εργάζονται εδώ και μια δεκαετία όχι μόνο Σοβιετικοί, αλλά και ξένοι σχεδιαστές αεροσκαφών. Αυτό κατέστησε δυνατή την ολοκλήρωση του κύκλου δοκιμής εδάφους για το Yak-141 και την αποστολή του για απογείωση. Από τις πρώτες δοκιμές, επιβεβαίωσε την καλύτερη του απόδοση πτήσης.

Ήταν ένα από τα πιομυστικά έργα αεροπορίας, χρειάστηκαν 11 χρόνια για τις δυτικές υπηρεσίες πληροφοριών μόνο για να μάθουν πώς μοιάζει. Το αεροσκάφος πολλαπλών χρήσεων Yak-141, μαχητικό 4ης γενιάς, σημείωσε 12 παγκόσμια ρεκόρ. Είχε σκοπό να αποκτήσει αεροπορική υπεροχή και να παρέχει κάλυψη για την τοποθεσία από τον εχθρό. Ο εντοπιστής του σας επιτρέπει να χτυπάτε τόσο εναέριους όσο και επίγειους στόχους. Δυνατότητα επίτευξης μέγιστης ταχύτητας έως και 1800 km / h. Φορτίο μάχης - 1000 kg. Το βεληνεκές μάχης είναι 340 χλμ. Το μέγιστο ύψος πτήσης είναι έως και 15 χιλιόμετρα.

Η πολιτική του Γκορμπατσόφ

Περαιτέρω πολιτική για τη μείωση των δαπανών για την αμυντική βιομηχανία είχε τον αντίκτυπό της. Για να αποδείξει την τήξη των εξωτερικών οικονομικών σχέσεων, η κυβέρνηση προσάρμοσε σημαντικά την παραγωγή αεροπλανοφόρων. Λόγω της έλλειψης πλοίων βάσης σε σχέση με την απόσυρση των αεροπλανοφόρων από τον ρωσικό στόλο μετά το 1987, η ανάπτυξη του Yak-141 σταμάτησε.

Παρόλα αυτά, η εμφάνιση του Yak-141 ήταν ένα σημαντικό βήμα στην πρακτική σχεδιασμού αεροσκαφών. Τα ρωσικά αεροσκάφη κάθετης απογείωσης έχουν γίνει απαραίτητος εξοπλισμός της Πολεμικής Αεροπορίας και στον περαιτέρω εκσυγχρονισμό των μαχητικών, οι επιστήμονες βασίστηκαν σε μεγάλο βαθμό στα αποτελέσματα της πολυετούς δουλειάς του Yakovlev.

MiG-29 (Fulcrum)

Αναπτύχθηκε από το Γραφείο Σχεδιασμού A. Mikoyan, το ρωσικό μαχητικό MiG-29 τέταρτης γενιάς συνδυάζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά για αεροπορική μάχη με πυραύλους σε μεσαία και μικρή εμβέλεια.

Αρχικά, το VTOL MiG σχεδιάστηκε για να καταστρέφειοποιουδήποτε τύπου εναέριων στόχων υπό οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Διατηρεί τη λειτουργικότητά του ακόμη και με την παρουσία παρεμβολών. Εξοπλισμένο με κινητήρες διπλού κυκλώματος υψηλής απόδοσης, μπορεί να χτυπήσει και στόχους στο έδαφος. Σχεδιασμένο στις αρχές της δεκαετίας του '70, η πρώτη απογείωση έγινε το 1977.

Αρκετά εύκολο στη χρήση. Έχοντας τεθεί σε υπηρεσία με την Πολεμική Αεροπορία το 1982, το MiG-29 έγινε το κύριο μαχητικό της Ρωσικής Πολεμικής Αεροπορίας. Επιπλέον, περισσότερες από 25 χώρες έχουν αγοράσει πάνω από χίλια αεροσκάφη.

Αμερικανός φτερωτός αρπακτικός

Πάντα σχολαστικοί στο θέμα της άμυνας, οι Αμερικανοί διαπρέπουν και στην κατασκευή ισχυρών μαχητικών.

Ονομάστηκε έτσι από το αρπακτικό πουλί, το Harrier σχεδιάστηκε ως ένα πολυλειτουργικό και ελαφρύ επιθετικό αεροσκάφος για την αεροπορική υποστήριξη των επίγειων δυνάμεων, τη μάχη και την αναγνώριση. Λόγω της εξαιρετικής απόδοσής του, χρησιμοποιείται επίσης στο ισπανικό και ιταλικό ναυτικό.

Γίνοντας το πρώτο στην κατηγορία του, το βρετανικό VTOL Hawker Siddeley Harrier έγινε το πρωτότυπο της αγγλοαμερικανικής τροποποίησης του AV-8A Harrier το 1978. Η κοινή δουλειά των σχεδιαστών των δύο χωρών το βελτίωσε στα επιθετικά αεροσκάφη δεύτερης γενιάς της οικογένειας Harrier.

Το 1975, ο McDonnell Douglas ήρθε να αντικαταστήσει την Αγγλία, η οποία είχε εγκαταλείψει το έργο λόγω της αδυναμίας της διοίκησης να αντέξει τον οικονομικό προϋπολογισμό. Τα μέτρα που ελήφθησαν για την ενδελεχή τροποποίηση του AV-8A Harrier κατέστησαν δυνατή την απόκτηση του μαχητικού AV-8B.

Σύνθετο AV-8B

Βασισμένο στην τεχνολογίατο προηγούμενο μοντέλο, το AV-8B έχει βελτιωθεί σημαντικά όσον αφορά την ποιοτική αναβάθμιση. Το πιλοτήριο ανυψώθηκε, η άτρακτος επανασχεδιάστηκε, τα φτερά ενημερώθηκαν, προσθέτοντας ένα επιπλέον σημείο ανάρτησης για κάθε πτέρυγα. Τα όπλα υψηλής ακρίβειας πέφτουν απευθείας κατά την είσοδο στη ζώνη εκτόξευσης, η πιθανότητα απόκλισης μπορεί να είναι έως και 15 μέτρα.

Το μοντέλο βελτιώθηκε περαιτέρω όσον αφορά την αεροδυναμική και έτσι δημιούργησε το καλύτερο αεροσκάφος με κάθετη απογείωση στις Ηνωμένες Πολιτείες. Εξοπλισμένο με έναν ενημερωμένο κινητήρα Pegasus, κατέστησε δυνατή την εκτέλεση κάθετης απογείωσης και προσγείωσης. Το AV-8B τέθηκε σε υπηρεσία με το αμερικανικό πεζικό στις αρχές του 1985.

Η ανάπτυξη δεν σταμάτησε και αργότερα τα μοντέλα AV-8B(NA) και AV-8B Harrier II Plus έλαβαν εξοπλισμό για επιχειρήσεις νυχτερινής μάχης. Η περαιτέρω βελτίωση το έκανε έναν από τους καλύτερους εκπροσώπους του αεροσκάφους κάθετης απογείωσης πέμπτης γενιάς - Harrier III.

Οι Σοβιετικοί σχεδιαστές εργάστηκαν σκληρά για τη σύντομη απογείωση. Αυτά τα επιτεύγματα απέκτησαν οι Αμερικανοί για το F-35. Τα σοβιετικά σχέδια έπαιξαν μεγάλο ρόλο στην τελειοποίηση του πολυλειτουργικού υπερηχητικού επιθετικού F-35. Αυτό το μαχητικό VTOL επάξια τέθηκε αργότερα σε υπηρεσία με το βρετανικό και το αμερικανικό ναυτικό.

Boeing. Πέρα από τα όρια

Η μαεστρία των ακροβατικών και τα μοναδικά χαρακτηριστικά αποδεικνύονται πλέον όχι μόνο από μαχητικά, αλλά και από επιβατικά πλοία. Το Boeing 787 Dreamliner είναι αευρυγώνιο δικινητήριο επιβατικό αεροσκάφος Boeing κάθετης απογείωσης.

Το Boeing 787-9 έχει σχεδιαστεί για 300 επιβάτες με αυτονομία 14.000 km. Ζυγίζοντας 250 τόνους, ένας πιλότος στο Farnborough έκανε ένα εκπληκτικό κόλπο: σήκωσε ένα επιβατικό αεροπλάνο και πραγματοποίησε μια κάθετη απογείωση, η οποία είναι δυνατή μόνο για ένα μαχητικό αεροσκάφος. Οι καλύτερες αεροπορικές εταιρείες εκτίμησαν αμέσως τα πλεονεκτήματά του, οι παραγγελίες για την αγορά του άρχισαν να φτάνουν αμέσως από τις κορυφαίες χώρες του κόσμου. Σύμφωνα με την κατάσταση στις αρχές του 2016, πουλήθηκαν 470 μονάδες. Το VTOL Boeing έχει γίνει μια μοναδική δημιουργία επιβατών.

Οι δυνατότητες του αεροσκάφους επεκτείνονται

Ρώσοι σχεδιαστές εργάζονται με επιτυχία σε ένα πολιτικό έργο για την ανάπτυξη ενός αεροσκάφους με κάθετη απογείωση και προσγείωση, το οποίο δεν χρειάζεται χώρους απογείωσης. Μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά σε διαφορετικούς τύπους καυσίμων, με βάση τόσο στην ξηρά όσο και στο νερό.

Έχει μεγάλη γκάμα εφαρμογών:

• παροχή επείγουσας ιατρικής φροντίδας;
• αεροπορική αναγνώριση;
• επιχειρήσεις διάσωσης;
• ιδιωτική χρήση για επίσημους σκοπούς.

Και για ιδιωτικούς σκοπούς

Πιθανοί χρήστες μπορεί να είναι το Υπουργείο Καταστάσεων Έκτακτης Ανάγκης και οι υπηρεσίες διάσωσης, το Υπουργείο Εσωτερικών, οι ιατρικές υπηρεσίες και οι απλοί εμπορικοί οργανισμοί.

Νέο αεροσκάφος κάθετης απογείωσης ικανό να πετά σε υψόμετρο έως και 10 χλμ., φτάνοντας ταχύτητες έως και 800 χλμ./ώρα.

Οι δυνατότητες της νέας γενιάς αυτού του αεροσκάφους έχουν σχεδιαστεί για χρήση ακόμη και σεπεριορισμένοι χώροι: στην πόλη, στο δάσος, εάν είναι απαραίτητο, ακόμη και σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Ο κύκλος που φτιάχνει η έλικα ενός τέτοιου αεροσκάφους θεωρείται ως περιοχή έδρασης. Η ανυψωτική δύναμη δημιουργείται από την περιστροφή του κύριου ρότορα, ο οποίος χρησιμοποιεί τον αέρα από πάνω, τον κατευθύνει προς τα κάτω. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται μειωμένη πίεση πάνω από την περιοχή και αυξημένη κάτω από αυτήν.

Σχεδιασμένο κατ' αναλογία με ένα ελικόπτερο, στην πραγματικότητα, επειδή είναι το πιο προηγμένο και προσαρμοσμένο μοντέλο του σε διαφορετικές συνθήκες, είναι ικανό για κάθετη απογείωση, προσγείωση και αιώρηση σε ένα σημείο.

Επιστρέφει ο Ψυχρός Πόλεμος

Τα επιτεύγματα των σχεδιαστών αεροσκαφών σε αυτό το παράδειγμα επιβεβαίωσαν ότι η υψηλή τεχνολογία και ένα αεροσκάφος κάθετης απογείωσης μπορεί να είναι εξίσου χρήσιμα και σε ζήτηση τόσο για κυβερνητικούς όσο και για πολιτικούς σκοπούς.

Κατά τη διάρκεια της εποχής του Ψυχρού Πολέμου, οι κορυφαίες δυνάμεις του κόσμου γοητεύτηκαν από έργα για τη δημιουργία ενός μαχητικού αεροσκάφους που δεν θα απαιτούσε παραδοσιακά αεροδρόμια. Αυτό εξηγήθηκε από την ελαφρά ευπάθεια τέτοιων αντικειμένων με αναπτυγμένα αεροσκάφη στον εχθρό. Επιπλέον, ο ακριβός διάδρομος δεν ήταν εγγυημένος ότι θα προστατευόταν. Αυτή η περίοδος θεωρείται το πιο σημαντικό στάδιο στην ανάπτυξη των δραστηριοτήτων σχεδιασμού αεροσκαφών.

Δυτικοί και εγχώριοι στρατηγοί εκσυγχρονίζουν επιμελώς τα αεροσκάφη VTOL εδώ και 30 χρόνια, φτάνοντας στην τελειότητα στα μαχητικά πέμπτης γενιάς. Και οι υιοθετημένες βασικές τεχνολογίες καθιστούν δυνατή τη χρήση των μακροπρόθεσμων εξελίξεων των κορυφαίων στον κόσμοσχεδιαστές αεροσκαφών.