„Aeronave cu decolare și aterizare verticală: trecut, prezent, viitor”
Hramov Maxim Anatolievici
Plan de muncă.
Introducere.
Ce este o aeronavă cu decolare și aterizare verticală?
Trecutul aeronavelor VTOL.
VTOL real
Viitorul așteptat al aeronavelor VTOL.
Concluzie.
Introducere.
Suntem obișnuiți să ne gândim că avioanele trebuie să decoleze, accelerând de-a lungul pistei. Dar istoria cunoaște multe modele de aeronave cu decolare și aterizare verticală (pe scurt, se numesc avioane VTOL). Dar doar British Harrier și modificările sale au devenit cu adevărat răspândite. Mi-am stabilit un obiectiv - în această lucrare să vorbesc despre dezvoltarea aeronavelor VTOL în trecut și să determine căile probabile de dezvoltare a aeronavelor VTOL în următorii 30-40 de ani (generația a șasea).
Ce este o aeronavă cu decolare și aterizare verticală?Pentru început, vreau să clarific ce este o aeronavă verticală cu decolare și aterizare. Prin acest termen mă refer la o aeronavă cu motoare amplasate în fuselaj și echipată cu un sistem de control al vectorului de tracțiune, care îi permite să decoleze sau să aterizeze pe verticală, dar nu o privează de capacitatea de a decola ca o aeronavă obișnuită de pe pistă. . Mașinile de exact acest tip au apărut abia în anii 50, deși înainte au existat proiecte pentru decolarea verticală a aeronavelor, dar nu au fost implementate din cauza complexității designului. Avioanele tradiționale VTOL includ Harrier, Yak-38 și, care nu sunt utilizate pe scară largă, Yak-141 și F-35B. Aceste mașini aveau dezavantajele și avantajele lor.
De ce a apărut?
Nevoia unui avion VTOL de tipul pe care l-am definit eu a apărut în anii 50-60,când URSS se pregătea pentru ostilităţile din Europa. Strategii americani au presupus în mod logic că, dacă izbucnește războiul, aerodromurile vor fi scoase rapid din acțiune sau, mai rău, vor fi capturate. Aparare aerianaa luat asupra saparte a sarcinilor de a contracara aviația sovietică,elicopterele au preluat și o parte din sarcinile de sprijinire a trupelor în timpul retragerii (Bundeswehr nu ar putea rezista forțelor superioare armata sovietică), dar erau prea imperfecți pentru asta, prea lenți, prea fragili, prea prost înarmați. Prin urmare, o aeronavă era necesară pentru a sprijini trupele pe câmpul de luptă și, în același timp, pentru a contracara aeronavele. Problema a fost alimentată de cerințele aeronavelor de luptă din acea vreme privind lungimea și calitatea pistelor. O altă modalitate de a utiliza astfel de aeronave ar putea fi instalarea pe portavioane prevăzute în timpul războiului,deoarece Datorită dimensiunilor reduse, portavioanele nu puteau găzdui luptătorii contemporani bazați pe transportavioane. Sarcina a fost stabilită și a început munca.
Trecut aeronave de aterizare cu decolare verticală
Prima aeronavă de producție cu decolare și aterizare verticală și singura care a luat parte efectiv la ostilități (Războiul Falklands) a fost Harrier. A apărut datorită motorului unic Rolls-Royce Pegasus, care avea nu una, ci patru duze, distanțate simetric. laturi diferite, aceasta a minimizat „greutatea moartă” a sistemelor verticale de decolare și aterizare, dar duzele și, în consecință, motorul trebuiau instalate în centrul de masă, foarte aproape de cabină. Datorită motorului său, avionul a putut folosi tehnici de elicopter în luptă aeriană, ceea ce l-a salvat de mai multe ori, dar a pus presiune pe pilot. Cerințe suplimentare. Teoretic, cu o dezvoltare adecvată a motorului și îmbunătățirea aerodinamicii, ar fi destul de posibil să se obțină viteza supersonică.
Avioanele interne VTOL au fost proiectate inițial pur și simplu ca un răspuns la cele occidentale, fără un obiectiv clar, dar ca rezultat și-au găsit aplicație. Aeronavele VTOL au fost destinate a fi utilizate ca aeronave bazate pe transportator. Avioanele interne VTOL Yak-38 și Yak-141 aveau un alt sistem de obținere a verticalității decât Harrier; aveau instalate trei motoare: două de ridicare și una de ridicare-propulsie, doar puterea lor diferă. În ciuda absenței diferențelor fundamentale, aeronava s-a dovedit a fi foarte diferită, atât ca caracteristici, cât și ca aspect. Viteza, raza de actiune, încărcătură utilă pe Yak-141 au fost de multe ori mai multe decât pe Yak-38, care, datorită razei sale scurte de acțiune, a primit chiar și porecla de „aeronava de apărare a stâlpului de foreast”. Acest lucru a fost cauzat de raportul scazut tracțiune-greutate al Yak-38 și de subdezvoltarea generală a aeronavei, care, de fapt, era o mașină experimentală și a fost creată ca o etapă de tranziție pentru testarea infrastructurii și tehnicilor de pilotare. Cele mai multe accidente se datorează lipsei de experiență de pilotaj. Dar Yak-141 nu a fost punctul culminant al progresului în aeronavele VTOL interne; proiectul Yak-43 a fost dezvoltat pe baza acestuia. Există puține informații despre această aeronavă, dar se știe că au plănuit să instaleze un motor bombardier NK-25 cu o tracțiune de 25.000 kgf sau un P134-300 cu o tracțiune de 17.000 kgf. Dar un lucru este sigur - trebuia să fie o aeronavă care folosea tehnologii pentru a reduce semnătura radarului. Această aeronavă trebuia să fie cea mai avansată aeronavă VTOL.
Prezentul aeronave cu decolare și aterizare verticală
Dar perestroika și prăbușirea ulterioară Uniunea Sovietică a trecut steagul progresului în acest domeniu în Statele Unite, unde la acea vreme a apărut un nou program de apărare JSF (Joint Strike Fighter). În cadrul acestui program, care prevedea crearea unui singur avion de luptă pentru Armată, Marina și Marine, au fost prezentate două prototipuri: X-35 de la Lockheed Martin și X-32 de la Boeing. Prototipul Boeing a fost o dezvoltare a ideilor conținute în Harrier și, în opinia mea, a fost mai progresiv. Dar din cauza unui motor mai slab, a pierdut în fața prototipului de la Lockhod Martin, care a primit denumirea F-35. F-35, în general, este o încrucișare între Yak-141, F-22 Raptor și dezvoltarea proiectului F-24 anterior. De la Yak-141 a luat ideea unui sistem de propulsie, un motor cu o duză care se rotește într-un plan vertical și un motor suplimentar. Separat, aș dori să spun despre rotoarele care se rotesc în direcții diferite; pe Yak acest lucru a fost făcut pentru a compensa momentul giroscopic. A luat unitatea de coadă de la F-22 Raptor. De la F-24, secțiunea nasului cu prize de aer și cockpit. Nou a fost aripa trapezoidală. Au existat trei versiuni diferite: F-35B pentru Marine Corps pentru a înlocui AV-8B Harrier II, F-35A pentru Air Force pentru a înlocui F-16 și F-35C și pentru Marina pentru a înlocui F. /A-18. F-35B era diferit de toți ceilalți cele mai mici dimensiuniși greutatea, precum și prezența unui rotor de ridicare. În loc să ridice motoare, ca la Yak-141, are un rotor antrenat de un motor Pratt & Whitney F-135, cel mai puternic dintre avioanele de luptă.
În opinia mea subiectivă, viitorul aeronavelor VTOL este foarte vag; pur și simplu nu au nici un folos. Aeronavele VTOL de generația a cincea au fost acum dezvoltate pentru a răspunde nevoilor armatei. Dar, din moment ce dezvoltarea celei mai noi și mai avansate aeronave VTOL, F-35B, a costat Pentagonul peste 56 de miliarde de dolari și, de asemenea, datorită unei reduceri de 500 de miliarde de dolari a bugetului militar al SUA, dezvoltarea unei a șasea generații de aeronave VTOL în Statele Unite rămân un mare semn de întrebare. Rusia este o altă chestiune. Avem experiență grozavăîn dezvoltarea aeronavelor VTOL. În plus, creștem bugetul militar și, sperăm, în viitor, Rusia va începe să dezvolte o aeronavă VTOL de a șasea generație.
În primul rând, euCred că viitorul aparține aeronavelor bimotor VTOL. Majoritatea aeronavelor clasice VTOL, cum ar fi F-35, Harrier, Yak-141, au un singur motor. Un motor este bun pentru că cântărește mai puțin de două și consumă mai puțin combustibil, dar asta adaugă și probleme. Pentru a asigura raportul necesar tracțiune-greutate, fie aeronava trebuie să fie ușoară, sau motorul trebuie să fie foarte puternic . Și deoarece aeronavele devin din ce în ce mai grele în timp, este necesar să instalați două motoare pe o aeronavă VTOL. În plus, două motoare înseamnă de două ori șansa ca dacă eșuează sau este deteriorat de o rachetă, proiectil sau pasăre, avionul să se poată întoarce în cele din urmă pe aerodrom.În al doilea rând, apare problema - ce fel de motor va fi? Un singur motor de propulsie, cum ar fi Rolls-Royce Pegasus pe Harrier și Pratt & Whitney F119-PW-100 pe Boeing X-32, minimizează greutatea echipamentului VTOL, dar deoarece duzele de ridicare trebuie amplasate la centrul de greutate, motorul trebuie să o faci fie cu duzele principale situate dincolo de contururile fuzelajului, ceea ce afectează negativ aerodinamica, ESR, viteza fluxului de gaz de la duze și așa mai departe, fie ai a face motorul lung sau avionul scurt pentru a dirija jetul spre duza situată în coadă.
F119-PW-100(SE614) Rolls-Royce Pegasus
Un sistem de propulsie împărțit, de fapt, în două motoare diferite, precum Pratt & Whitney F135-400 pe Lockheed Martin F-35 Lightning II și P79B-300+2xRD-41 pe Yak-141, înlătură o parte din restricții privind lungimea aeronavei. Prețul pentru aceasta este că avionul trebuie să poarte cu el un sistem de propulsie de ridicare aproape inutil pe tot parcursul zborului, care în cazul F-35 obligă avionul să fie mai larg, iar în cazul forțelor Yak-141 pentru a transporta o sursă suplimentară de combustibil.
Motorul de ridicare și propulsie al aeronavei Yak-141 Diagrama telecomenzii aeronavei F-35B
Alegerea motorului depinde și de scopul aeronavei. Pentru o aeronavă de atac, supraviețuirea, nepretenția și fiabilitatea sunt importante.
Pentru un avion de luptă, consum redus de combustibil. Prin urmare, în funcție de scopul aeronavei VTOL, motorul poate fi diferit.
Avioanele de atac necesită un motor similar cu Rolls-Royce Pegasus, care oferă o manevrabilitate ridicată și nu ocupă volume mari.Pentru un luptător, ar trebui să alegeți un sistem de propulsie divizat, deoarece va oferi un ESR mai mic, precum și un raport mai mare tracțiune-greutate.
Sarcina principală a unei aeronave de atac cu decolare verticală va fi sprijinirea forțelor de asalt amfibie. Se va baza pe nave universale de debarcare. Avionul de luptă cu decolare verticală va fi bazat pe portavioane ușoare și va îndeplini toate aceleași funcții ca un avion de luptă standard bazat pe portavioane pe superportavioane.
Concluzii.
Pe parcursul muncii mele, am trecut în revistă istoria și perspectivele aeronavelor VTOL și cred că vor zbura în secolul XXI, deoarece aeronavele VTOL nu pot îndeplini sarcini pe care nici avioanele, datorită atașării lor la piste, nici elicopterele nu le pot îndeplini datorită al lor viteza limitata. Din păcate, din punct de vedere tehnic, un obstacol de netrecut în calea dezvoltării aeronavelor VTOL este consumul colosal de combustibil în timpul decolării. Dar pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, acest dezavantaj poate fi depășit. Și, probabil, va veni momentul în care avioanele VTOL vor înlocui elicopterele ca fiind prea lente, iar avioanele ca necesită infrastructură complexă și vor forma o singură clasă de aeronave a viitorului.
Surse de informare
E.I. Ruzicki.Avioane europene cu decolare verticală. - Moscova. Astel AST. 2000 p. 20-44; 105-108; 144-150.
Enciclopedie pentru copii. Tehnică. Editura „Avanta” 2005. p.566; 574; 585-586; 593
http:/ /ru.wikipedia.org/wiki/Hawker_Siddeley_Harrier
http://ru.wikipedia.org/wiki/McDonnell_Douglas_AV-8_Harrier_II
http://ru.wikipedia.org/wiki/Yak-141
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_X-32
http://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_F-35_Lightning_II
http://ru.wikipedia.org/wiki/Yak-38
http://ru.wikipedia.org/wiki/Yak-36
http://ru.wikipedia.org/wiki/BAE_Harrier_II
http://www.airwar.ru/enc/fighter/yak141.html
http://www.airwar.ru/enc/fighter/x35.html
http://www.airwar.ru/enc/attack/harrgr1.html
A 5-a generație de vânătoare-bombardier F-35 B este echipat cu un motor separat pentru decolare și aterizare verticală.
Conform diagramei de layout
Istoria creării și dezvoltării aeronavelor VTOL
Dezvoltarea aeronavelor GDP a început pentru prima dată în anii 1950, când s-a atins nivelul tehnic corespunzător al construcției motoarelor cu turboreacție și turbopropulsoare, ceea ce a trezit un interes larg pentru aeronavele de acest tip atât în rândul potențialilor utilizatori militari, cât și în birourile de proiectare. Un impuls semnificativ pentru dezvoltarea aeronavelor VTOL a fost utilizarea pe scară largă în Forțele Aeriene diverse tari avioane de luptă cu reacție de mare viteză, cu viteze mari de decolare și aterizare. Astfel de avioane de luptă necesitau piste lungi cu o suprafață dură: era evident că, în cazul operațiunilor militare de amploare, o parte semnificativă a acestor aerodromuri, în special cele de linie frontală, ar fi rapid dezactivate de inamic. Astfel, clienții militari erau interesați de aeronave care puteau decolare și ateriza vertical pe orice platformă mică, adică practic independente de aerodromuri. În mare parte datorită acestui interes al reprezentanților armatei și marinei principalelor puteri mondiale, au fost create zeci de avioane experimentale. sisteme diferite. Majoritatea structurilor au fost fabricate în 1-2 exemplare, care, de regulă, au suferit accidente deja în timpul primelor teste și nu s-au efectuat cercetări suplimentare asupra lor. Comisia tehnică NATO, care a anunțat cerințele pentru un avion de luptă-bombardament cu decolare și aterizare verticală în iunie 1961, a dat astfel un impuls dezvoltării aeronavelor supersonice în țările occidentale. S-a presupus că în anii 1960 - 70, țările NATO vor avea nevoie de aproximativ 5 mii dintre aceste avioane, dintre care prima va intra în serviciu în 1967. Prognoza unui număr atât de mare de produse a provocat apariția a șase proiecte de avioane PIB:
- P.1150 compania engleză „Hawker-Siddley” și vest-germanul „Focke-Wulf”;
- VJ-101 Asociația de Sud a Germaniei de Vest „EWR-Süd” („Belkow”, „Heinkel”, „Messerschmitt”);
- D-24 compania olandeză Fokker și Republica Americană;
- G-95 firma italiana„Fiat”;
- Mirage III V Compania franceză „Dassault”;
- F-104Gîn varianta PIB-ului companiei americane Lockheed împreună cu companiile engleze Short și Rolls-Royce.
După ce toate proiectele au fost aprobate, urma să aibă loc un concurs, în care, dintre toți cei propuși, trebuia să aleagă cel mai bun proiect pentru a se lansa în producția de masă, însă, chiar înainte ca proiectele să fie depuse la concurs, a devenit clar că nu va avea loc. S-a dovedit că fiecare stat are propriul concept al viitoarei aeronave, diferit de alții, și nu va fi de acord cu monopolul unei companii sau al unui grup de companii. De exemplu, armata britanică nu și-a susținut propriile companii, dar proiectul francez, Germania a susținut proiectul Lockheed și așa mai departe. Totuși, paharul final a fost Franța, care a declarat că, indiferent de rezultatele competiției, vor lucra la proiectul lor de aeronave Mirage III V.
Problemele politice, tehnice și tactice au influențat schimbarea conceptului comisiei NATO, care a dezvoltat noi cerințe. A început crearea aeronavelor multifuncționale. În această situație, doar două dintre proiectele prezentate au ajuns la proiectare preliminară: aeronave Mirage III V, finanțate de guvernul francez, și aeronave VJ-101C, finanțate de industria vest-germană. Aceste aeronave au fost fabricate în 3, respectiv 2 exemplare și au fost testate (4 dintre ele au murit în accidente) până în 1966 și 1971. În 1971, la ordinul Comandamentului Aviației Marinei SUA, au început lucrările la a treia aeronavă supersonică din țările occidentale - americanul XFV-12A.
Drept urmare, doar aeronava Sea Harrier VTOL creată și produsă a fost utilizată activ și cu succes, inclusiv. în timpul războiului din Falkland. Dezvoltarea modernă a aeronavelor VTOL este americanul F-35, un avion de luptă din generația a cincea. În dezvoltarea F-35 ca aeronavă VTOL, Lockhead Martin a aplicat o serie de soluții tehnologice implementate în Yak-141.
Programul VTOL în URSS și Rusia
Avantajele și dezavantajele aeronavelor VTOL
Istoria dezvoltării aeronavelor GDP arată că până acum au fost create aproape exclusiv pentru aviația militară. Avantajele aeronavelor VTOL pentru uz militar sunt evidente. Aeronava GDP poate fi bazată pe site-uri ale căror dimensiuni nu sunt cu mult mai mari decât dimensiunile sale. Pe lângă capacitatea de decolare și aterizare pe verticală, aeronavele VVP au avantaje suplimentare, și anume capacitatea de a hover, de a vira în această poziție și de a zbura lateral, în funcție de sistemul de propulsie și sistemul de control utilizat. În comparație cu alte aeronave cu decolare verticală, cum ar fi elicopterele, aeronavele VTOL au viteze incomparabil de mari, chiar supersonice (Yak-141) și, în general, avantajele inerente aeronavelor cu aripă fixă. Toate acestea au dus la o fascinație față de ideea unei aeronave cu decolare verticală, un fel de „boom VTOL” în domeniul ingineriei și al aviației în general în anii 1960-1970.
S-a prevăzut utilizarea pe scară largă a acestui tip de vehicul și au fost propuse multe proiecte VTOL militare și civile, de luptă, transport și pasageri. diverse modele(un exemplu tipic al anilor 70 de proiect de avion de pasageri VTOL este Hawker Siddeley HS-141).
Cu toate acestea, dezavantajele aeronavelor VTOL s-au dovedit a fi, de asemenea, semnificative. Pilotarea acestui tip de aeronave este foarte dificilă pentru pilot și îi cere să aibă cele mai înalte calificări în tehnicile de pilotare. Acest lucru afectează în special zborul în modurile de planare și de tranziție - în momentele de tranziție de la zborul în planare la zborul orizontal și înapoi. De fapt, pilotul unui jet VTOL trebuie să transfere forța de ridicare și, în consecință, greutatea mașinii - de la aripă la jeturile verticale de gaz de tracțiune sau invers.
Această caracteristică a tehnologiei de pilotare pune sarcini complexeîn faţa pilotului VTOL. În plus, în modurile de planare și de tranziție, aeronavele VTOL sunt în general instabile și supuse alunecării laterale; cel mai mare pericol în aceste momente este posibila defecțiune a motoarelor de ridicare. O astfel de eșec a provocat adesea accidente în aeronavele VTOL în serie și experimentale. De asemenea, dezavantajele includ semnificativ mai mici schema conventionala capacitatea de sarcină utilă și intervalul de zbor al unei aeronave VTOL, consumul ridicat de combustibil în modurile de zbor verticale, complexitatea generală și costul ridicat al proiectării aeronavei VTOL, distrugerea suprafețelor pistei de evacuarea motorului cu gaz fierbinte.
Acești factori, precum și o creștere bruscă a prețurilor petrolului (și, în consecință, a combustibilului de aviație) pe piața mondială în anii 70 ai secolului XX au condus la încetarea practică a dezvoltărilor în domeniul aeronavelor VTOL cu reacție de pasageri și transport.
Din multele proiecte de transport cu jet VTOL propuse, doar unul a fost practic finalizat și testat [ ] Dornier Do 31, totuși, această aeronavă nu a fost produsă în masă. Pe baza tuturor celor de mai sus, perspectivele pentru dezvoltarea pe scară largă și utilizarea în masă a aeronavelor cu reacție VTOL sunt foarte îndoielnice. În același timp, există o tendință de design modern de a se îndepărta de designul tradițional cu reacție în favoarea aeronavelor VTOL cu un grup acționat de elice (de obicei rotoare basculante): în special, astfel de mașini includ Bell V-22, produs în prezent în masă. Osprey și în curs de dezvoltare pe baza sa
Aeronava amfibie cu decolare și aterizare verticală VVA-14Design ciudat în fotografie? Și acesta este exact ceea ce este, sau mai degrabă ce a mai rămas din el.
De la mijlocul anilor 1950, procesul de formare a aviației antisubmarine a început în URSS - un nou tip de forță conceput special pentru operațiunile împotriva submarinelor. Aviația navală a mai rezolvat probleme similare, dar în legătură cu crearea submarinelor nucleare în Statele Unite, lupta împotriva amenințării din adâncurile mării a ieșit în prim-plan. Atomic centrale electrice a schimbat radical condițiile și natura luptei armate pe mare. Submarinele au devenit submarine în sensul deplin al cuvântului. Aplicație energie nucleară practic deschis posibilități nelimitate mărirea intervalului de croazieră în scufundare completă. Noile torpile orientate cu rază lungă de acțiune și rachetele balistice au sporit incomensurabil capacitățile de lovitură ale submarinelor nucleare, care determină acum în mare măsură puterea flotei.
Odată cu lansarea submarinelor nucleare americane înarmate cu rachete balistice Polaris în patrule de luptă la începutul anilor ’60, URSS s-a trezit practic fără apărare. Bărcile scufundate s-au apropiat de coasta noastră, puteau în orice moment să tragă o salvă de rachetă, să provoace distrugeri colosale și să scape invulnerabile. Toate acestea au necesitat un răspuns imediat și eficient. Lupta împotriva submarinelor nucleare pentru a preveni loviturile cu rachete nucleare devine una dintre prioritățile alocate Marinei. În acest sens, rolul și importanța aviației de apărare antiaeriană, capabilă să desfășoare lupta eficienta cu submarinele inamice.
„Direcția mare anti-submarin” în dezvoltarea marinei ruse a făcut posibilă încercarea de a realiza în metal o aeronavă atât de revoluționară și unică precum amfibianul VVA-14 cu decolare și aterizare verticală.
VVA-14 trebuia să devină parte a unui complex anti-submarin de aviație format din aeronava în sine, sistemul de căutare și țintire Burevestnik, arme anti-submarin și un sistem de realimentare pe linia de plutire. Complexul a fost destinat să detecteze și să distrugă submarinele inamice situate în zone la 1200-1500 km distanță de punctul de plecare, atât în mod independent, cât și în cooperare cu alte forțe și mijloace ale Marinei.
VVA-14 ar putea fi folosit în variante de căutare și lovire, căutare și lovitură. Trei exemplare ale mașinii urmau să fie proiectate și construite, cu testarea în fabrică a începutului în ultimul trimestru al anului 1968.
Biroul de Proiectare Bartini nu a avut o producție pilot proprie, astfel încât construcția VVA-14 a fost planificată să fie realizată la uzina pilot nr.938 a Biroului de Proiectare N.I. Kamova. Dar din moment ce kamoviții nu aveau specialiști familiarizați cu specificul construcției de avioane grele, în 1968 R.L. Bartini devine designer-șef pe tema VVA-14 a noului OKB creat la uzina Taganrog nr. 86. V.I. este numit adjunct al lui Bartini. Biriulina.
Totodată, au fost emise Hotărârea Comisiei Prezidiului Consiliului de Miniștri al URSS pe probleme militaro-industriale nr. 305 din 20 noiembrie 1968 și Ordinul MAP nr. 422 din 25 decembrie 1968 privind dezvoltarea un proiect tehnic pentru aeronava VVA-14 la Uzina de Construcții de Mașini Taganrog.
Sarcina stabilită s-a dovedit a fi prea complexă pentru noul OKB, iar în 1970 a fost luată o decizie cu ajutorul A.K. OKB. Konstantinov să dezvolte documentația de proiectare și să creeze prototipuri de vehicule care decolează vertical. R.L. Bartini a devenit designer-șef pentru VVA-14, N.D. a devenit designerul principal pentru amfibien. Leonov, conform echipamentelor lui Yu.A. Bondarev.
De fapt, munca de creare a VVA-14 a fost condusă de designerul șef adjunct N.A. Pogorelov, care l-a înlocuit pe V.I. Biryulina, pentru că R.L. Bartini a locuit la Moscova și a vizitat Taganrog în vizite.
VVA-14 a fost o întreagă colecție de neobișnuit solutii tehnice, fiecare dintre acestea a necesitat o cantitate mare de muncă de dezvoltare chiar înainte de începerea testelor de zbor. În scopul testării la scară completă a sistemelor de aeronave și a elementelor structurale, au fost proiectate și construite mai multe standuri corespunzătoare.
Pentru a testa centrala electrică pe un mic stand de ponton construit la Ukhtomsk Helicopter Plant (UVZ), munca experimentala pentru a studia depresiunea și pluma de pulverizare formată atunci când un jet de gaze TRD TS-12M acționează pe suprafața apei.
Pentru a studia modurile de decolare și aterizare ale VVA-14 diferite suprafete La UVZ, a fost creat un banc de testare gaz-dinamic plutitor analog cu 1410, care a făcut posibilă testarea unui model de aeronavă la scară 1:4, echipat cu șase motoare turborreactor TS-12M care simulau funcționarea tuturor liftului. motoarele aeronavei.
Standul 1410 a fost transportat la baza de testare și experimentală a Biroului de proiectare din Gelendzhik, unde a fost supus unui ciclu complet de teste pentru a studia modurile de decolare și aterizare ale aeronavei pe suprafața apei. Rezultatele obținute au indicat, în special, că forțele și momentele care acționează asupra aeronavei în timpul decolării și aterizării verticale au fost nesemnificative, iar sistemul de stabilizare și control a aeronavei le putea respinge. Cârmele combinate cu jet de gaz pentru controlul direcției și pasului au fost, de asemenea, testate pe un banc de testare la sol. Pentru a testa controlul VVA-14, au fost create două standuri de zbor: cu un cockpit mobil și unul fix.Pe standurile de zbor, chiar înainte de primul zbor, modurile de control a aeronavei au fost bine elaborate, printre care se număra și modul de aterizare. în condiţiile creării unei dinamici intense pernă de aer. Pilotul de testare Yu.M. a fost adesea invitat la tribune. Kupriyanov, care a apreciat foarte mult munca creatorilor lor, spunând în timpul debriefing-ului primului zbor: „Au zburat ca pe un simulator!”
S-a planificat construirea a trei VVA-14 experimentale. Două copii ale aeronavei, mașinile „1M” și „2M”, au fost puse în producție simultan.Primul prototip de aeronavă „1M” a fost realizat fără motoare de ridicare și a fost destinat pentru testarea și reglarea fină a aerodinamicii și designului în toate zborurile. moduri, cu excepția decolării și aterizării verticale, și a studiilor de stabilitate și controlabil în aceste moduri, pentru testarea sistemului de propulsie și a sistemelor aeronavei. Pentru a asigura decolarea și aterizarea de pe aerodrom, aeronava a fost echipată cu un șasiu pentru biciclete cu roți orientabile (designul șasiului folosea lonjeroane de la bombardiere 3M și Tu-22).
Al doilea vehicul experimental „2M” trebuia să primească motoare de ridicare. Pe el, moduri tranzitorii și moduri de decolare și aterizare verticală de pe uscat și pe apă, o centrală electrică de ridicare, sisteme de control cu jet, automatizare și alte sisteme legate de decolare verticalăși aterizare.După ce a lucrat principalul probleme tehnice pe „1M” și „2M” a fost rândul celei de-a treia copii a VVA-14. Pe el urmau să fie testate complexe de echipamente și arme speciale, precum și a fost dezvoltată utilizarea în luptă.Avioanele au fost fabricate în cooperare între producția experimentală a Biroului de proiectare (directorul fabricii A. Samodelkov) și uzina în serie învecinată (Taganrog Mechanical). Uzină numită după G. Dimitrov, directorul S. Golovin).La uzina în serie s-au fabricat fuselajul, consolele aripilor și tăria, iar asamblarea, instalarea sistemelor de aeronave și a echipamentelor de control și înregistrare a fost responsabilitatea producției experimentale a BINE B.
Până în vara anului 1972, principalele lucrări de asamblare a aeronavei VVA-14 („1M”) au fost finalizate, iar aeronava, care a părăsit atelierul de asamblare, a fost transferată la LIK pentru dezvoltare finală înainte de testarea în zbor. VVA-14 avea un foarte aspect neobișnuit. Fuzelajul cu cabina de pilotaj s-a transformat într-o secțiune centrală, pe ale cărei laterale erau două compartimente uriașe cu flotoare și sistemul lor de presurizare. Coada măturată orizontală și verticală distanțată. Părțile detașabile ale aripii au fost atașate de chesonul secțiunii centrale. Pentru originalitatea designului, aeronava a primit porecla „Fantomas”. Inginerul de testare principal a fost I.K. Vinokurov, pilot de testare Yu.M. Kupriyanov, navigatorul de teste L.F. Kuznețov.
Parcarea în care se afla VVA-14 era situată la marginea aerodromului, în apropierea unui mic crâng, așa-zisa. „carantină”, iar în scopul păstrării secretului, „1M” a primit la bord simbolurile de înregistrare civilă URSS-19172 și Aeroflot. În perioada 12-14 iulie 1972, a început prima rulare și alergare a aeronavei pe pista neasfaltată. a aerodromului fabricii. Apoi consolele aripii și unitatea de coadă au fost scoase din VVA-14 și, respectând toate măsurile de secretizare necesare, într-o noapte au fost transportate la aerodromul vecin Taganrog, care avea o bandă de beton, pe care unul dintre regimentele de antrenament ale Yeisk. S-a bazat Școala Militară de Piloți, unde, în perioada 10-12 august, a continuat jogging-ul. Rezultatele lor au fost încurajatoare, VVA-14 s-a comportat normal în timpul rulărilor până la o viteză de 230 km/h, centrala și echipamentele de bord au funcționat fără probleme. În raportul său, pilotul de testare Yu.M. Kupriyanov a menționat că: „În timpul decolării, apropierii și alergării, aeronava este stabilă, controlabilă, nu există nicio abatere de la cursul de decolare sau de la rulare”. În plus, se atrage atenția asupra recenzie buna din carlingă și locatie convenabila instrumente de zbor și navigație și dispozitive de control al centralei electrice.
VVA-14 a decolat pentru prima dată pe 4 septembrie 1972 cu un echipaj format din pilotul de testare Yu.M. Kupriyanov și navigatorul de teste L.F. Kuznetsova. Zborul, care a durat aproape o oră, a arătat că stabilitatea și controlabilitatea mașinii în aer erau în limite normale și nu mai proaste decât cele ale aeronavelor tradiționale.Ca și la sol, în aer VVA-14 arăta foarte neobișnuit, primind un rating „cu trei capete” când a fost văzut mai jos (fuselajul central al nasului și două compartimente laterale) o altă poreclă - „Șarpe Gorynych”. Be-30 (Nr. 05 „OS”) a fost implicat în zboruri individuale ca aeronavă de escortă și ca aeronavă standard pentru calibrarea echipamentelor de zbor și navigație. Testele de zbor ale primei etape au fost finalizate până în vara anului 1973. Rezultatele lor au confirmat că designul aerodinamic inițial cu o secțiune centrală a aripii este destul de viabil, iar centrala de propulsie și sistemele principale funcționează în mod fiabil și asigură executarea zborurilor de testare.Dar rezultatul cel mai semnificativ al acestei etape de testare în zbor a fost acela de sub aeronavă atunci când zboara în apropiere. sol, grosimea pernei de aer dinamice s-a dovedit a fi semnificativ mai mare în raport cu aripa coardă aerodinamică medie decât se credea anterior. Cu o coardă aerodinamică medie a VVA-14 de 10,75 m, efectul pernei dinamice s-a simțit de la o înălțime de 10-12 m, iar la înălțimea de nivelare (aproximativ 8 m) perna era deja atât de densă și stabilă încât Yu.M. În timpul debriefing-urilor, Kupriyanov a cerut de multe ori permisiunea să scadă stick-ul de control și să lase mașina să aterizeze singură. Cu toate acestea, nu i s-a permis niciodată să efectueze un astfel de experiment, temându-se că ar putea pur și simplu să nu fie suficientă pistă.
Singurul incident grav a fost defectarea sistemului hidraulic nr. 1 la primul zbor. Cauza a fost distrugerea tubului de evacuare fluid de lucru de la pompe, din cauza coincidentei vibratiilor fuselajului cu frecventa de pulsatie a lichidului. O cale de ieșire a fost găsită prin înlocuirea tuburilor cu furtunuri de cauciuc.Deși perspectivele de a obține motoare de ridicare reale, mai degrabă decât „de hârtie” au rămas foarte incerte, în sfârșit, un dispozitiv pneumatic de decolare și aterizare (PVPU) a fost gata. Plutitoarele PVPU aveau o lungime de 14 m, un diametru de 2,5 m, iar un volum al fiecaruia dintre ele era de 50 mc. Ele au fost proiectate de Biroul de proiectare Dolgoprudny de unități și fabricate la Uzina de anvelope din Iaroslavl, prin urmare, în iarna anilor 1973-1974. VVA-14 („1M”) a fost realizat în atelierul de producție experimentală al Biroului de Proiectare, unde au fost instalate sisteme și dispozitive PVPU. În același timp, s-au efectuat teste statice pe un flotor special pregătit.Plotoarele au fost eliberate de douăsprezece ejectoare pneumatice inelare controlate - câte unul pentru fiecare compartiment de flotor. Aerul de înaltă presiune a fost preluat de la compresoarele motoarelor principale. Curățarea PVPU a fost efectuată prin cilindri hidraulici, care acționau prin tije longitudinale asupra cablurilor care acoperă flotoarele, deplasând aerul din compartimentele acestora prin supape reductoare de presiune.
Plutitoarele și sistemul lor de colectare și eliberare au fost literalmente umplute cu diverse dispozitive și sisteme unice, așa că s-au dovedit a fi foarte greu de reglat și ajustat, ceea ce a continuat pe tot parcursul primăverii și o parte a verii anului 1974. Apoi, etapa de a început testarea VVA-14 pe plutire. Întrucât trenul de aterizare a fost în poziție retrasă pe tot parcursul probelor pe mare, au fost realizate cărucioare speciale rulante pentru coborârea și ridicarea vehiculului cu flotoare umflate.În primul rând, s-a verificat imposibilitatea de scufundare a aeronavei când compartimentele plutitoare au fost depresurizate. Eliberarea presiunii din două compartimente ale unui flotor a confirmat că VVA-14 își păstrează flotabilitatea normală. Apoi a venit rândul rulării cu o creștere treptată a vitezei prin apă. Testele au arătat că viteza maxima cu toate acestea, nu trebuie să depășească 35 km/h. La viteze mari, mașina a început să-și coboare nasul la suprafața apei și a existat pericolul de deformare și distrugerea ulterioară a flotoarelor moi. Dar pentru un amfibian care zboară vertical, această viteză a fost destul de suficientă.
La sfârșitul etapei de testare a navigabilității, zborurile de testare au continuat cu flotoarele PVPU îndepărtate. Cu toate acestea, până în acest moment interesul clientului pentru VVA-14 dispăruse vizibil. Atenția principală a fost acordată îmbunătățirii Be-12, Il-38 și Tu-142 care intraseră deja în serviciu. A devenit complet clar că nu vor exista motoare de ridicare cu caracteristici acceptabile nici în viitorul îndepărtat. Prin urmare, chiar și în plină instalare și testare a PVPU R.L. Bartini a decis să modifice „1M” într-un vehicul de tip ekranoplan cu injecție de aer de la motoare suplimentare sub secțiunea centrală. Lucrările începute în această direcție au dus la crearea vehiculului experimental cu efect de sol 14M1P, dar testarea acestuia a început fără Bartini. În decembrie 1974, Robert Lyudovikovich a încetat din viață. Testele de zbor, prin inerție, au continuat în 1975. Au fost nevoiți să testeze PVPU și comportamentul mașinii cu flotoarele eliberate în zbor. Anterior, au fost efectuate o serie de alergări și abordări cu o creștere treptată a gradului de eliberare a flotoarelor (pentru aceasta, sistemul hidraulic al aeronavei a fost modificat în consecință).Primul zbor al VVA-14 cu eliberare și retragere completă a plutirile în aer au avut loc la 11 iunie 1975 cu un echipaj format din Yu.M. Kupriyanov și L.F. Kuznetsova. În total, în perioada 11 iunie - 27 iunie, în zboruri de probă, au fost efectuate 11 eliberări și curățări ale PVPU. Plutitoarele eliberate nu au cauzat probleme deosebite cu comportamentul vehiculului în aer. Scuturarea aeronavei cu flotoare umflate cu clapetele extinse, care a fost dezvăluită în timpul testării, „ca atunci când rulează de-a lungul unei benzi de pământ”, după cum au observat piloții, nu a reprezentat un pericol și putea fi eliminată prin schimbarea formei cozii. părți ale flotoarelor. Toate încercările aeronavei de a roti atunci când PVPU a fost eliberat au fost oprite constant de sistemul de control automat SAU-M. Aceste zboruri au devenit coarda finală din istoria VVA-14. În total, din septembrie 1972 până în iunie 1975, aeronava 1M a efectuat 107 zboruri cu peste 103 ore de zbor.
După terminarea programului VVA-14, aeronava „1M” a fost introdusă în atelier pentru a fi transformată în ecranolet experimental 14M1P, corpul asamblat al „2M” a fost dus la marginea îndepărtată a parcării fabricii și a treia copie a amfibiului de decolare verticală nu a fost niciodată construită.Pe baza VVA-14 au existat proiecte pentru a crea modificări în diverse scopuri.Versiunea navei ar avea console cu aripi pliabile și unități de coadă și ar putea fi bazată pe crucișătoare anti-submarine ale Proiectului 1123, nave și tancuri de marfă uscate de mare tonaj special echipate sau pe crucișătoare de transport antisubmarin VVA-14.În versiunea de transport, VVA-14 ar putea transporta 32 de persoane sau 5000 kg de marfă pe o distanță de până la 3300 km În versiunea de căutare și salvare, echipajul amfibienilor a inclus în plus doi salvatori și un medic. Compartimentul de marfă adăpostește echipamente speciale (bărci, plute, trolii etc.). Caracteristicile de zbor ale VVA-14 în versiunea de salvare au rămas aproape aceleași cu cele ale aeronavei antisubmarin, cu excepția intervalului de zbor, care putea fi mărit cu 500-1000 km.
În versiunea aeronavei repetoare pentru VVA-14, s-a planificat dezvoltarea unei antene speciale și a unui sistem de ridicare la o înălțime de 200-300 m, în timp ce vehiculul era plutitor. VVA-14 a asigurat instalarea. a complexului promițător de căutare și lovitură „Polyus” pentru a distruge submarinele cu rachete la o distanță de cel puțin 200 km de aeronava. În această versiune, amfibiul transporta o rachetă aer-suprafață cu o greutate de 3000-4000 kg, până la 9,5 m lungime și un calibru de 700-780 mm în partea inferioară a fuzelajului și un telemetru radar pe aripioară. În plus, în această versiune au fost instalate un ghidon de direcție în infraroșu și un radar panoramic. Toate aceste lucrări nu au depășit etapa inițială de luare în considerare a propunerilor tehnice și studiul problemei de către client, dar, în general, eforturile depuse nu au fost în zadar. În urma testelor, s-a obținut material experimental bogat, iar munca de pe VVA-14 în sine a devenit o școală excelentă pentru specialiștii OKB.
Proiectarea aeronavei VTOL este realizată conform designului cu aripă înaltă, cu o aripă compozită constând dintr-o secțiune centrală de susținere și console, cozi orizontale și verticale distanțate și un dispozitiv de decolare și aterizare plutitor. Structura este realizată în principal din aliaje de aluminiu cu acoperire anticoroziune și oțeluri placate cu cadmiu.Fuselajul este de construcție semi-monococă, curgând în secțiunea centrală. În prova se află o cabină pentru echipaj cu trei locuri, detașabilă când Situații de urgențăși furnizarea de salvare a echipajului în toate modurile de zbor fără utilizarea scaunelor ejectabile. În spatele cabinei se află un compartiment centrală cu 12 motoare de ridicare și un compartiment pentru arme.Aripa este formată dintr-o secțiune centrală dreptunghiulară și părți detașabile (OCS) de formă trapezoidală în plan cu un unghi transversal de V +2╟ și o pană. de 1╟, formate din profile cu grosimea relativă de 0,12. GLASS are șipci, clapete cu o singură fantă și eleroni de-a lungul întregii deschideri. Secțiunea centrală este conectată la carenaje în formă de trabuc, pe care sunt amplasate coada și PVPU.Coada este în consolă, situată pe carene, măturată înapoi. Coada orizontală cu o suprafață totală de 21,8 m2 are o întindere de-a lungul muchiei de față de 40° și este echipată cu lifturi cu o suprafață totală de 6,33 m2. Coada verticală cu două aripioare, cu o suprafață totală de 22,75 m2, are o întindere de-a lungul marginii înainte de 54°, suprafata totala cârme 6,75 m2.Dispozitivul pneumatic de decolare și aterizare include flotoare gonflabile de 14 m lungime, 2,5 m diametru și 50 m3 volum, care au câte 12 compartimente. Pentru eliberarea și curățarea flotoarelor se folosește un sistem complex mecanohidropneumoelectric cu 12 injectoare inelare (câte unul pentru fiecare compartiment). Aerul este furnizat sistemului de la compresoarele motoarelor principale. Pentru transportul aeronavei la sol este prevazut un tren de aterizare cu roti triciclu retractabil cu suport de nas si suporturi principale pe carene pe lateralele flotoarelor, fiecare suport avand doua roti. A fost folosit șasiul seriei Tu-22.Centrala este combinată, constând din două motoare bypass D-30M cu o tracțiune de 6800 kgf fiecare (designer general P.A. Solovyov), instalate unul lângă altul în nacele separate deasupra secțiunea centrală și 12 motoare RD-36 cu turboventilator -35PR cu o tracțiune de 4400 kgf (proiectant șef P.A. Kolosov), instalate în perechi înclinate înainte în compartimentul fuzelajului cu clapetele de admisie a aerului care se deschid în sus pentru fiecare pereche de motoare și clapete inferioare cu grile, a căror abatere ar putea fi reglată. Motoarele de ridicare nu erau pregătite pentru testarea în zbor, iar aeronava a zburat fără ele. S-a avut în vedere utilizarea unei unități auxiliare de putere cu turbocompresor.Sistemul de combustibil include 14 rezervoare; rezervoare cu două compartimente și 12 rezervoare protejate cu o capacitate totală de 15.500 l. S-a planificat instalarea unui sistem de realimentare pe linia de plutire.
Sistemul de control a asigurat controlul cârmelor aerodinamice cu ajutorul amplificatoarelor hidraulice, ca la aeronavele convenționale, iar controlul în modurile verticale de decolare și aterizare și în modurile tranzitorii urma să fie efectuat folosind 12 cârme cu reacție, instalate în perechi și folosind aer comprimat, preluat de la motoarele de ridicare. Sistemul de control automat asigura stabilizare in tanga, cap si altitudine in toate modurile de zbor.Sisteme de aeronave. Aeronava este dotata cu toate sistemele necesare functionarii: protectie impotriva incendiilor in compartimentele centralei, antigivrare cu alimentare cu aer cald la varfurile aripilor, cozii si prize de aer, exista sistem de oxigen si sistem de aer conditionat.Echipament. Aeronava a fost dotată cu echipamentele necesare de testare în zbor, navigație și comunicații radio și a fost prevăzută pentru utilizarea celor mai noi echipamente pentru a asigura stabilizarea automată în timpul decolării și aterizării și pe ruta pentru zborul autonom în condiții meteorologice dificile. În versiunea de salvare, aeronava VTOL trebuia să fie echipată cu echipamente radio de salvare de urgență. Aeronava antisubmarină VTOL trebuia să folosească sistemul de căutare și țintire Burevestnik, care ar căuta submarine și ar determina coordonatele și datele necesare pentru utilizarea armelor. Pentru a detecta submarinele, s-a planificat utilizarea a 144 de geamanduri radiohidroacustice RGB-1U și până la o sută de surse de sunet explozive, precum și magnetometrul aerian de căutare Bor-1. În versiunea anti-submarin, s-a planificat plasarea în depozitul de bombe a diferitelor arme cu o greutate totală de până la 2000 kg: 2 torpile de avioane sau 8 mine de avioane IGMD-500 (cu o creștere a încărcăturii de luptă la 4000 kg) sau 16 bombe de avioane PLAB-250. Pentru apărare de-a lungul rutei de patrulare, a fost prevăzut un complex defensiv care ar asigura bruiaj activ și pasiv.
| LTH: |
| Modificare | VVA-14 |
| Anvergura aripilor, m | 28.50 |
| Lungime, m | 25.97 |
| Înălțime, m | 6.79 |
| Suprafata aripii, m2 | 217.72 |
| Greutate, kg | |
| avion gol | 35356 |
| decolare maximă | 52000 |
| combustibil | 14000 |
| tipul motorului | |
| defilare | 2 DTRD D-30M |
| ridicare | 12 DTRD RD36-35PR |
| Impingerea, kgf | |
| defilare | 2 x 6800 |
| ridicare | 12 x 4400 |
| Viteza maxima, km/h | 760 |
| Viteza de croazieră, km/h | 640 |
| Viteza de plimbare, km/h | 360 |
| Raza practica, km | 2450 |
| Durata patrulei, h | 2.25 |
| Tavan practic, m | 10000 |
| Echipaj, oameni | 3 |
| Arme: | sarcină de luptă - 2000 kg (maximum - 4000 kg), 2 torpile de avioane sau 8 mine de avioane IGMD-500 (cu o creștere a încărcăturii de luptă la 4000 kg) sau 16 bombe de avioane PLAB-250. |
Să spunem puțin despre designul flotoarelor și sistemele de curățare și eliberare a acestora.
Flotoarele PVPU aveau o lungime de 14 m, un diametru de 2,5 m. Fiecare volum a fost de 50 m. Au fost proiectate de Biroul de Proiectare a Asamblarii Dolgoprudny (DKBA) și fabricate de producătorii de anvelope din Yaroslavl.
Sistemul de curățare și eliberare PVPU s-a dovedit a fi foarte dificil de reglat și de configurat teste, deoarece acest complex mecanohidropneumoelectric a încorporat diverse dispozitive specializate unice, ale căror teste de laborator la scară largă s-au dovedit, în cea mai mare parte, a fi neîndeplinite în termeni. de sincronizare și chiar din punct de vedere al tehnologiei (flotatoarele în sine, sistemele lor de acționare și management).
Pentru a testa PVPU, a fost necesar să se furnizeze o cantitate mare de aer activ de la un simulator de compresoare ale motorului principal în timpul evacuarii (umplerii). Am ieșit din situație prin proiectarea și fabricarea unei stații de filtrare care purifica aerul de înaltă presiune furnizat din rețeaua pneumatică a fabricii. Flotoarele au fost eliberate de douăsprezece ejectoare pneumatice cu inele controlate - câte unul pentru fiecare compartiment de plutitor.
Procesul a început prin deschiderea încuietorilor cilindrilor hidraulici de recoltare, care, la eliberare, au jucat rolul de amortizoare, oferind rezistență a carcasei cu cabluri care înconjoară flotoarele. Excesul de aer pentru a menține o presiune maximă constantă în exces în flotoare a fost eliberat în atmosferă prin supape de reducere a presiunii. În modul de funcționare „eliberare - curățare PVPU” suprapresiune a fost furnizat în interval de 0,15...0,25 MPa sau (0,015...0,025) atm.
După modelarea completă, pe baza semnalului din poziția eliberată, ejectorul controlat a trecut la modul de furnizare a aerului activ fără a-l amesteca cu aerul atmosferic - modul „boost”. La atingerea presiunii (1,5…2,5) MPa (sau 0,15…0,25 atm), ejectorul s-a închis automat conform semnalului de suprapresiune „0,2 kgf/cm” și a pornit periodic la „boost” când presiunea în flotor scade din cauza aerului. răcire sau din cauza scurgerilor. Excesul de presiune maxim a fost limitat prin comutarea supapei de reducere a presiunii la o presiune de 3,5 + 0,5 MPa (0,35 + 0,05 atm).
Alimentarea cu aer la „boost” în timpul evacuarii a fost efectuată de la compresorul motoarelor principale, iar atunci când staționează și în timpul zborului vertical - de la un sistem pneumatic de înaltă presiune sau de la compresorul centralei auxiliare TA-6. În timpul zborului cu avionul, a fost servit suplimentar aerul atmosferic de la prize speciale de aer.
Curățarea PVPU a fost efectuată prin cilindri hidraulici destul de puternici, care acționau prin tijele longitudinale asupra cablurilor care acoperă flotoarele, deplasând aerul din compartimente prin supapele de reducere a presiunii menționate. Au trecut la modul „eliberare - curățare PVPU” (cu încuietori deschise din exterior de cilindri pneumatici.
Plutitoarele și complexul sistemelor lor de acționare și control au fost literalmente pline de invenții, care, ca toți inventatorii, au fost realizate cu mare dificultate și alimentate de dorința lui R. Bartini de a găsi ceva nou, dar - desigur! — soluție optimă. Iată două exemple.
Primul. Sarcina de operare de la mecanismul de curățare cu flotor, depășită de cilindri hidraulici puternici, era de 14 tone și era încărcată cu arc, independent de cursa (900 mm). În poziția retrasă, pistonul a fost fixat printr-un blocaj al cilindrului, care trebuia să se deschidă mai întâi la eliberarea flotoarelor. Toată lumea înțelege: dacă împingi ușa, încărcând încuietoarea, este mult mai dificil să o deschizi decât dacă elimini distorsiunile și arcurile ușii cu mâna și apoi deschizi încuietoarea liberă.
Așadar, ipoteza cu privire la posibilitatea blocării încuietoarelor încărcate cu o forță mare la deschiderea lor a fost confirmată „strălucitor” în laborator după trei deschideri ale broaștei sub sarcină. Ce să fac? Apoi soluția comună cu încuietoare a fost transferat în sistemul PVPU: înainte de deschiderea broaștei, s-a aplicat mai întâi presiune pentru a retrage flotoarele, a descărca încuietoarea, a o deschide din exterior, după care semnalul de curățare a fost îndepărtat, iar pistonul eliberat a fost liber să se elibereze.
Al doilea exemplu. Alimentarea cu aer a ejectorului în compartimentele plutitoare în timpul eliberării a asigurat temperatura redusă a acestuia. Cu toate acestea, la umplerea la o presiune cu o capacitate maximă de lucru de 0,2 atm („boost”), compartimentele de plutire au fost alimentate printr-un canal special de evacuare. aer cald de la compresoare cu turboreactor și a existat o posibilitate de îmbătrânire accelerată și crăpare a carcasei elastice a flotoarelor în zona în care au fost instalate ejectoarele.
Pentru a preveni acest pericol, capătul canalului de evacuare a aerului cald a fost echipat cu un divizor special, al cărui design, ca în miniatură, a rezolvat problemele cunoscute din domeniul prizelor de aer ale aeronavelor supersonice - canalele prevăzute pentru combaterea undelor de șoc. , aspirarea aerului rece etc.
„Calcâiul lui Ahile” al aviației militare moderne sunt aerodromurile. Nici măcar pe ei, cât pe piste. Cea mai sofisticată aeronave de luptă de ultimă generație va deveni inutilă dacă inamicul o va distruge. Orice armată modernă are o duzină de mijloace pentru a efectua o astfel de operațiune. Cele de mai sus sunt relevante în special pentru aviația de primă linie.
Dar există o soluție foarte simplă la această problemă: asigurați-vă că avionul nu are nevoie deloc de o pistă. Este despre despre aeronavele cu decolare și aterizare verticală (VTOL), care sunt capabile să zboare spre cer literalmente dintr-un loc mic.
Gânduri despre a crea așa ceva aeronave a vizitat designeri pentru o lungă perioadă de timp; dezvoltarea proiectelor de avioane VTOL a început la scurt timp după începutul erei aviației. Dar capabilități tehnice nu le-a permis inginerilor să-și îndeplinească visele.
Primul avion sovietic cu decolare și aterizare verticală a fost Yak-36, care a decolat în 1966. Continuarea acestui proiect a fost seria Yak-38.
Dezvoltarile VTOL au avut mai mult succes în Marea Britanie. Deja în 1960, compania Hawker a creat un prototip de aeronavă care putea face o decolare verticală. Una dintre principalele componente ale succesului acestui proiect a fost crearea de către Rolls-Royce a unui motor unic capabil să dezvolte 3600 de kilograme de tracțiune în patru duze rotative, care au asigurat decolarea mașinii. În 1969, aeronava Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL a fost adoptată de Royal Air Force. Astăzi, Harrier este deja câteva generații de avioane de luptă care sunt în serviciu cu o serie de țări (inclusiv Anglia și SUA), care au participat la operațiuni de luptă și au caracteristici de înaltă performanță.
În URSS, soarta aeronavelor cu decolare și aterizare verticală este strâns legată de dezvoltarea programului (proiectele 1143) pentru construcția de crucișătoare care transportă avioane - nave care aveau atât arme de rachete, cât și arme de aviație.
La mijlocul anilor '70, a început dezvoltarea unui avion de luptă VTOL bazat pe transport, capabil să protejeze nava de raidurile aeriene inamice. Experiența creării „sistemelor verticale” în URSS a fost doar în Biroul de proiectare Yakovlev, iar această experiență nu poate fi numită prea pozitivă.
Yak-38, adoptat de Marina URSS, avea un raport tracțiune-greutate foarte scăzut și era echipat cu trei motoare simultan. Designerii au fost nevoiți să facă mașina cât mai ușoară posibil; au eliminat chiar și radarul de la bord. Motoarele nu doreau să funcționeze sincron; la latitudinile sudice pur și simplu nu porneau. Aeronava putea transporta doar bombe de calibru mic și rachete nedirijate, ceea ce i-a redus valoarea de luptă la aproape zero. Dezastrele au avut loc constant cu aceste avioane.
În plus, pentru a reduce greutatea la decolare, Yak-38 a fost forțat să ia o rezervă limitată de combustibil, ceea ce i-a redus semnificativ raza de acțiune.
Proiectul de a crea o nouă aeronavă VTOL, Yak-141, pentru nevoile flotei a început în 1975. Testele de stat au fost programate pentru 1982. Noua aeronavă a fost concepută ca un avion de luptă supersonic; inițial a fost planificat să fie echipat cu un singur motor, dar mai târziu s-a dat preferință unei aeronave cu o centrală combinată.
Aeronava Yak-141 trebuia să intre în serviciu cu crucișătoarele care transportă avioane (TAKR) Baku, Ulyanovsk, Riga și Tbilisi. De asemenea, a fost planificată dotarea portavioanelor Minsk și Kiev cu un nou avion de luptă după modernizarea acestor nave. Yak-141 trebuia să înlocuiască Yak-38, învechit și fără succes.
Centrala electrică era formată din trei motoare: două de ridicare RD-41 și unul de ridicare și susținere a R-79. Funcționarea centralei era controlată electronic; putea oferi Yak-141 o decolare verticală sau scurtă de pe puntea navei.
În 1980, armata și-a schimbat ușor cerințele pentru viitoarea aeronave: ar trebui să fie multifuncțională - capabilă nu numai să distrugă ținte aeriene, ci și să lovească navele inamice și țintele terestre. Adică să îndeplinească funcțiile unei aeronave de atac.
Din cauza problemelor cu motoarele, testele Yak-141 au fost amânate constant. Au început abia în 1987, iar până în 1990 au fost construite patru prototipuri de vânătoare. Testele complete de decolare și aterizare pe puntea navei au avut loc în septembrie 1991. În perioada de testare, au fost stabilite 12 recorduri mondiale pentru viteză și capacitate de încărcare. În timpul testării, una dintre aeronave s-a prăbușit. Pilotul a fost ejectat, dar aeronava nu a putut fi restaurată. Cauza accidentului a fost eroarea pilotului.
Această aeronavă a devenit nu numai o etapă importantă în dezvoltarea industriei aeronautice interne, ci și o mașină de reper în istoria aviației mondiale - primul avion cu decolare și aterizare verticală care a spart bariera sunetului. Trebuie remarcat faptul că Yak-141 este capabil să decoleze pe verticală cu o sarcină de luptă completă.
Acest avion a fost foarte ghinionist, a apărut tocmai în momentul în care imensa țară își trăia deja ultimele luni, iar economia cădea în prăpastie. Având o experiență amară în operarea Yak-38, armata era foarte neîncrezătoare în avioanele verticale. Nici cel mai mic rol în finalul necinstit al acestui proiect promițător l-a jucat accidentul Yak-141 în timpul testării. În 1992, nu existau bani pentru a continua lucrările la această aeronavă foarte promițătoare.
Biroul de proiectare Yakovlev a creat proiecte pentru încă două avioane VTOL: Yak-43 și Yak-201, dar acestea au rămas pe hârtie. Dezvoltatorii au încercat să ofere mașină nouă cumpărători străini, dar nu au fost comenzi. A existat o scurtă colaborare cu americanii (Lockheed Martin), dar s-a încheiat și în zadar.
În 2003, proiectul de vânătoare Yak-141 a fost închis oficial.
Descriere
Yak-141 este un avion cu aripi înalte, este realizat după un design aerodinamic normal și este echipat cu o centrală electrică combinată. 26% din fuselajul aeronavei este realizat materiale compozite, unele dintre elemente sunt realizate din aliaje rezistente la căldură pe bază de titan. Corpul folosește în mod activ aliaje de aluminiu-litiu, care sunt mai ușoare.
Fuzelajul aeronavei este de tip semi-monococ cu secțiune transversală dreptunghiulară. Motorul de ridicare și propulsie este situat în secțiunea sa din spate, iar încă două motoare de ridicare sunt situate în prova, direct în spatele cabinei pilotului. Partea din față a fuzelajului are o formă ascuțită.
Aripile sunt de formă trapezoidală, foarte bine poziționate, cu măturare dreaptă și căderea rădăcinii. Aripa este proiectată în așa fel încât aeronava să poată atinge viteze supersonice, să conducă lupte aeriene manevrabile și să efectueze zboruri lungi de croazieră.
Unitatea de coadă este cu aripioare duble și constă din cârme și stabilizatori care se mișcă complet. Este atașat la două grinzi la distanță, între care se află o duză a motorului de propulsie de ridicare.
Prize de aer forma rectangulara, sunt situate imediat în spatele cockpitului. Debitul de aer este controlat folosind o pană orizontală.
Trenul de aterizare este cu trei picioare și poate rezista la căderea unui avion de la o înălțime de cinci metri.
Centrala electrică Yak-141 include două motor de ridicare(PD) RD-41 și un sustainer-lift (PMD) R-79. De asemenea, în timpul manevrelor de decolare verticală, se folosesc cârme cu reacție, care sunt propulsate de motorul de susținere-propulsie. În designul său, Yak-141 este aproape de aeronava americană modernă VTOL F-35B, care este, de asemenea, echipată cu o centrală electrică combinată.
Motoarele de ridicare RD-41 sunt amplasate în partea din față a aeronavei, într-un compartiment special, imediat în spatele cabinei pilotului. În timpul zborului orizontal sau când sunt parcate, motoarele sunt închise cu clapete speciale în partea de sus și de jos. În timpul decolării sau aterizării, acestea se deschid, furnizând aer motoarelor și deschizând duzele. Motoarele sunt instalate la un unghi de 10° față de verticală, duzele se pot abate cu ±12,5° pe verticală de la axa motorului. RD-41 este un motor turborreactor cu un singur circuit, cu un singur arbore; poate funcționa la viteze care nu depășesc 550 km/h.
Motorul cu propulsie de ridicare R79V-300 este un motor turborreactor bypass cu post-ardere și vectorizare variabilă de tracțiune. Este situat în partea din spate a corpului aeronavei. Rotoarele acestui motor se rotesc în direcții diferite, compresoarele au o stabilitate gazodinamică crescută, iar camera de ardere conține arzătoare unice vortex. Duza motorului este rotativă, cu o zonă de secțiune transversală reglabilă; poate devia vectorul de tracțiune cu 95°. Forța maximă a R79V-300 în post-ardere este de 15.500 kgf.
Yak-141 poate decolare în trei moduri diferite: pe verticală, cu o cursă scurtă de decolare și cu o alunecare (decolare ultra-scurtă). În timpul decolării verticale, duza motorului principal se deviază la un unghi maxim; în timpul decolării, cu o cursă scurtă de decolare și alunecare, este de 65°. La decolare cu alunecare, lungimea decolare este de șase metri.
Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem
MOSCOVA, 15 decembrie— RIA Novosti, Vadim Saranov. Una dintre cele mai scumpe „jucării” ale Pentagonului - avionul de vânătoare-bombardier F-35B - a participat în această săptămână la exerciții comune SUA-Japoneză menite să răcească fervoarea rachetelor nucleare a RPDC. În ciuda valului de critici la adresa conceptului de decolare verticală utilizat în aeronave, necesitatea reluării producției de aeronave din această clasă a fost recent discutată din ce în ce mai mult în Rusia. În special, ministrul adjunct al apărării, Iuri Borisov, a anunțat recent planuri de a construi aeronave cu decolare și aterizare verticală (VTOL). Citiți de ce Rusia are nevoie de o astfel de aeronavă și dacă industria aviației are suficientă putere pentru a o crea în articolul RIA Novosti.
Cel mai popular avion de luptă internă cu decolare și aterizare verticală a fost Yak-38, care a fost pus în funcțiune în august 1977. Aeronava și-a câștigat o reputație controversată în rândul aviatorilor - din 231 de aeronave construite, 49 s-au prăbușit în accidente și incidente aviatice.
Duma de Stat a vorbit despre soarta grupării navale din largul coastei Siriei după retragerea trupelorPotrivit reprezentantului grupului parlamentar pentru Siria, Dmitri Belik, componența grupului nu se va schimba; acum include peste 10 nave și vase, inclusiv cele înarmate cu Calibru.Principalul operator al aeronavei era Marina - Yak-38 se baza pe crucișătoarele care transportau aeronave ale Proiectului 1143 „Kyiv”, „Minsk”, „Novorossiysk” și „Baku”. După cum își amintesc veteranii aviației bazate pe transportatori, rata mare de accidente a forțat comanda să reducă drastic numărul de zboruri de antrenament, iar timpul de zbor al piloților Yak-38 a fost o cifră simbolică pentru acele vremuri - nu mai mult de 40 de ore pe an. Ca urmare, nu exista un singur pilot de clasa I în regimentele de aviație navală; doar câțiva aveau calificări de zbor de clasa a doua.
Caracteristicile sale de luptă erau, de asemenea, discutabile - din cauza lipsei unei stații radar la bord, nu putea conduce decât în mod condiționat bătălii aeriene. Utilizarea Yak-38 ca avion de atac pur părea ineficientă, deoarece raza de luptă în timpul decolării verticale a fost de numai 195 de kilometri și chiar mai puțin în climatul cald.
„Copilul cu probleme” trebuia să fie înlocuit cu un vehicul mai avansat, Yak-141, dar după prăbușirea URSS, interesul pentru acesta a dispărut. După cum puteți vedea, experiența internă în crearea și operarea aeronavelor VTOL nu poate fi numită de succes. De ce a devenit din nou relevantă subiectul aeronavelor de decolare și aterizare verticală?
Caracter naval
„O astfel de mașină este vitală nu numai pentru Marina, ci și pentru Forțele Aeriene”, a declarat pentru RIA Novosti expert militar, căpitanul de prim rang Konstantin Sivkov. „Principala problemă a aviației moderne este că un avion de luptă cu reacție are nevoie de o pistă bună”, și există foarte puține astfel de aerodromuri; distrugerea lor cu o primă lovitură este destul de simplă. Aeronavele cu decolare verticală în timpul unei perioade amenințate pot fi dispersate chiar și prin tăierile pădurii. Un astfel de sistem de utilizare a aeronavelor de luptă va avea o stabilitate de luptă excepțională."
Cu toate acestea, nu toată lumea consideră că fezabilitatea utilizării aeronavelor VTOL în versiunea terestră este justificată. Una dintre principalele probleme este că în timpul decolării verticale aeronava consumă mult combustibil, ceea ce îi limitează foarte mult raza de luptă. Rusia este o țară mare, prin urmare, pentru a obține supremația aeriană, avioanele de luptă trebuie să aibă „brațe lungi”.
„Implementarea misiunilor de luptă ale aeronavelor de luptă în condițiile infrastructurii aerodromului parțial distruse poate fi asigurată prin decolare scurtă a aeronavelor convenționale de pe o secțiune a pistei mai mică de 500 de metri lungime”, spune Oleg Panteleev, directorul executiv al agenției Aviaport. . "O altă întrebare este că Rusia are planuri pentru flota de portavioane de construcție, aici utilizarea aeronavelor cu decolare verticală va fi cea mai rațională. Acestea pot să nu fie neapărat portavioane, pot fi și crucișătoare care transportă avioane cu parametrii de cel mai mic cost. ."
Apropo, F-35B astăzi este o aeronavă pur navală, principalul său client este US Marine Corps (aeronava se va baza pe nave de aterizare). F-35B britanici vor sta la baza aripii aeriene a celui mai nou portavion Queen Elizabeth, care a fost recent pus în funcțiune.
În același timp, potrivit lui Konstantin Sivkov, birourile de proiectare ruse nu trebuie să aștepte ca noii portavioane să înceapă lucrările la crearea unui analog rusesc al F-35B. „Aeronavele cu decolare și aterizare pe verticală se pot baza nu numai pe portavioane. De exemplu, un tanc este echipat cu o rampă și devine un fel de portavion; în epoca sovietică aveam astfel de proiecte. În plus, aeronavele VTOL pot fi folosit de la nave de război capabile să primească elicoptere, de exemplu fregate”, a spus interlocutorul nostru.
Putem dacă vrem
Între timp, este evident că crearea unui avion rusesc cu decolare verticală va necesita resurse și fonduri impresionante. Costul dezvoltării F-35B și a verilor săi de decolare orizontală, conform diferitelor estimări, a ajuns deja la 1,3 trilioane de dolari, iar mai multe state au participat la crearea vehiculului.
Potrivit experților, pentru a produce un vehicul comparabil ca performanță cu F-35B, va fi necesar să se rezolve o serie de probleme serioase: miniaturizarea avionicii, crearea unei noi generații de sisteme la bord și proiectarea unei structuri de avion cu speciale caracteristici. Industria aviației ruse are potențialul pentru acest lucru, mai ales că multe sisteme pot fi unificate cu a cincea generație de aeronave Su-57. În același timp, una dintre componentele cele mai laborioase poate fi motorul mașinii.
"Dezvoltatorul motorului pentru Yak-38 a încetat să mai existe. Dacă probabil că se păstrează încă vreo documentație privind duza rotativă, inclusiv post-arzătorul, atunci oamenii cu experiență practică în crearea unor astfel de componente și ansambluri nu vor mai fi, cel mai probabil, găsit. Aici „Probabil ne-am pierdut competențele”, spune Oleg Panteleev. „În general, cred că industria aviației va putea da un răspuns demn sub forma unui proiect VTOL viabil dacă clientul, reprezentat de Minister al Apărării, ia o decizie cu privire la flota care transportă avioane și componenta sa de aviație.”
Rusia va putea începe să construiască portavioane în viitorul apropiat. Potrivit Ministerului Apărării, chila portavionului greu Project 23000 Storm este de așteptat să fie așezată în 2025-2030. Până în acest moment, Marina Rusă intenționează să primească două noi nave universale de aterizare „Priboy”, capabile să transporte aeronave cu decolare și aterizare verticală.
