Rusya'nın dikey kalkış ve iniş uçaklarına ihtiyacı var. Dornier Do.31: dikey kalkış ve iniş nakliye uçağı

İÇİNDE modern dünya Her türlü özelliğe ve güce sahip giderek daha fazla uçak var. Dünyanın her yerindeki mühendisler, bu tür ulaşımla ilgili temel sorunları çözmeye çalışıyor: yakıt tüketimini azaltmak, menzili artırmak, kalkış ve inişi basitleştirmek, ancak alandan ve iç alandan ödün vermeden.

Belki de herkes pist boyunca hızlanan bir uçağı görmeye alışkındır - bu zor bir iştir ve pilotların kendisi de uçuşun başarısının bir bütün olarak kalkış ve inişe bağlı olduğunu söylüyor. Ancak uçağın dikey olarak yükselmesi durumunda bu prosedürün nasıl basitleştirileceğini hayal etmek daha mantıklı olmaz mıydı? Ancak daha geniş bir tartışmada bu tür seçenekler hiçbir yerde özellikle görülemiyor. Dikey kalkış yapan uçaklar bir efsane mi, bir gerçek mi, yoksa arkasında havacılığın geleceğinin yattığı geniş kapsamlı planlar mı var? Daha ayrıntılı olarak incelemeye değer.

STOVL F-35B kısa kalkış ve dikey iniş savaşçısı

Öncelikle dikey kalkış ve iniş yapan bir uçağın gerçekten var olduğunu bilmeniz gerekiyor. İlk modeller jet havacılığının gelişmesiyle eş zamanlı olarak ortaya çıkmaya başladı ve o zamandan beri dünyanın her yerindeki mühendislerin peşini bırakmadı. Zamanla bu durum geçen yüzyılın ikinci yarısına denk geliyor. Çok etkileyici bir isimleri vardı - “ turbo uçuşlar" O zamanlar askeri teknoloji geliştirmede bir patlama yaşandığından, mühendislerin havayı minimum çabayla, hatta dikey konumdan kaldıracak bir cihaz geliştirmeleri gerekiyordu. Bu tür uçaklar piste ihtiyaç duymazlar, yani gemi direği dahil her yerden ve her koşulda havalanabilirler.

Tüm bu projeler, uzay araştırmalarıyla ilgili, daha az önemli olmayan diğer projelerle örtüşüyordu. Genel simbiyoz, çabalarımızı ikiye katlamamıza ve mekan tasarımından fikirler çıkarmamıza olanak sağladı. Sonuç olarak, ilk dikey cihaz 1955'te piyasaya sürüldü. Teknoloji tarihinin en tuhaf yapılarından biriydi diyebiliriz. Uçağın kanatları ya da kuyruğu yoktu; yalnızca bir motor (turbojet), ampul şeklinde bir kabin ve yakıt banyoları vardı. Motor altta yapıldı. İlk turbo uçuşun aşağıdaki özellikleri vurgulanabilir:

1. Motordan gelen jet akışı nedeniyle kaldırma.
2. Gaz dümenleri aracılığıyla kontrol.
3. İlk cihazın ağırlığı 2000 kilogramın biraz üzerindedir.
4. Çekiş – 2800 kilogram.

Böyle bir uçağa ne stabil ne de kontrol edilebilir denilemeyeceğinden, ilk testler büyük hayati risk taşıyordu. Buna rağmen cihazın Tushino'da bir gösterimi yapıldı ve başarılı oldu. Uçağın kendisi ideal olmaktan uzak olmasına rağmen, bunların hepsi bu alanda daha fazla araştırma yapılmasının temelini oluşturdu. Ancak bilgiler yeni bir proje yaratmaya hizmet etti. Yak-38 adı verilen ilk Rus dikey kalkış uçağıydı.

Rusya ve diğer ülkelerde dikey uçakların yaratılma tarihi

Pek çok mühendis ve tasarımcı, 50'li yıllarda aktif olarak kullanılmaya başlanan ve geliştirilen turbojet motorların, günümüzde hala kullanılan birçok keşfin yapılmasını mümkün kıldığını hâlâ savunuyor. Bunlardan biri aktif testtir. dikey cihazlar. Bu alanın gelişmesine özel bir katkı sağlandı, daha doğrusu reaktif cihazlar O zamanlar gelişmiş kabul edilen ülkelerde. Jet uçaklarının iniş ve kalkış sırasında çok yüksek hızları olduğundan, onlar için çok uzun, geniş ve kaliteli pistler kullanıldı. Bu da ek masraflar, yeni havaalanlarının donatılması, ulaşımda rahatsızlık anlamına geliyor. savaş zamanı. Dikey bir uçak tüm bu sorunları çözebilir.

50'li yıllarda çeşitli örnekler yaratıldı. Ancak bir veya iki versiyon halinde tasarlandılar, artık yok çünkü onları tamamen yaratmak hala mümkün değildi. uygun seçenekler. Sonuçta havaya yükselerek düştüler. Başarısızlıklara rağmen 60'lı yıllarda NATO komisyonu bu yöne son derece umut verici bir öncelik verdi. Yarışmalar yapılmaya çalışıldı ama her ülke kendi gelişimine odaklandı. Böylece dünyanın her yerinden aşağıdaki cihazlar gün ışığına çıktı:

• "Serap" III V;
• Almanya VJ-101C;
• XFV-12A.

SSCB'de Yak-36 böyle bir turbo uçuş haline geldi ve ardından 38 oldu. Geliştirilmesi aynı yıllarda başladı ve test için özel bir pavyon oluşturuldu. 6 yıl sonra ilk uçuş gerçekleşti. Yani uçak dikey olarak havalandı, yatay pozisyon aldı ve sonra dikey olarak indi. Testler başarılı olduğundan 38. model oluşturuldu ve ardından Rusya doksanlı yıllarda Yak-141 ve 201 dikey kalkış uçağını tanıttı.

"Serap" III V

Uçak Almanya VJ-101C

XFV-12A uçağı

Tasarım özellikleri

Bu tür cihazlardaki gövde dikey veya yatay olarak yerleştirilebilir. Ancak her iki durumda da jet modelleri ve pervaneli modeller var. Ana motordan gelen itişi kullanan dikey gövdeli oldukça güçlü uçak. Diğer bir seçenek ise yükseliş ve uçuş sırasında da iyi sonuçlar veren halka kanatlardır.

Yatay gövde hakkında daha detaylı konuşursak, genellikle dönen kanatlar yaparlar. Diğer bir varyasyon ise pervanelerin kanatların ucuna yerleştirilmesidir. Döner tipte bir motor da olabilir. İngiltere'de de benzer cihazlar üzerinde aktif olarak çalışıyorlardı. Aktif olarak, 1800 kilogram itiş gücüne sahip iki motor kullanılarak uygulanan yenilikçi adı verilen bir proje geliştiriyorlardı. Sonuçta bu bile uçağı kazadan kurtarmadı.

Artık tüm dünyada askeri değil sivil dikey uçak geliştirme çalışmaları sürüyor. Teorik olarak bunlar mükemmel beklentiler çünkü o zaman uçaklar, büyük ve pahalı uçakların bulunmadığı küçük şehirlere bile kolaylıkla uçabilecek ve kalkış ve iniş çok daha kolay olacak. Ancak gerçekte bu teknolojinin ve fikrin pek çok dezavantajı var.

Dikey uçaklar neden henüz yaygın kullanım alanı bulamadı?

Maalesef tüm gelişmeler, iyi sonuçlara sahip olsalar bile, güvenilirlikle övünemezler. Dikey kalkış yapmaya yardımcı olan pervane kanatları boyutlarıyla dikkat çekicidir. Güçlü motorlarla birlikte hayal edilemeyecek gürültüler yaratırlar. Ayrıca tasarım açısından bakıldığında yollarına çıkabilecek olası engellerden kaçınmak ve çeşitli nesnelerin girişini engellemek gerekir.

Neresinden bakarsanız bakın hız sınırını kaldırmak mümkün değil. Sadece fizik kanunlarına göre böyle bir uçak modern uçaklar kadar hızlı hareket edemeyecek. Ve askeri araçlar saatte 1000 kilometre gibi fantastik bir hıza ulaşabiliyorsa, sivil havacılıkta kütle ve boyutların artmasıyla bu rakam saatte 700 kilometre ve altına düşüyor.

Temas halinde

Yerleşim şemasına göre

Kalkış ve iniş sırasında gövdenin konumuna göre.

• Dikey konum (kuyruk bakıcısı olarak da bilinir):
  • pervaneli (örnek: Convair XFY Pogo, Lockheed XFV);
  • reaktif;
    • ana silahın doğrudan itme gücü kullanımıyla Jet motoru(örnek - X-13 Vertijet);
    • halkalı kanatlı (coleopterus);
• Yatay pozisyon:
  • vidalarla;
    • dönen kanatlı ve pervaneli (XC-142);
    • dönen kanat uçlu pervaneler/fanlar ile (V-22 Osprey, Bell X-22);
    • pervanelerden jet sapması ile;
  • reaktif;
    • döner motorlu (Bell D-188);
    • bir sürdürülebilir jet motorunun (Hawker Siddeley Harrier) gaz jetinin sapması ile;
    • kaldırma motorlu (Dassault Mirage IIIV);

VTOL uçağının yaratılışı ve geliştirilmesinin tarihi

GSYİH uçaklarının gelişimi ilk olarak 1950'lerde, turbojet ve turboprop motor yapısının uygun teknik seviyesine ulaşıldığında başladı; bu, hem potansiyel askeri kullanıcılar arasında hem de tasarım bürolarında bu tip uçaklara yaygın ilgi uyandırdı. VTOL uçağının geliştirilmesinde önemli bir itici güç, Hava Kuvvetlerinde yaygın kullanımdı. çeşitli ülkeler Yüksek kalkış ve iniş hızlarına sahip yüksek hızlı jet avcı uçakları. Bu tür savaş uçakları, sert yüzeye sahip uzun pistlere ihtiyaç duyuyordu: Büyük ölçekli askeri operasyonlar durumunda, bu havaalanlarının önemli bir kısmının, özellikle ön cephedekilerin, düşman tarafından hızla devre dışı bırakılacağı açıktı. Bu nedenle askeri müşteriler, herhangi bir küçük platform üzerinde dikey olarak kalkış ve iniş yapabilen, yani hava alanlarından neredeyse bağımsız olan uçaklarla ilgileniyordu. Büyük ölçüde dünyanın önde gelen güçlerinin ordu ve donanma temsilcilerinin bu ilgisi sayesinde düzinelerce deneysel uçak yaratıldı. farklı sistemler. Yapıların çoğu 1-2 kopya halinde üretildi, kural olarak ilk testler sırasında kaza geçirdi ve üzerlerinde daha fazla araştırma yapılmadı. Haziran 1961'de dikey kalkış ve iniş avcı-bombardıman uçağının gerekliliklerini açıklayan NATO teknik komisyonu, böylece Batı ülkelerinde süpersonik uçakların geliştirilmesine ivme kazandırdı. 1960'lı ve 70'li yıllarda NATO ülkelerinin bu uçaklardan yaklaşık 5 bin adete ihtiyaç duyacağı ve bunlardan ilkinin 1967 yılında hizmete gireceği varsayılmıştır. Bu kadar çok sayıda ürünün tahmini, altı GSYİH uçak projesinin ortaya çıkmasına neden oldu:

• S.1150İngiliz şirketi "Hawker-Siddley" ve Batı Alman "Focke-Wulf";
• VJ-101 Batı Almanya Güney Birliği “EWR-Süd” (“Belkow”, “Heinkel”, “Messerschmitt”);
• D-24 Hollandalı Fokker şirketi ve Amerika Cumhuriyeti;
• G-95 İtalyan şirketi"Fiat";
• Mirage III V Fransız şirketi "Dassault";
• F-104G Amerikan şirketi Lockheed'in GSYİH versiyonunda İngiliz şirketleri Short ve Rolls-Royce ile birlikte.

Tüm projeler onaylandıktan sonra, önerilen tüm projeler arasından seçim yapmaları gereken bir yarışma düzenlenecekti. en iyi proje Seri üretime geçilmesi planlanıyor ancak daha projeler yarışmaya sunulmadan bunun gerçekleşmeyeceği belli oldu. Her devletin diğerlerinden farklı olarak kendi gelecekteki uçak konseptine sahip olduğu ve bir şirketin veya şirketler grubunun tekelini kabul etmeyeceği ortaya çıktı. Mesela İngiliz ordusu şirketlerini desteklemiyordu ama Fransızca projesi Almanya Lockheed projesini destekledi vb. Ancak bardağı taşıran son damla, yarışmanın sonucu ne olursa olsun Mirage III V uçak projesi üzerinde çalışacaklarını açıklayan Fransa oldu.

Yeni gereksinimler geliştiren NATO komisyonunun konseptinin değişmesinde siyasi, teknik ve taktiksel sorunlar etkili oldu. Çok amaçlı uçakların yaratılmasına başlandı. Bu durumda sunulan projelerden sadece ikisi sonuca ulaştı. ön tasarım: Fransız hükümeti tarafından finanse edilen Mirage III V uçağı ve Batı Alman endüstrisi tarafından finanse edilen VJ-101C uçağı. Bu uçaklar sırasıyla 3 ve 2 kopya halinde üretildi ve 1966 ve 1971 yıllarına kadar test edildi (4 tanesi kazalarda öldü). 1971'de ABD Deniz Kuvvetleri Havacılık Komutanlığı'nın emriyle Batı ülkelerindeki üçüncü süpersonik uçak olan Amerikan XFV-12A üzerinde çalışmalar başladı.

Sonuç olarak, yalnızca oluşturulan ve üretilen Sea-Harrier VTOL uçağı aktif ve başarılı bir şekilde kullanıldı. Falkland Savaşı sırasında. VTOL uçağının modern gelişimi, beşinci nesil bir savaş uçağı olan Amerikan F-35'tir. F-35'in VTOL uçağı olarak geliştirilmesinde Lockhead Martin, Yak-141'de uygulanan bir dizi teknolojik çözümü uyguladı.

SSCB ve Rusya'da VTOL programı

Ancak VTOL uçağının dezavantajlarının da önemli olduğu ortaya çıktı. Bu tip uçakların pilotluğunu yapmak pilot için oldukça zordur ve pilotluk tekniklerinde en yüksek niteliklere sahip olmasını gerektirir. Bu, özellikle havada asılı kalma ve geçiş modlarındaki uçuşu - havada kalmadan yatay uçuşa ve geriye geçiş anlarında etkiler. Aslında, bir VTOL jetinin pilotu, kaldırma kuvvetini ve buna bağlı olarak makinenin ağırlığını kanattan dikey itme gaz jetlerine veya tam tersi şekilde aktarmalıdır.

Pilotaj teknolojisinin bu özelliği karmaşık görevler VTOL pilotunun önünde. Ayrıca havada asılı kalma ve geçiş modlarında, VTOL uçakları genellikle dengesizdir ve yanal kaymaya maruz kalır; bu anlarda en büyük tehlike, kaldırma motorlarının olası arızasıdır. Böyle bir başarısızlık sıklıkla seri ve deneysel VTOL uçaklarında kazalara neden oldu. Dezavantajları arasında ayrıca, geleneksel uçaklarla karşılaştırıldığında VTOL uçaklarının önemli ölçüde daha düşük yük kapasitesi ve uçuş menzili, dikey uçuş modlarında yüksek yakıt tüketimi, VTOL uçak tasarımının genel karmaşıklığı ve yüksek maliyeti ve pist yüzeylerinin sıcak gaz motoru egzozu tarafından tahrip edilmesi yer alıyor.

Bu faktörlerin yanı sıra, 20. yüzyılın 70'li yıllarında dünya pazarında petrol fiyatlarında (ve buna bağlı olarak havacılık yakıtında) keskin bir artış, yolcu ve nakliye jeti VTOL uçakları alanındaki gelişmelerin pratikte durmasına yol açtı.

Önerilen birçok VTOL jet taşıma projesinden yalnızca biri pratik olarak tamamlandı ve test edildi. ] Dornier Do 31 uçağı ancak bu uçak seri üretilmedi. Yukarıdakilerin tümüne dayanarak, jet VTOL uçaklarının yaygın olarak geliştirilmesi ve kitlesel kullanımı beklentileri oldukça şüphelidir. Aynı zamanda gelenekselden uzaklaşmaya yönelik modern bir tasarım eğilimi de söz konusudur. reaktif devre Pervaneyle çalışan bir gruba (genellikle tiltrotorlara) sahip VTOL uçakları lehine: özellikle bu tür makineler şu anda seri üretilen Bell V-22 Osprey'i içerir ve onun temelinde geliştirilmektedir.

Modern askeri havacılığın “Aşil topuğu” havaalanlarıdır. Pist kadar bile değiller. En son neslin en gelişmiş savaş uçakları, düşman onu yok ederse kullanılamaz hale gelecektir. Herhangi bir modern ordunun böyle bir operasyonu gerçekleştirmek için bir düzine aracı vardır. Yukarıdakiler özellikle ön hat havacılık için geçerlidir.

Ancak bu sorunun çok basit bir çözümü var: Uçağın piste hiç ihtiyaç duymadığından emin olun. Hakkında Kelimenin tam anlamıyla küçük bir noktadan gökyüzüne uçabilen dikey kalkış ve iniş (VTOL) uçakları hakkında.

Tasarımcılar uzun zamandır böyle bir uçak yaratmayı düşünüyorlardı; VTOL uçak projelerinin geliştirilmesi havacılık çağının başlangıcından kısa bir süre sonra başladı. Ancak Tekniksel kabiliyetler mühendislerin hayallerini gerçekleştirmelerine izin vermedi.

İlk Sovyet dikey kalkış ve iniş uçağı, 1966'da havalanan Yak-36'ydı. Bu projenin devamı seri Yak-38'di.

VTOL gelişmeleri İngiltere'de daha başarılıydı. Zaten 1960 yılında Hawker şirketi dikey kalkış yapabilen bir prototip uçak yarattı. Bu projenin başarısının ana bileşenlerinden biri, Rolls-Royce tarafından, otomobilin kalkışını sağlayan dört döner nozulda 3600 kilogramlık itme gücü geliştirebilen benzersiz bir motorun yaratılmasıydı. 1969 yılında Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL uçağı Kraliyet Hava Kuvvetleri tarafından kabul edildi. Bugün Harrier, savaş operasyonlarına katılan ve yüksek performans özelliklerine sahip birçok ülkede (İngiltere ve ABD dahil) hizmet veren birkaç nesil savaş uçağıdır.

SSCB'de dikey kalkış ve iniş uçaklarının kaderi, hem füze hem de havacılık silahlarına sahip gemiler olan uçak taşıyan kruvazörlerin inşasına yönelik programın (projeler 1143) geliştirilmesiyle yakından bağlantılıdır.

70'lerin ortalarında, gemiyi düşman hava saldırılarından koruyabilen, taşıyıcı tabanlı bir VTOL savaş uçağının geliştirilmesine başlandı. SSCB'de “dikey sistemler” yaratma deneyimi yalnızca Yakovlev Tasarım Bürosu'ndaydı ve bu deneyime çok olumlu denemez.

SSCB Donanması tarafından benimsenen Yak-38, çok düşük bir itme-ağırlık oranına sahipti ve aynı anda üç motorla donatılmıştı. Tasarımcılar arabayı olabildiğince hafif yapmak zorundaydı; hatta araçtaki radarı bile kaldırdılar. Motorlar eşzamanlı çalışmak istemediler; güney enlemlerinde çalışmadılar. Uçağın yalnızca küçük kalibreli bombalar ve güdümsüz füzeler taşıyabilmesi, savaş değerini neredeyse sıfıra indirdi. Bu uçaklarda sürekli felaketler yaşanıyordu.

Ek olarak, kalkış ağırlığını azaltmak için Yak-38 sınırlı miktarda yakıt almak zorunda kaldı ve bu da menzilini önemli ölçüde azalttı.

Filonun ihtiyaçlarına yönelik yeni bir VTOL uçağı olan Yak-141'in yaratılması projesi 1975 yılında başladı. Devlet testleri 1982 için planlandı. Yeni uçağın süpersonik bir savaş uçağı olarak tasarlandı; başlangıçta tek bir motorla donatılması planlandı, ancak daha sonra kombine elektrik santraline sahip bir uçak tercih edildi.

Yak-141 uçağının, uçak taşıyan kruvazörler (TAKR) Bakü, Ulyanovsk, Riga ve Tiflis ile hizmete girmesi gerekiyordu. Bu gemilerin modernizasyonu sonrasında Minsk ve Kiev uçak gemilerinin de yeni bir savaş uçağıyla donatılması planlandı. Yak-141'in eski ve başarısız Yak-38'in yerini alması gerekiyordu.

Santral üç motordan oluşuyordu: iki kaldırma RD-41 ve bir kaldırma ve destekleme R-79. Santralin çalışması elektronik olarak kontrol ediliyordu; Yak-141'e gemi güvertesinden dikey veya kısa bir kalkış sağlıyordu.

1980'de ordu, gelecekteki uçaklara yönelik gereksinimlerini biraz değiştirdi: çok amaçlı olmalı - yalnızca hava hedeflerini yok etmekle kalmayıp, aynı zamanda düşman gemilerine ve yer hedeflerine de vurabilme yeteneğine sahip olmalı. Yani bir saldırı uçağının işlevlerini yerine getirmek.

Motorlardaki sorunlar nedeniyle Yak-141'in testleri sürekli ertelendi. Bunlar ancak 1987'de başladı ve 1990'a gelindiğinde dört savaş uçağı prototipi üretildi. Geminin güvertesine tam kalkış ve iniş testleri Eylül 1991'de yapıldı. Test süresi boyunca hız ve yük kapasitesi açısından 12 dünya rekoru kırıldı. Testler sırasında uçaklardan biri düştü. Pilot uçaktan atladı ancak uçak kurtarılamadı. Kazanın nedeni pilotaj hatasıydı.

Bu uçak, yalnızca yerli uçak endüstrisinin gelişiminde önemli bir aşama değil, aynı zamanda dünya havacılık tarihinde de bir dönüm noktası makinesi haline geldi - ses bariyerini aşan ilk dikey kalkış ve iniş uçağı. Yak-141'in tam savaş yüküyle dikey olarak kalkış yapabildiği unutulmamalıdır.

Bu uçak çok şanssızdı; tam da devasa ülkenin son aylarını yaşadığı ve ekonominin uçuruma düştüğü bir zamanda ortaya çıktı. Yak-38'i kullanma konusunda acı deneyime sahip olan ordu, dikey uçaklara karşı oldukça güvensizdi. Yak-141'in test sırasında yaşadığı kaza, bu gelecek vaat eden projenin şerefsiz sonunda en az rol oynamadı. 1992 yılında bu çok umut verici uçak üzerinde çalışmaya devam edecek para yoktu.

Yakovlev Tasarım Bürosu iki VTOL uçağı daha için projeler oluşturdu: Yak-43 ve Yak-201, ancak bunlar kağıt üzerinde kaldı. Geliştiriciler sunmaya çalıştı Yeni araba yabancı alıcılar vardı ancak sipariş yoktu. Amerikalılarla (Lockheed Martin) kısa süreli bir işbirliği oldu ama o da başarısızlıkla sonuçlandı.

2003 yılında Yak-141 savaş uçağı projesi resmi olarak kapatıldı.

Tanım

Yak-141 yüksek kanatlı bir uçaktır, normal aerodinamik tasarıma göre yapılmış ve kombine bir enerji santrali ile donatılmıştır. Uçak gövdesinin %26'sı metalden yapılmıştır kompozit malzemeler Bazı elemanlar ısıya dayanıklı titanyum bazlı alaşımlardan yapılmıştır. Gövde aktif olarak daha hafif olan alüminyum-lityum alaşımlarını kullanıyor.

Uçak gövdesi yarı monokok tipte olup dikdörtgen kesit. Kaldırma ve tahrik motoru arka kısımda bulunur ve iki kaldırma motoru daha pruvada, pilot kabininin hemen arkasında bulunur. Gövdenin ön kısmı sivri bir şekle sahiptir.

Kanatlar yamuk şeklindedir, düz bir süpürme ve kök sarkması ile yüksek bir konuma sahiptir. Kanat, uçağın süpersonik hızlara ulaşabilecek, manevra kabiliyetine sahip hava muharebesi yapabilecek ve uzun seyir uçuşları gerçekleştirebilecek şekilde tasarlandı.

Kuyruk ünitesi çift kanatlıdır ve dümenlerden ve tamamen hareketli stabilizatörlerden oluşur. Aralarında kaldırma tahrik motorunun bir nozulunun bulunduğu iki uzak kirişe tutturulmuştur.

Hava girişleri dikdörtgen şeklindedir ve kokpitin hemen arkasında bulunur. Hava akışı yatay bir kama kullanılarak kontrol edilir.

İniş takımı üç ayaklıdır ve beş metre yükseklikten düşen bir uçağa dayanabilir.

Yak-141 enerji santrali iki tane içeriyor kaldırma motoru(PD) RD-41 ve bir adet destekleyici kaldırma (PMD) R-79. Ayrıca dikey kalkış manevraları sırasında kaldırma-tahrik motoruyla çalıştırılan jet dümenleri kullanılır. Yak-141, tasarımında, aynı zamanda kombine bir enerji santrali ile donatılmış modern Amerikan VTOL uçağı F-35B'ye yakındır.

RD-41 kaldırma motorları uçağın ön tarafında, pilot kabininin hemen arkasında özel bir bölmede bulunur. Yatay uçuş sırasında veya park halindeyken motorlar üstte ve altta özel kapaklarla kapatılır. Kalkış veya iniş sırasında açılırlar, motorlara hava sağlarlar ve nozülleri açarlar. Motorlar dikeyle 10° açıyla monte edilir, nozüller motor ekseninden dikey olarak ±12,5° sapabilir. RD-41, tek devreli, tek şaftlı bir turbojet motorudur; 550 km/saat'i aşmayan hızlarda çalışabilir.

R79V-300 kaldırma tahrikli motor, art yakıcıya ve değişken itme vektörüne sahip bir bypass turbojet motorudur. Uçak gövdesinin arkasında bulunur. Bu motorun rotorları dönüyor farklı taraflar kompresörler artan gaz dinamiği stabilitesi ile karakterize edilir; yanma odası benzersiz girdaplı brülörler içerir. Motor nozulu dönebilir ve ayarlanabilir kesit alanına sahiptir; itme vektörünü 95° saptırabilir. R79V-300'ün art yakıcıdaki maksimum itme gücü 15.500 kgf'dir.

Yak-141 üç dakikada havalanabilir Farklı yollar: dikey, kısa ilerlemeli ve kaymalı (ultra kısa kalkış). Dikey kalkış sırasında ana motorun nozulu maksimum açıya sapar; kısa kalkış koşusu ve kayma ile kalkış sırasında 65°'dir. Kayarak kalkışlarda kalkış uzunluğu altı metredir.

Sorularınız varsa makalenin altındaki yorumlara bırakın. Biz veya ziyaretçilerimiz onlara cevap vermekten mutluluk duyacağız

Deneysel dikey kalkış ve iniş jet uçağı X-13 "Vertijet", 1950'lerin ortalarında Ryan Aeronautical tarafından ABD Hava Kuvvetleri için yaratıldı. İki uçak inşa edildi.
İlk dikey kalkış ve iniş (VTOL) uçağı olan X-13 "Vertijet", 1955 yılında inşa edildi ve ABD Hava Kuvvetleri üssünde yer testlerine başladı; burada, geleneksel iniş takımlarını kullanarak bir dizi uçuş gerçekleştirdi. kalkış ve iniş. Zemin testi, dikey konumda 15 saatlik ve yatay konumda 10 saatlik tezgah testini içeriyordu.
VTOL X-13 "Vertijet"in ilk havada asılı uçuşu 1956'nın başlarında yapıldı ve dikey kalkıştan yatay uçuşa ve ardından dikey inişe geçişle ilk uçuşu Kasım 1956'da yapıldı.

1956'da Ryan, koşarak havalanan, havada asılı uçuşa geçen ve ardından yuvarlanarak iniş yapan geleneksel üç tekerlekli iniş takımına sahip ikinci deneysel dikey kalkış uçağı X-13'ü yaptı. X-13 Vertijet uçağını test etme sürecinde Ryan bir dizi yeni sorunla karşılaştı; bunlardan biri, motorun dönen kütlelerinin jiroskopik etkisinin ve yön ve boylam kontrolünü etkileyen jiroskopik devinimin üstesinden gelme ihtiyacıydı. X-13 otomatik stabilizasyonu için bir sistemin geliştirilmesi. Diğer bir sorun ise, geçici koşullar sırasında delta kanadında 30°'den fazla hücum açılarında akışın durmasıydı ve bu da uçağın hareketinde istikrarsızlığa neden oluyordu.

X-13 "Vertijet" uçağı, delta kanadı ve bir turbojet motoruyla kuyruksuzdur ve geleneksel bir iniş takımına sahip değildir.
Gövde hafifçe uzatılmıştır; kokpit burunda yer almaktadır. Dikey kalkıştan yatay uçuşa ve geriye geçişte pilot koltuğu 70° öne eğilebilir. Özellikle dikey kalkış ve iniş sırasında görünürlüğü artırmak için kanopi geniş alan cam ve kabine bir arabada olduğu gibi bir dikiz aynası yerleştirildi.
Kanat üçgen şeklindedir, yükseğe monte edilmiştir, düşük en-boy oranına sahiptir, 6,4 m'lik bir açıklığa ve ön kenarı boyunca yaklaşık 60°'lik bir taramaya sahiptir. Kanat alanı - 17 m2, kanat yükü 215 kg/m2. Kanadın kanatçıkları vardır ve kanadın uçlarına küçük dikey pullar yerleştirilmiştir.

X-13 "Vertijet" uçağının tasarım özelliği iniş takımının olmamasıdır. Bir uçağı kalkış ve iniş için üzerine rampa monte edilmiş bir araba kullanılır, ikincisi hidrolik güç silindirleri tarafından kaldırılabilir ve dikey bir pozisyon alabilir. Uçağı kalkışa hazırlarken rampa indirilir, uçak üzerine yerleştirilir ve ardından kaldırılır. Uçağın, gövdenin burnunda, rampadaki çekme halatına takılan bir kancası vardır. Ek olarak, deneysel uçakta, gövdenin orta kısmına rampaya yaslanan yardımcı kafes destekleri monte edilmiştir. Rampa dikey konuma yükseldiğinde uçak kancaya "yarasa gibi" asılır.

Uçağın bir kancaya asılı olduğu bir rampadan dikey kalkış sırasında pilot, motor itişini arttırır, uçak yukarı doğru hareket eder, kanca kablodan ayrılır ve uçak dikey olarak yükselir ve ardından yavaş yavaş yatay uçuşa geçer.
İnişten önce pilot, uçağı yatay konumdan dikey konuma hareket ettirir; burada uçak, motor itişiyle desteklenir. İtki azaldığında uçak alçalır, ardından motor itişini ve gaz ve jet dümenlerini kontrol eden pilot, kanca kabloyu yakalayana kadar uçağı rampaya getirir. Bundan sonra rampa uçakla birlikte yatay konuma indirilir.

Pilotun yaklaşırken rampaya olan mesafeyi doğru bir şekilde belirleyebilmesi için, rampaya yatay konumda üzerinde işaretlenmiş bölümleri olan bir ölçüm çubuğu yerleştirildi. Ayrıca rampanın üst kısmında pilota el işaretleri veren operatörün bulunduğu bir platform bulunmaktadır.
Ryan'a göre, dikey kalkış yapan uçakların bu kalkış ve iniş yöntemi, uçağın tasarımının önemli ölçüde basitleştirilmesine, geleneksel iniş takımına olan ihtiyacın ortadan kaldırılmasına ve ağırlıktan tasarruf edilmesine olanak tanıyan bir dizi avantaj sağlıyor. yapı. Rampa arabası aynı zamanda uçağı savaş alanlarına taşımak ve bakım amacıyla da kullanılabilir.

X-13 "Vertijet" uçağının elektrik santrali, arka gövdeye monte edilmiş bir Rolls-Royce Avon R.A.28 turbojet motordan oluşuyor, hava, motora yan hava girişlerinden giriyor. Motorun itme kuvveti 4540 kgf'dir ve bu, uçağın 3630 kg'lık kalkış ağırlığıyla 1,25'lik bir itme-ağırlık oranına izin verir.
Düz uçuşta uçak, kanatçıklar ve dümen kullanılarak kontrol edilir. Dikey modlarda, uçak gaz dümenleri ve jet kontrol sistemi kullanılarak kontrol edilir: jet nozulları kanadın uçlarında bulunur ve bunlara sıkıştırılmış hava, bir turbojet motorunun kompresöründen alınmıştır.

Her iki VTOL uçağı da, yatay gövde pozisyonuna sahip VTOL uçağını tercih eden Hava Kuvvetleri tarafından X-13 "Vertijet" VTOL uçağının geliştirilmesinin durdurulduğu 1958 yılında herhangi bir uçuş olayı olmadan tamamlanan uçuş testlerini başarıyla geçti. İki deneysel VTOL X-13'ün toplam geliştirme, yapım ve test maliyeti 7 milyon doları aştı. Bununla birlikte, ABD Hava Kuvvetleri ve Donanması, taşıyıcı tabanlı hafif savaşçılar için kullanılmasını öneren dikey gövdeli VTOL tasarımına defalarca geri döndü. döner rampalardan kalkan uçak gemileri.

VTOL X-13 “Vertijet”in uçuş özellikleri
Mürettebat, insanlar: 1;
Uzunluk, m: 7,14;
Kanat açıklığı, m: 6,40;
Yükseklik, m: 4,62;
Boş ağırlık, kg: 2424;
Maksimum kalkış ağırlığı, kg: 3272;
Motor: 1 x Rolls-Royce Avon turbojet motor, kalkış itme gücü 4540 kgf;
Azami hız, km/saat: 560;
Menzil, km: 307;
Pratik tavan, m: 6100;

"Dikey kalkış ve iniş uçakları: geçmiş, bugün, gelecek"

Khramov Maksim Anatolyeviç

Çalışma planı.

Giriiş.

Dikey kalkış ve iniş yapan uçak nedir?

VTOL uçaklarının geçmişi.

Gerçek VTOL

VTOL uçağının beklenen geleceği.

Çözüm.

Giriiş.

Uçakların pist boyunca hızlanarak havalanması gerektiğini düşünmeye alışkınız. Ancak tarih, dikey kalkış ve iniş uçaklarının birçok tasarımını bilir (kısacası bunlara VTOL uçakları denir). Ancak yalnızca İngiliz Harrier ve modifikasyonları gerçekten yaygınlaştı. Bu çalışmada geçmişte VTOL uçağının gelişimi hakkında konuşmak ve önümüzdeki 30-40 yıl (altıncı nesil) boyunca VTOL uçağının olası gelişim yollarını belirlemek için bir hedef belirledim.

Dikey kalkış ve iniş yapan uçak nedir?

Başlangıç ​​olarak Dikey Kalkış ve İniş Uçağının ne olduğunu açıklamak istiyorum. Bu terimle, motorları gövdeye yerleştirilmiş ve dikey olarak kalkışına veya inmesine olanak tanıyan, ancak onu normal bir uçak gibi pistten kalkış yeteneğinden mahrum etmeyen bir itme vektör kontrol sistemi ile donatılmış bir uçağı kastediyorum. . Tam olarak bu tip makineler yalnızca 50'li yıllarda ortaya çıktı, ancak bundan önce uçakların dikey olarak kalkışına yönelik projeler vardı, ancak tasarımın karmaşıklığı nedeniyle uygulanmadı. Geleneksel VTOL uçakları arasında yaygın olarak kullanılan Harrier, Yak-38 ve yaygın olarak kullanılmayan Yak-141 ve F-35B bulunmaktadır. Bu makinelerin dezavantajları ve avantajları vardı.

Neden ortaya çıktı?

Tanımladığım tipte bir VTOL uçağına ihtiyaç 50-60'lı yıllarda ortaya çıktı,SSCB Avrupa'daki düşmanlıklara hazırlanırken. Amerikalı stratejistler mantıksal olarak savaş çıkması durumunda hava alanlarının hızla devre dışı bırakılacağını veya daha kötüsü ele geçirileceğini varsaydılar. Hava savunmasıkendini üstlendiSovyet havacılığına karşı koyma görevlerinin bir parçası,helikopterler ayrıca geri çekilme sırasında birlikleri destekleme görevlerinin bir kısmını da üstlendi (Bundeswehr üstün güçlere dayanamayacaktı) Sovyet ordusu), ama bunun için çok kusurluydular, çok yavaşlardı, çok kırılganlardı ve çok zayıf silahlanmışlardı. Bu nedenle, savaş alanındaki birlikleri desteklemek ve aynı zamanda uçaklara karşı koymak için bir uçağa ihtiyaç vardı. Sorun, o zamanın savaş uçaklarının pistlerin uzunluğu ve kalitesine ilişkin taleplerinden kaynaklanıyordu. Bu tür uçakları kullanmanın bir başka yolu da savaş sırasında yerleştirilen uçak gemilerine kurulum olabilir.Çünkü Küçük boyutlarından dolayı uçak gemileri, çağdaş uçak gemisi tabanlı avcı uçaklarını barındıramıyordu. Görev belirlendi ve çalışmalara başlandı.

Geçmiş dikey kalkış iniş uçağı

İlk üretim dikey kalkış ve iniş uçağı ve gerçekte düşmanlıklara (Falkland Savaşı) katılan tek uçak Harrier'dı. Farklı taraflara simetrik olarak yerleştirilmiş bir değil dört nozüle sahip benzersiz Rolls-Royce Pegasus motoru sayesinde ortaya çıktı; bu, dikey kalkış ve iniş sistemlerinin "ölü ağırlığını", ancak nozülleri ve buna bağlı olarak motorun kütle merkezine, kabine çok yakın bir yere yerleştirilmesi gerekiyordu. Motoru sayesinde uçak, hava muharebesinde helikopter tekniklerini kullanabiliyordu, bu onu bir kereden fazla kurtardı ancak pilot üzerinde baskı yarattı Ek gereksinimler. Teorik olarak, motorun uygun şekilde geliştirilmesi ve aerodinamiğin iyileştirilmesiyle süpersonik hıza ulaşmak oldukça mümkün olacaktır.

Yerli VTOL uçakları başlangıçta net bir amaç olmaksızın Batılı uçaklara yanıt olarak tasarlandı, ancak sonuç olarak uygulama buldular. VTOL uçağının taşıyıcı tabanlı uçak olarak kullanılması amaçlanmıştı. Yerli VTOL uçakları Yak-38 ve Yak-141, Harrier'dan farklı bir dikeylik elde etme sistemine sahipti; üç motoru kuruluydu: iki kaldırma ve bir kaldırma-tahrik, yalnızca güçleri farklıydı. Temel farklılıkların olmamasına rağmen, uçağın hem özellik hem de özellik bakımından çok farklı olduğu ortaya çıktı. dış görünüş. Yak-141'in hızı, menzili ve taşıma kapasitesi, kısa menzili nedeniyle "ön savunma uçağı" takma adını bile alan Yak-38'inkinden kat kat daha fazlaydı. Bunun nedeni Yak-38'in düşük itme-ağırlık oranı ve aslında deneysel bir makine olan ve altyapıyı ve pilotluk tekniklerini test etmek için bir geçiş aşaması olarak oluşturulan uçağın genel az gelişmişliğiydi. Kazaların çoğu pilotluk tecrübesi eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Ancak Yak-141, yerli VTOL uçağındaki ilerlemenin zirvesi değildi; Yak-43 projesi temel alınarak geliştirildi. Bu uçağa ilişkin çok az bilgi var ancak 25.000 kgf itiş gücüne sahip NK-25 bombardıman motoru veya 17.000 kgf itiş gücüne sahip P134-300 bombardıman motoru kurmayı planladıkları biliniyor. Ancak kesin olan bir şey var ki, bunun radar izini azaltan teknolojileri kullanan bir uçak olması gerekiyordu. Bu uçağın en gelişmiş VTOL uçağı olması gerekiyordu.

Şimdi dikey kalkış ve iniş uçağı

Ancak perestroyka ve ardından gelen çöküş Sovyetler Birliği bu alandaki ilerleme bayrağını Amerika Birleşik Devletleri'ne devretti ve o sırada yeni bir savunma programı JSF (Ortak Taarruz Uçağı) ortaya çıktı. Ordu, Deniz Kuvvetleri ve Deniz Piyadeleri için tek bir savaşçının yaratılmasını sağlayan bu program kapsamında iki prototip sunuldu: Lockheed Martin'den X-35 ve Boeing'den X-32. Boeing prototipi, Harrier'da yer alan fikirlerin geliştirilmiş haliydi ve bana göre daha ilericiydi. Ancak daha zayıf bir motor nedeniyle, Lockhod Martin'in F-35 adını alan prototipine yenildi. F-35 genel olarak Yak-141, F-22 Raptor ile daha önceki F-24 projesinin geliştirilmesi arasında bir geçiştir. Yak-141'den bir tahrik sistemi, dikey düzlemde dönen nozullu bir motor ve ek bir motor fikrini aldı. Ayrıca farklı yönlerde dönen rotorlar hakkında da şunu söylemek isterim; Yak'da bu, jiroskopik momenti telafi etmek için yapıldı. Kuyruk ünitesini F-22 Raptor'dan aldı. F-24'ten hava girişleri ve kokpitin bulunduğu burun bölümü. Yeni trapez kanattı. Üç farklı versiyonu vardı: Deniz Piyadeleri için AV-8B Harrier II'nin yerini alacak F-35B, Hava Kuvvetleri için F-16 ve F-35C'nin yerini alacak F-35A ve Donanma için F-16'nın yerini alacak F-35A. /A-18. F-35B herkesten farklıydı en küçük boyutlar ve ağırlığın yanı sıra bir kaldırma pervanesinin varlığı. Yak-141'de olduğu gibi kaldırma motorları yerine, savaş uçaklarının en güçlüsü olan Pratt & Whitney F-135 motoruyla tahrik edilen bir pervaneye sahiptir.

Dikey kalkış ve iniş yapan bir uçağın beklenen geleceği.

Kişisel görüşüme göre VTOL uçaklarının geleceği oldukça belirsiz; bunların hiçbir faydası yok. Beşinci nesil VTOL uçakları artık ordunun ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde geliştirildi. Ancak en yeni ve en gelişmiş VTOL uçağının geliştirilmesinden bu yana, F-35B, Pentagon'a 56 milyar doların üzerinde bir maliyete neden oldu ve ayrıca ABD askeri bütçesindeki 500 milyar dolarlık bir azalma nedeniyle, altıncı nesil VTOL uçağının geliştirilmesine başlandı. Amerika Birleşik Devletleri büyük bir soru işareti olmaya devam ediyor. Rusya başka bir konudur. VTOL uçaklarının geliştirilmesinde geniş deneyime sahibiz. Ayrıca askeri bütçeyi artırıyoruz ve gelecekte Rusya'nın altıncı nesil VTOL uçağını geliştirmeye başlayacağını umuyoruz.

Her şeyden önce benGeleceğin çift motorlu VTOL uçaklarına ait olduğunu düşünüyorum. F-35, Harrier, Yak-141 gibi klasik VTOL uçaklarının çoğu tek motora sahiptir. Bir motor iyidir çünkü ikiden daha hafiftir ve daha az yakıt tüketir, ancak bu aynı zamanda sorunları da beraberinde getirir. Gerekli itme-ağırlık oranını sağlamak için uçağın hafif olması veya veya motor çok güçlü olmalı . Ve uçaklar zamanla daha da ağırlaştığından, VTOL uçağına iki motor takmak gerekiyor. Buna ek olarak, iki motor, arızalanması veya bir roket, mermi veya kuş tarafından hasar görmesi durumunda uçağın sonunda havaalanına geri dönebilme ihtimalinin iki katı olduğu anlamına gelir.

İkincisi, sorun ortaya çıkıyor - ne tür bir motor olacak? Harrier'daki Rolls-Royce Pegasus ve Boeing X-32'deki Pratt & Whitney F119-PW-100 gibi tek bir kaldırma tahrikli motor, VTOL ekipmanının ağırlığını en aza indirir, ancak kaldırma nozullarının konumlandırılması gerektiğinden ağırlık merkezinde, motor bunu ya gövdenin dışında bulunan, aerodinamiği, EPR'yi, nozüllerden gelen gaz akış hızını vb. olumsuz yönde etkileyen itme nozullarıyla yapmanız veya motoru uzun veya düzlem haline getirmeniz gerekir. jet akışını kuyrukta bulunan memeye yönlendirmek için kısa.

F119-PW-100(SE614) Rolls-Royce Pegasus

Lockheed Martin F-35 Lightning II'deki Pratt & Whitney F135-400 ve Yak-141'deki P79B-300+2xRD-41 gibi aslında iki farklı motora bölünmüş bir tahrik sistemi, bazı motorları ortadan kaldırıyor. uçağın uzunluğuna ilişkin kısıtlamalar. Bunun bedeli, F-35'te uçağın daha geniş yapılmasına, Yak-141'de ise uçağın daha geniş yapılmasına neden olan, uçuş boyunca uçağın neredeyse işe yaramaz bir kaldırma tahrik sistemini yanında taşımak zorunda kalmasıdır. ek yakıt tedariki taşımak için.

Yak-141 uçağının kaldırma ve tahrik motoru F-35B uçağının uzaktan kumanda şeması

Motor seçimi aynı zamanda uçağın amacına da bağlıdır. Bir saldırı uçağı için hayatta kalma, iddiasızlık ve güvenilirlik önemlidir.
Bir savaş uçağı için düşük yakıt tüketimi. Bu nedenle VTOL uçağının amacına bağlı olarak motor farklı olabilir.
Saldırı uçakları, yüksek manevra kabiliyeti sağlayan ve büyük hacimler kaplamayan Rolls-Royce Pegasus'a benzer bir motor gerektirir.Bir avcı uçağı için, daha düşük bir ESR ve daha yüksek bir itme-ağırlık oranı sağlayacağı için bölünmüş bir tahrik sistemi seçmelisiniz.

Bir saldırı uçağının asıl görevi dikey kalkış Amfibi saldırılara destek verilecek. Evrensel çıkarma gemilerine dayanacak. Dikey kalkış avcı uçağı hafif uçak gemilerini temel alacak ve süper taşıyıcılara dayalı standart taşıyıcı tabanlı avcı uçağıyla aynı işlevleri yerine getirecek.

Sonuçlar.

Çalışmam sırasında VTOL uçaklarının geçmişini ve geleceğini inceledim ve 21. yüzyılda uçacaklarına inanıyorum çünkü VTOL uçakları, pistlere bağlı olmaları nedeniyle ne uçakların, ne de helikopterlerin yapamadığı görevleri yerine getiremez. onların sınırlı hız. Ne yazık ki, VTOL uçağının geliştirilmesinin önünde hala aşılmaz bir engel var. teknik nokta bakış açısı, kalkış modları sırasında devasa yakıt tüketimidir. Ancak teknoloji geliştikçe bu dezavantaj aşılabilir. Ve muhtemelen, VTOL uçaklarının çok yavaş helikopterlerin ve karmaşık altyapı gerektiren uçakların yerini alacağı ve tek bir sınıf oluşturacağı an gelecek. uçak gelecek.

Bilgi kaynakları

E.I. Ruzicki Avrupa dikey kalkış uçağı. - Moskova. Astel AST. 2000 s. 20-44; 105-108; 144-150.

Çocuklar için ansiklopedi. Teknik. Yayınevi "Avanta" 2005. s.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