Vertikālās pacelšanās lidmašīna. VTOL

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Daudzfunkcionalitāte un dizaina pilnība apvieno unikālu aviācijas tehniku – vertikālu pacelšanos un nosēšanos. Krievijas, Anglijas un ASV labākie prāti ar daudzu gadu attīstību un to tālāku modernizāciju ir radījuši leģendārus modeļus konkurences cīņā. Ātruma, lidojuma augstuma, kravnesības, kā arī kaujas veiktspējas pieaugums ir saistīts ar pastāvīgu lieljaudas reaktīvo dzinēja uzlabošanu. Tas padarīja vertikālās pacelšanās lidmašīnas par galveno pasaules gaisa spēku bāzes vienību.

Vispirms vertikāli

Pati pirmā vertikālās pacelšanās un nosēšanās tehnika, kas eksperimentāli tika izveidota 1954. gadā, bija 65. modeļa gaisa testa transportlīdzekļa izstrāde. Izstrādātais dizains sastāvēja no pieejamajām vienībām no dažādiem lidaparātiem - fizelāža un vertikālā aste aizgūta no lidmašīnas korpusa, spārni- uz lidmašīnu Cessna Model 140A, bet šasiju - uz helikoptera Bell Model 47. Līdz šim mūsdienu dizaineri brīnās, kā šo atsevišķo elementu kombinācija varētu dot šādu rezultātu!

Amerikāņu kompānijas Bell lidmašīna bija gatava 1953. gada beigās. Mēnesi vēlāk notika pirmais lidojums ar lidināšanu gaisā, bet sešus mēnešus vēlāk - pirmais bezmaksas lidojums. Taču lidmašīnas modernizācija neapstājās, vēl vienu gadu tā tika panākta līdz vajadzīgajam veiktspējai, testējot un testējot gaisā.

Reaktīvs, bet ne ļoti

Dzinēji, kas atrodas fizelāžas sānos, pagriezās par 90 grādiem uz leju, tādējādi radot pacēlumu un vilci lidojumam. Turbokompresors nodrošināja intensīvu strāvas padevi tieši pašām gaisa sprauslām spārna un apspalvojuma galos. Tas nodrošināja visas lidmašīnas konstrukcijas vadību lidojuma režīmā un saglabājot šo iespēju, pat pārvietojoties ar nelielu ātrumu.

Bet drīz saskaņā ar testa rezultātiem Bells atteicās turpināt darbu ar šo projektu. Pirmajai VTOL lidmašīnai bija tāds reaktīvās vilces spēks, ka tas tikko pārsniedza savu pacelšanās svaru, lai gan tas bija pārāk liels horizontālai kustībai.

Ar šādām īpašībām pilotam bija grūti noturēt ātrumu pieņemamās vērtībās, nepārsniedzot horizontālā lidojuma maksimālā ātruma ierobežojumus. Tāpēc amerikāņu uzmanības leņķis ir pārcēlies uz citām norisēm.

Pasaulē vienīgais jaks-141

1992. gadā īpaši uzaicināti akreditēti žurnālisti bija pārsteigti par vadošo Rietumu aviokompāniju interesi par šo tehniku. Eksperti pamanīja lidmašīnas īpašības, kas pārsniedza standarta idejas par kaujas lidmašīnu. Kļuva skaidrs, ka daudzu gadu pētījumos, kas paralēli tika veikti vairākās valstīs, padomju lidmašīnas pelnīti saņems plaukstu.

Tā bija Yak-141, tajā laikā vienīgā virsskaņas VTOL lidmašīna pasaulē. Tas izcēlās ar plašu kaujas uzdevumu klāstu, lielu ātrumu un unikālu manevrēšanas spēju, par ko tas uzreiz saņēma pasaules atzinību.

Amerikāņi un eiropieši sāka savu attīstību šajā virzienā 60. gados. 1961. gada izstādē Farnborough tikai angļu uzņēmums spēja uzrādīt cienīgu rezultātu. Topošā Lielbritānijas gaisa spēku galvenā kaujas lidmašīna Harrier VTOL bija ne tikai interesantākais, bet arī visvairāk aizsargātais eksponāts.

Briti nevienu neielaida, pat ne savus sabiedrotos amerikāņus. Vienīgais, kuram tika izdarīts izņēmums par īpašiem nopelniem un ieguldījumu uzvarā pār nacistisko Vāciju, bija slavenais padomju kaujinieku dizainers - A. S. Jakovļevs. Viņš bija ne tikai uzaicināts, bet arī iepazīstināts ar šīs tehnikas iespējām.

Vertikālā pasaules spēku sacīkste

Attīstība PSRS tajā laikā guva zināmus panākumus, bet tomēr ievērojami atpalika no britiem. Eksperimenti ar izgudroto turbīnu dizaineriem deva vērtīgu pieredzi, tas kļuva iespējamsdivu turboreaktīvo dzinēju uzstādīšana lidmašīnā. To sprauslas varēja griezties par 90 grādiem.

V tests. Muhins pacēla debesīs lidmašīnu ar nosaukumu Jak-36. Bet tas vēl nebija pilnvērtīgs kaujas transportlīdzeklis. Demonstrācijas priekšnesumos raķešu vietā tika izkārti īpaši modeļi. Galu galā lidmašīna vēl nebija gatava īstiem ieročiem.

1967. gadā PSKP Centrālā komiteja Jakovļeva projekta komandai izvirzīja uzdevumu izveidot vieglu lidaparātu ar vertikālu pacelšanos. Atjauninātais modelis ar nosaukumu Jak-38 izraisīja skeptisku reakciju pat no A. Tupoļeva puses. Bet jau 1974. gadā tika sagatavotas pirmās 4 lidmašīnas.

Pēc britu bumbvedēju Harrier nepārprotamā pārākuma Folklenda salu karā Padomju Savienības valdībai kļuva skaidrs, ka tai ir jāuzlabo Yak-38. Tāpēc 1978. gadā Minaviaprom komisija apstiprināja Jakovļeva projektēšanas biroja projektu - atjaunināta vertikālās pacelšanās iznīcinātāja Yak-141 izveidi.

Padomju rekordists

Krievijā tika izveidots unikāls dzinējs, kas aprīkots ar perfektu vadības sistēmu, īpaši vertikālās pacelšanās lidmašīnām. Pirmo reizi pasaulē tika rasts risinājums pēcdedzes rotācijas uzgalim - pie kā ne tikai padomju, bet arī ārzemju lidmašīnu konstruktori ir strādājuši jau desmit gadus. Tas ļāva pabeigt Yak-141 zemes pārbaudes ciklu un nosūtīt to pacelšanās ceļā. No pirmajiem testiem viņš apstiprināja savu labāko lidojuma sniegumu.

Tas bija viens no visvairākslepenos aviācijas projektus, Rietumu izlūkdienestiem bija vajadzīgi 11 gadi, lai tikai noskaidrotu, kā tas izskatās. Daudzfunkcionāla pārvadātāja lidmašīna Yak-141, 4. paaudzes iznīcinātājs, uzstādīja 12 pasaules rekordus. Tas bija paredzēts gaisa pārākuma iegūšanai un vietas aizsegā no ienaidnieka. Tā lokators ļauj trāpīt gan gaisa, gan zemes mērķos. Iespēja sasniegt maksimālo ātrumu līdz 1800 km/h. Kaujas slodze - 1000 kg. Kaujas attālums ir 340 km. Maksimālais lidojuma augstums ir līdz 15 km.

Gorbačova politika

Turpmākā politika, lai samazinātu izdevumus aizsardzības nozarei, ir devusi savu ietekmi. Lai demonstrētu atkusni ārējos ekonomiskajos sakaros, valdība būtiski koriģēja aviācijas bāzes kuģu pārvadātāju ražošanu. Sakarā ar bāzes kuģu trūkumu saistībā ar gaisa kuģu bāzes kuģu izņemšanu no Krievijas flotes pēc 1987. gada, Jak-141 attīstība tika pārtraukta.

Neskatoties uz to, Yak-141 parādīšanās bija nozīmīgs solis gaisa kuģu projektēšanas praksē. Krievijas vertikālās pacelšanās lidmašīnas ir kļuvušas par neaizstājamu gaisa spēku aprīkojumu, un turpmākajā iznīcinātāju modernizācijā zinātnieki lielā mērā paļāvās uz Jakovļeva daudzu gadu darba rezultātiem.

MiG-29 (Fulcrum)

A. Mikojana dizaina biroja izstrādātais ceturtās paaudzes krievu iznīcinātājs MiG-29 apvieno labākās gaisa kaujas īpašības ar raķetēm vidējā un mazā darbības rādiusā.

Sākotnēji VTOL MiG bija paredzēts iznīcinātjebkura veida gaisa mērķi jebkuros laika apstākļos. Saglabā savu funkcionalitāti pat traucējumu klātbūtnē. Aprīkots ar ļoti efektīviem divu ķēžu dzinējiem, tas spēj trāpīt arī zemes mērķos. Izstrādāts 70. gadu sākumā, pirmā pacelšanās notika 1977. gadā.

Diezgan viegli lietojams. Stājoties dienestā gaisa spēkos 1982. gadā, MiG-29 kļuva par galveno Krievijas gaisa spēku iznīcinātāju. Turklāt vairāk nekā 25 valstis ir iegādājušās vairāk nekā tūkstoti lidmašīnu.

Amerikāņu spārnotais plēsējs

Vienmēr pedantiski aizsardzības jautājumos amerikāņi izceļas arī spēcīgu kaujinieku veidošanā.

Plēsīgā putna vārdā nosauktā Harrier tika izstrādāta kā daudzfunkcionāla un viegla uzbrukuma lidmašīna sauszemes spēku gaisa atbalstam, kaujai un izlūkošanai. Pateicoties lieliskajai veiktspējai, to izmanto arī Spānijas un Itālijas flotē.

Kļūstot par pirmo savā klasē, britu VTOL Hawker Siddeley Harrier kļuva par AV-8A Harrier angloamerikāņu modifikācijas prototipu 1978. gadā. Abu valstu dizaineru kopīgais darbs to uzlaboja līdz Harrier ģimenes otrās paaudzes uzbrukuma lidmašīnai.

1975. gadā Makdonels Duglass ieradās Anglijas vietā, kas bija pametusi projektu, jo vadība nespēja izturēt finanšu budžetu. Pasākumi, kas tika veikti, lai rūpīgi pārveidotu AV-8A Harrier, ļāva iegūt iznīcinātāju AV-8B.

Papildu AV-8B

Pamatojoties uz tehnoloģijuIepriekšējais modelis AV-8B ir ievērojami uzlabojies kvalitātes uzlabošanas ziņā. Tika pacelta kabīne, pārveidota fizelāža, atjaunināti spārni, katram spārnam pievienojot vienu papildu piekares punktu. Augstas precizitātes ieroči tiek nomesti tieši, ieejot palaišanas zonā, novirzes iespējamība var būt līdz 15 m.

Modelis tika vēl vairāk uzlabots aerodinamikas ziņā, un tādējādi tika izveidots labākais lidaparāts ar vertikālu pacelšanos Amerikas Savienotajās Valstīs. Aprīkots ar atjauninātu Pegasus dzinēju, tas ļāva veikt vertikālu pacelšanos un nosēšanos. AV-8B stājās dienestā ASV kājniekiem 1985. gada sākumā.

Attīstība neapstājās, un vēlāk AV-8B(NA) un AV-8B Harrier II Plus modeļi saņēma aprīkojumu nakts kaujas operācijām. Turpmākie uzlabojumi padarīja to par vienu no labākajiem piektās paaudzes vertikālās pacelšanās lidmašīnas Harrier III pārstāvjiem.

Padomju dizaineri smagi strādāja, veicot īso pacelšanās uzdevumu. Šos sasniegumus amerikāņi ieguva F-35. Padomju rasējumi spēlēja lielu lomu daudzfunkcionālā virsskaņas uzbrucēja F-35 pilnveidošanā. Šis VTOL iznīcinātājs vēlāk pelnīti stājās dienestā Lielbritānijas un ASV flotē.

Boeing. Pārsniedzot ierobežojumus

Akrobātikas meistarību un unikālās īpašības tagad demonstrē ne tikai iznīcinātāji, bet arī pasažieru laineri. Boeing 787 Dreamliner ir aplata korpusa divu dzinēju vertikālās pacelšanās pasažieru lidmašīna Boeing.

Boeing 787-9 ir paredzēts 300 pasažieriem ar darbības rādiusu 14 000 km. Sverot 250 tonnas, Fārnboro pilots veica pārsteidzošu triku: viņš pacēla pasažieru lidmašīnu un veica vertikālu pacelšanos, kas ir iespējama tikai iznīcinātājam. Labākās aviokompānijas nekavējoties novērtēja tā nopelnus, pasūtījumi par tā iegādi sāka saņemt nekavējoties no vadošajām pasaules valstīm. Pēc statusa 2016. gada sākumā tika pārdotas 470 vienības. VTOL Boeing ir kļuvis par unikālu pasažieru radīšanu.

Lidaparātu iespējas paplašinās

Krievu dizaineri veiksmīgi strādā pie civilā projekta, lai izstrādātu lidaparātu ar vertikālu pacelšanos un nosēšanos, kam nav nepieciešamas pacelšanās vietas. Tas var efektīvi darboties ar dažāda veida degvielu gan uz zemes, gan uz ūdens.

Ir plašs lietojumu klāsts:

• neatliekamās medicīniskās palīdzības sniegšana;
• gaisa izlūkošana;
• glābšanas operācijas;
• privātai lietošanai oficiāliem nolūkiem.

Un arī privātām vajadzībām

Iespējamie lietotāji var būt Ārkārtas situāciju ministrija un glābšanas dienesti, Iekšlietu ministrija, medicīnas dienesti un parastās komerciālās organizācijas.

Jauns vertikālās pacelšanās lidaparāts, kas spēj lidot augstumā līdz 10 km, sasniedzot ātrumu līdz 800 km/h.

Šīs lidmašīnas jaunās paaudzes iespējas ir paredzētas lietošanai patslēgtās telpās: pilsētā, mežā, ja nepieciešams, arī ārkārtas situācijās.

Aplis, ko izveido šāda gaisa kuģa propelleris, tiek uzskatīts par tā gultņa laukumu. Celšanas spēku rada galvenā rotora griešanās, kas izmanto gaisu no augšas, virza to uz leju. Rezultātā virs apgabala tiek izveidots pazemināts spiediens, bet zem tā - paaugstināts.

Izstrādāts pēc analoģijas ar helikopteru, patiesībā, tā kā tas ir uzlabotāks un dažādiem apstākļiem pielāgotāks modelis, tas spēj vertikāli pacelties, nolaisties un lidot vienā vietā.

Aukstais karš atgriežas

Lidaparātu konstruktoru sasniegumi šajā piemērā ir apstiprinājuši, ka augstās tehnoloģijas un vertikālās pacelšanās lidmašīnas var būt vienlīdz noderīgas un pieprasītas gan valsts, gan civilām vajadzībām.

Aukstā kara laikā pasaules vadošās lielvaras aizrāva projekti, lai radītu kaujas lidmašīnu, kurai nebūtu nepieciešami tradicionālie lidlauki. Tas tika skaidrots ar šādu objektu ar izvietotajām lidmašīnām nelielo neaizsargātību pret ienaidnieku. Turklāt nebija garantēta dārgā skrejceļa aizsardzība. Šis periods tiek uzskatīts par vissvarīgāko posmu gaisa kuģu projektēšanas aktivitāšu attīstībā.

Rietumu un pašmāju stratēģi jau 30 gadus ir cītīgi modernizējuši VTOL lidmašīnas, sasniedzot pilnību piektās paaudzes iznīcinātājos. Un pieņemtās pamata tehnoloģijas ļauj izmantot pasaules vadošo uzņēmumu ilgtermiņa attīstībulidmašīnu dizaineri.