Kaitseministeerium arutab uue vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega lennuki loomist - rahutagamist. Miks on Venemaal vaja vertikaalset õhkutõusvat lennukit (foto)

Kaitseministeeriumis arutatakse uue vertikaalse õhkutõusu ja maandumisega lennuki loomist, mille loomise projekt külmutati 90ndatel. Jutt käib Jakovlevi disainibüroos välja töötatud SVPP seeria taaselustamisest, uue lennuki loomisel saab kasutada Yak-141 loomise arendustöö käigus välja töötatud tehnoloogilist alust.

Viitamiseks:
Jak-141 viimane demonstratsioon oli selle esinemine Farnborough lennunäitusel; ainulaadne hävitaja ei saanud ühtegi tellimust ei kodumaistelt ega välismaistelt klientidelt. Potentsiaalsed kliendid ei näinud vajadust VTOL-i lennuki ostmiseks. "Jakk" ei olnud eriti õnnelik.

1995. aastal andis Lockheed Martin, mis töötas 5. põlvkonna vertikaalse õhkutõusmisega hävitaja kallal, raha vastutasuks tehniliste andmete ja piiratud projekteerimisandmete eest Yak-141 ja teiste kodumaiste VTOL-projektide kohta.
Pole asjata, et Venemaa inforuumis vaidlevad nad endiselt paigutuse ja komponentide üle uusim võitleja Vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise ettevõte Lockheed Martin F-35B meenutab nii meie Yak-141.

Miks ja miks taastab kaitseministeerium NSVL-i unustatud tehnoloogiat?

Yak-141-le pandi suuri lootusi, see oli tõeliselt läbimurdeline tehnoloogia. Sellel lennukil on mitu maailmarekordit:

2003. aastal, kui Yaka projekt lõpuks suleti, ei osanud keegi arvata, et VTOL-tehnoloogia oleks Venemaa jaoks nii oluline. Vene merevägi toetus laevadel baseeruvatele MiG-idele ja Su-le. Kuid praegu, kui Venemaa plaanib ehitada teist lennukikandjat, oleks vertikaalset õhkutõusv hävitaja ülimalt asjakohane.

Kas kõik uus hästi unustatud vana?

Aleksei Zakvasin

Venemaal võib ilmuda mitut tüüpi laevapõhiseid lennukeid. Seda ütles MAKS-2017 raames Vene Föderatsiooni kaitseministri asetäitja Juri Borisov. Eelkõige plaanib sõjaväeosakond taaselustada Jakovlevi projekteerimisbüroo vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise kandjapõhise lennukiprojekti. Lennuk võiks olla osa uute lennukikandjate õhutiivast, mis hakkavad tööle 2030. aastaks. Samuti ei välista kaitseministeerium 4++ põlvkonna kerghävitaja MiG-35 laevaversiooni loomist. RT selgitas välja, milline võib välja näha Venemaa lennuettevõtjatel põhineva lennunduse tulevik.

• RIA uudised

Venemaa asekaitseminister Juri Borisov ütles ajakirjanikele, et osakond arutab paljutõotava lennuki loomist lennukikandjad. Jutt käib lühikestest ja vertikaalsetest õhkutõusmis- ja maandumismasinatest. Tema sõnul kaalub kaitseministeerium abi saamiseks pöördumist Jakovlevi projekteerimisbüroo poole.

"See on "Yakovsky" liini arendus, mis katkestati. Sellised plaanid on olemas, me arutame neid, sealhulgas võib-olla hakatakse neid valdkondi ellu viima paljutõotava lennukiga lennukit kandvatele ristlejatele,“ ütles Borisov rahvusvahelises lennundus- ja kosmosesalongis (MAKS-2017).

Kaitseministeeriumi juhataja asetäitja selgitas, et uusi lennukeid läheb vaja lennukikandjatele, mis plaanitakse maha panna aastate 2018-2025 riikliku relvastusprogrammi "finišisse". Borisov rõhutas, et vertikaalset õhkutõusva lennuki arendamine on kauge tuleviku küsimus.

12 maailmarekordit

Venemaal on vertikaalsete õhkutõusmis- ja maandumislennukite (VTOL) tootmise monopoli oma nime saanud JSC Experimental Design Bureau. A.S. Jakovlev." 1966. aastal tegi Yak-36 kandjal põhinev ründelennuk oma esimese avaliku lennu. Mudelist sai selle tüübi arenenumate näidete prototüüp.

Alates 1977. aastast on NSVL merevägi käitanud Yak-38, esimest Nõukogude VTOL-i lennukit. Ründelennuk pandi kokku Saratovi lennutehases. Lennuk põhines projekti 1143 lennukit kandvatel ristlejatel "Kiiev", "Minsk", "Novorossiysk", "Bakuu".

• Jak-38


• RIA uudised

1985. aastal alustati Yak-41M prototüübi katsetamist, mis pidi olema ülehelikiirusega, manööverdatav ja multifunktsionaalne. Jakovlevi disainibüroo loobus Jak-38 moderniseerimisest ja lõi lõpuks põhialuse uus auto, paremini tuntud kui Yak-141.

Septembris-oktoobris 1991 läbis Yak-141 lennukatsetused põhjalaevastikus. Jakovlev OKB esitleti unikaalne auto, mis oli omadustelt parem välismaised analoogid. Septembris 1992 demonstreeriti Yak-141 edukalt Ühendkuningriigis Farnborough's toimunud näitusel.

Katsepiloodi Andrei Sinitsõni juhtimisel püstitatud Yak-141 püstitas 12 maailmarekordit. Lennuk sai kõik neljanda põlvkonna lennuki eelised. Yak-141 oli võimeline katma lennukikandja formatsioone ning tabama maapealseid ja maapealseid sihtmärke.

Vaatamata ilmselgele lubadusele külmutati Jakovlevi disainibüroo projekt Ukrainaga seotud lahendamata omandiprobleemide ja mereväe vähendamise kursi tõttu. Selle tulemusena jäi Venemaale vaid üks lennukit kandev ristleja Admiral Kuznetsov, mis on siiani koduks Su-33-le ja Mig-29K/KUB-ile.

1990. aastatel puudus praktiline vajadus Yak-141 arendamiseks, kuid 25 aastat hiljem ilmus see uuesti. 2017. aasta juuni lõpus teatas kaitseministeerium ambitsioonikatest plaanidest ehitada aastaks 2025 kaks Priboy-klassi universaalset maandumislaeva (UDC) ja 2030. aastaks üks Project 23000 Storm lennukikandja.

Ähvardav ja kapriisne

Vertikaalne õhkutõusmine ja maandumine on lennukikonstruktorite revolutsiooniline edasiarendus. Sõiduk võtab tekil vähe ruumi ning selle löögijõud ja võitluse tõhusus ei saa võrrelda helikopteri võimalustega.

Samas nagu iga teinegi sõjavarustus VTOL-il on lisaks eelistele ka puudusi.

Taevasse tõusmine nõuab vertikaalselt õhkutõusvalt lennukilt tohutut mootori tõukejõu reservi, mis maapinnalt õhkutõusmise hetkel töötab maksimumkiirusel. Selle tulemusena "sööb" lennuk uskumatult palju kütust ning on mõnikord lõunapoolsetel laiuskraadidel ja kuuma ilmaga kasutamiseks ohtlik.

Suurenenud kütusekulu vähendab raadiust võitlustegevus ja VTOL-i kandevõime. Lisaks on seda tüüpi lennukit raske juhtida ja kasutada kallis. Vertikaalsete stardimasinate piloodid ja tehniline meeskond peavad: kõrgeim tase kvalifikatsioonid.

Pioneerid vertikaalsete õhkutõusvate lennukite väljatöötamisel olid Briti ettevõte Hawker Siddeley, mis on Harrieri hävitajapommitajate perekonda tootnud alates 1967. aastast. Vaatamata näilisele aeglusele demonstreeris auto head omadused tõelises õhuvõitluses.

• Harrier GR3


• Wikimedia

1982. aasta Falklandi konfliktis esines Harriers imetlusväärselt Argentina hävitajate vastu, kes olid sunnitud õhku tõusma mandribaasidest. Samal ajal võisid Briti lennukid õhku tõusta sõna otseses mõttes igalt maatükilt ja õigustasid nende kasutamist lennukikandjatel.

Uutele lennukikandjatele

Ülemaailmsed kogemused vertikaalse õhkutõusmisega lennukite käitamisel lubavad järeldada, et need on lennuettevõtjapõhises lennunduses vajalik lüli. Peamine roll jäi aga lühikese või tavalise õhkutõusmisega lennukitele nende väiksema veidruse ja paremuse tõttu lahinguraadiuses. Siiani pole disainerid aeroviimistlejale ja katapultile tõhusat asendust leidnud.

Näiteks on USA merevägi juba mitu aastat püüdnud kindlaks teha viienda põlvkonna laeval põhineva hävitaja F-35B lahinguülesannet. Tähelepanuväärne on see, et see Lockheed Martini lennuk loodi Jakovlevi disainibüroost ostetud "piiratud projekteerimisandmete" põhjal ja meenutab väliselt pigem Yak-38 kui Yak-141.

Arvestades Venemaa kaitseministeeriumi plaane lennukikandjaparki suurendada, on Venemaal vaja nii lühikese ja tavapärase õhkutõusmisega lennukeid kui ka VTOL-i lennukeid. Sõjaväeosakonna esindajate praegused avaldused näitavad, et uutest lennukikandjatest võib saada Jakovlevi disainibüroo lennukite baas ja 4++ põlvkonna hävitaja MiG-35 laevaversioon.

Viienda põlvkonna hävitaja T-50 kandjapõhise versiooni väljatöötamise olukorrast pole aga praktiliselt midagi teada. 2015. aastal esitletud lennukikandja Project 23000 Storm mudelil on selgelt näha T-50, Su-33 ja MiG-29K väiksemad koopiad.

Tehnoloogiline läbimurre

Portaali Military Russia asutaja Dmitri Kornev pakkus RT-ga vesteldes, et Stormi baasil võiks olla segaõhutiib, kuid kahtles vajaduses paigutada sinna Jak-141 paljutõotav versioon. Ekspert näeb tulevaste Jakovlevi disainibüroo lennukite kasutamist löögijõuna universaalile dessantlaevad.

“Torm” saab olema üsna suur ja seetõttu on mõttekas paigutada sinna täieõiguslik õhurühm. Tuletan meelde, et Jak-38 töötati välja ristlejatele ja ma arvan, et Jakovlevi lennukid oleks loogiline paigutada uutele UDC-dele, Mistral-tüüpi laevadele ja ilmselt ka Admiral Kuznetsovile,” räägib Kornev.

Samas rõhutas Kornev, et VTOL-i lennukid ei saa põhineda Nõukogude Liidus toodetud mereväe dessantlaevadel, kuna neil puudub vajalik infrastruktuur. Jakovlevi paljutõotav lennuk kohandatakse ainult uutele ujuvplatvormidele, kuigi see suudab maanduda kõigil helikopteriväljakuga laevadel.

«Üldiselt on uudised projekti Yak-141 võimalikust taaselustamisest positiivsed. Kahtlemata on see tehnoloogiline läbimurre ning parandab meie disaini- ja lennukoolide kvaliteeti. Kuid järeldusi on veel vara teha, kuna teave vertikaalsete õhkutõusvate lennukite sõjalise kasutamise kohta vajab täpsustamist," ütles Kornev.

Vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega lennukite disain on täis suuri raskusi, mis on seotud vajadusega luua kergeid mootoreid, juhitavust nullilähedasel kiirusel jne.

Praegu on teada palju vertikaalsete õhkutõusmis- ja maandumislennukite konstruktsioone, millest paljud on juba reaalsetes lennukites kasutusele võetud.

Propelleritega lennukid

Vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise probleemi üheks lahenduseks on luua lennuk, mille tõstejõud õhkutõusu ja maandumise ajal luuakse propellerite pöörlemistelge pöörates ja horisontaallennul tiiva abil. Sõukruvide pöörlemistelje pöörlemist saab saavutada mootori või tiiva pööramisega. Sellise lennuki tiib (joonis 160) on valmistatud mitmeosalise konstruktsiooni järgi (vähemalt kaks peenest) ja kinnitatakse hingedel kere külge. Tiiva pööramise mehhanismiks on kõige sagedamini sünkroniseeritud pöörlemisega kruvitungraud, mis tagab tiiva paigaldusnurga muutumise nurga alla, mis on suurem kui 90°.

Tiib on kogu selle ulatuses varustatud mitme piluga klappidega. Piirkondades, kus tiib ei puhuta õhuvool propellerist või kui puhumiskiirused on väikesed (tiiva keskosas), on paigaldatud liistud, mis aitavad kõrvaldada seiskumist suure lööginurga korral. Vertikaalne saba erineb suhteliselt suured suurused(suuna stabiilsuse suurendamiseks madalatel lennukiirustel) ja on varustatud rooliga. Tavaliselt juhitakse sellise lennuki stabilisaatorit. Stabilisaatori paigaldusnurgad võivad varieeruda suurtes piirides, tagades lennuki ülemineku vertikaalselt stardilt horisontaallennule ja tagasi. Uime põhi läheb tagumisse sabapoomi, millele on horisontaaltasapinnas paigaldatud väikese läbimõõduga ja muutuva sammuga sabarootor, mis tagab pikisuunalise juhtimise hõljumise ja ülemineku lennurežiimides.

Elektrijaam koosneb mitmest võimsast turbopropellermootorist, mida iseloomustavad nende väiksus ja madal erikaal, suurusjärgus 0,114 kg/l. s., mis on väga oluline lennukid mis tahes tüüpi vertikaalne start ja maandumine, kuna sellistel seadmetel peab vertikaalse stardi ajal olema suurem tõukejõud kui kaal. Lisaks raskusest ülesaamisele peab ületama ka surnud tõste aerodünaamiline takistus ja luua kiirendus, et kiirendada lennukit kiiruseni, mille juures tiiva tõstejõud kompenseerib täielikult lennuki raskuse ning juhtaerodünaamilised pinnad on üsna tõhusad.

Tõsine disaini viga propelleriga vertikaalne õhkutõusmine ja maandumine on see, et lennuohutuse ja lennuki usaldusväärse juhitavuse tagamine vertikaalse stardi ajal ja üleminekutingimustes saavutatakse konstruktsiooni raskemaks ja keerukamaks muutmise hinnaga tiiva pöörlemismehhanismi ja jõuülekande abil. propellerite pöörlemise sünkroniseerimine.

Keeruline on ka lennuki juhtimissüsteem. Juhtimine õhkutõusmisel ja maandumisel ning reisilennul piki kolme telge toimub tavaliste aerodünaamiliste juhtpindade abil, kuid hõljumisrežiimis. Siirderežiimides enne ja pärast reisilendu kasutatakse muid juhtimismeetodeid.

Vertikaalsel tõusul toimub pikisuunaline juhtimine horisontaalse (muutuva sammuga) sabarootori abil, mis asub kiilu taga (joonis 160, b), suunajuhtimine toimub joa poolt puhutud klappide otsaosade diferentsiaalse läbipainde abil. sõukruvidest ja külgjuhtimine toimub välimiste propellerite sammu diferentsiaali muutmise teel.

Üleminekurežiimis viiakse läbi järkjärguline üleminek tavaliste pindade abil juhtimisele; Selleks kasutatakse käsumikserit, mille töö programmeeritakse sõltuvalt tiiva pöördenurgast. Juhtimissüsteem sisaldab stabiliseerimismehhanismi.

Propelleritega vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega lennukite jõudluse parandamine on praegu võimalik tänu sellele, et propeller on ümbritsetud rõngakujulisse kanalisse (sobiva läbimõõduga lühike toru). Selline sõukruvi arendab tõukejõudu 15-20% rohkem kui ilma “tarastuseta” sõukruvi tõukejõud. Seda seletatakse asjaoluga, et kanali seinad takistavad voolu suruõhk kruvi alumistelt pindadelt ülemistele, kus rõhku vähendatakse, ja välistada voolu hajumine kruvilt külgedele. Lisaks, kui rõngakujulise kanali kohal olev kruvi imeb õhku sisse, tekib madala rõhuga ala ja kuna kruvi paiskab alla suruõhujoa, tekib rõhuerinevus toru ülemises ja alumises osas. kanalirõngas viib täiendava tõstejõu moodustumiseni. Joonisel fig. 161 ning kujutab rõngakujulistesse kanalitesse paigaldatud propelleritega vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise skeemi. Lennuk on konstrueeritud koos nelja propelleriga, mida juhib ühine jõuülekanne.

Juhtimine mööda kolme telge ristlemisel ja vertikaallennul (joonis 161, b, c, d) toimub peamiselt propellerite sammu diferentsiaalse muutmise ja horisontaalselt paiknevate klappide kõrvalekaldumise teel kanalite taga sõukruvide poolt paisatavates joades.

Tuleb märkida, et propelleriga vertikaalselt õhkutõusvad ja maanduvad lennukid on võimelised kiiruseks 600-800 km/h. Kõrgemate allahelikiiruste ja veelgi enam ülehelikiiruste saavutamine on võimalik ainult reaktiivmootorite kasutamisel.

Reaktiivmootoriga lennukid

On teada palju vertikaalsete õhkutõusmis- ja maandumislennukite konstruktsioone joa tõukejõud, aga tüübi järgi võib need üsna rangelt jagada kolme põhirühma elektrijaam: ühe elektrijaamaga, komposiitelektrijaamaga ja tõukejõu tõsteseadmetega elektrijaamaga lennuk.

Ühe elektrijaamaga lennukid, milles sama mootor tekitab vertikaalse ja horisontaalse tõukejõu (joonis 162), võivad teoreetiliselt lennata helikiirusest mitu korda suurema kiirusega. Sellise lennuki tõsine puudus on see, et mootori rike õhkutõusmisel või maandumisel võib põhjustada katastroofi.

Komposiitelektrijaamaga lennuk suudab lennata ka ülehelikiirusel. Selle elektrijaam koosneb mootoritest, mis on ette nähtud vertikaalseks õhkutõusmiseks ja maandumiseks (tõstmine) ning horisontaalse lennu (hooldus) mootoritest, joon. 163.

Tõstemootoritel on vertikaaltelg, tõukejõumootoritel aga horisontaaltelg. Ühe või kahe tõstemootori rike stardi ajal võimaldab vertikaalset õhkutõusmist ja maandumist jätkata. TRD-sid ja DTRD-sid saab kasutada tõukemootoritena. Stardi ajal võivad tõukejõumootorid olla seotud ka vertikaalse tõukejõu loomisega. Tõukejõu vektorit suunatakse kõrvale kas pöörlevate düüside abil või mootorit koos gondliga keerates.

GDP lennukitel koos reaktiivmootorid Stabiilsuse ja juhitavuse õhkutõusmis-, maandumis-, hõljumis- ja siirderežiimides, kui aerodünaamilised jõud puuduvad või on väikesed, tagavad gaasidünaamilise tüüpi juhtimisseadmed. Vastavalt tööpõhimõttele jagunevad need kolme klassi: elektrijaamast suruõhu või kuumade gaaside valimisega, tõukejõu tõukejõu suuruse kasutamisega ja tõukejõu kõrvalekaldumise seadmete kasutamisega. tõukejõu vektor.

Suruõhu või gaaside väljatõmbamisega juhtseadmed on kõige lihtsamad ja töökindlamad. Tõstemootoritest võetud suruõhuga juhtseadme paigutuse näide on näidatud joonisel fig. 164.

Tõukejõu tõsteseadmetega elektrijaamaga lennukitel võivad olla turboventilaatorid (joonis 165) või gaasiväljaviskeseadmed (joonis 166), mis tekitavad stardi ajal vajaliku vertikaalse tõukejõu. Nende lennukite elektrijaamu saab luua turboreaktiivmootorite ja turboreaktiivmootorite baasil.

Õhusõiduki elektrijaam koos tõukejõu tõsteseadmetega, näidatud joonisel fig. 165, koosneb kahest turboreaktiivmootorist, mis on paigaldatud kere ja loovad horisontaalse tõukejõu. Vertikaalsel õhkutõusul ja maandumisel kasutatakse turboreaktiivmootoreid gaasigeneraatoritena kahe tiivas paiknevate ventilaatoritega turbiini ja kere esiosas asuva ventilaatoriga turbiini pöörlemiseks. Esiventilaatorit kasutatakse ainult pikisuunaliseks juhtimiseks.

Lennuki juhtimist vertikaalrežiimides tagavad ventilaatorid ja horisontaallennul - aerodünaamiliste tüüride abil. Ejektori elektrijaamaga lennuk, mis on näidatud joonisel fig. 166, on kahe turboreaktiivmootoriga jõujaam. Vertikaalse tõukejõu tekitamiseks suunatakse gaasivool kere keskosas asuvasse ejektorseadmesse. Seadmel on kaks keskmist õhukanalit, millest õhk suunatakse põikkanalitesse, mille otstes on piludega otsikud.

Iga turboreaktiivmootor on düüsidega ühendatud ühe keskkanaliga ja pooled põikkanalitest, nii et ühe turboreaktiivmootori väljalülitamisel või rikke korral jätkab ejektori tööd. Düüsid väljuvad ejektorikambritesse, mis suletakse kere ülemisel ja alumisel pinnal olevate klappidega. Väljaviskeseadme töötamisel väljutavad düüsist voolavad gaasid õhku, mille maht on 5,5-6 korda suurem gaaside mahust, mis on 30% suurem kui turboreaktiivmootori tõukejõud.

Ejektorikambritest voolavad gaasid on väikese kiiruse ja temperatuuriga. See võimaldab lennukit juhtida rajalt ilma spetsiaalse katteta, lisaks vähendab ejektorseade turboreaktiivmootori mürataset. Lennukit juhitakse ristlemisrežiimis tavapäraste aerodünaamiliste pindade abil ning stardi-, maandumis- ja üleminekurežiimides reaktiivtüüride süsteem, mis tagab lennuki stabiilsuse ja juhitavuse.

Tõukejõu vektorelektrijaamadel on mitmeid väga tõsiseid puudusi. Seega vajab turboventilaatoriga elektrijaam ventilaatorite mahutamiseks suuri mahtusid, mistõttu on ülehelikiirusel normaalselt töötava õhukese profiiliga tiiva loomine keeruline. Ejektorelektrijaam nõuab veelgi suuremaid mahtusid.

Tavaliselt on selliste skeemide puhul raskusi kütuse paigutamisega, mis piirab lennuki lennuulatust.

Lennukite konstruktsioone vaagides võib tekkida ekslik arvamus, et vertikaalse õhkutõusmise võimalust tuleks kompenseerida lennuki poolt tõstetava kandevõime vähendamisega. Isegi ligikaudsed arvutused kinnitavad järeldust, et vertikaalselt õhkutõusva lennukiga suur kiirus lendu saab luua ilma oluliste kandevõime või lennukauguse kadudeta, kui see lähtub lennuki konstruktsiooni algusest peale vertikaalse stardi ja maandumise nõuetest.

Joonisel fig. 167 esitatakse tavapärase konstruktsiooniga õhusõidukite masside (tavaline õhkutõus) ja SKT analüüsi tulemused. Võrreldakse võrdse stardimassiga lennukeid, millel on sama reisikiirus, kõrgus merepinnast, ulatus ja sama kandevõime. Joonisel fig. 167 on näha, kuid GDP lennukil (12 tõstemootoriga) on elektrijaam, mis on tavalisest lennukist raskem umbes 6% tavalise õhkutõusva lennuki stardimassist.

Lisaks suurendavad tõstemootori gondlid GDP lennuki struktuuri kaalu veel 3% stardikaalust. Kütusekulu õhkutõusmisel ja maandumisel, sealhulgas maapinnal liikumine, on 1,5% suurem kui tavalisel lennukil ja kaal lisavarustus lennukite SKT 1% võrra.

Seda vertikaalset õhkutõusva lennuki jaoks vältimatut lisakaalu, mis moodustab ligikaudu 11,5% stardimassist, saab kompenseerida selle konstruktsiooni muude elementide kaalu vähendamisega.

Seega on GDP lennukil tiib tavalennukiga võrreldes väiksema suurusega. Lisaks puudub vajadus kasutada tiibade mehhaniseerimist ja see vähendab kaalu ligikaudu 4,4%.

Täiendavat kokkuhoidu GDP lennukite kaalus võib eeldada teliku ja sabaosa kaalu vähendamisest. GDP lennuki teliku kaal, mis on ette nähtud maksimaalne kiirus vähenemine 3 m/sek, võib võrreldes tavapärase õhusõidukiga vähendada 2% stardimassist.

Seega näitab GDP lennukite kaalubilanss, et GDP lennuki struktuurne kaal on tavalennuki massist ligikaudu 4,5% suurem tavalennuki maksimaalsest stardimassist.

Tavalisel lennukil peab aga olema märkimisväärne kütusevaru lendude pidamiseks ja halva ilma korral alternatiivse lennuvälja leidmiseks. Seda vertikaalselt õhkutõusva lennuki kütusevaru saab oluliselt vähendada, kuna see ei vaja raja ja võib maanduda peaaegu igas kohas, mille mõõtmed võivad olla ebaolulised.

Eelnevast järeldub, et GDP-lennuk, millel on sama stardimass kui tavalennukil, suudab kanda sama kasulikku koormust ning lennata sama kiirusega ja samas ulatuses.

Kasutatud kirjandus: "Fundamentals of Aviation" autorid: G.A. Nikitin, E.A. Bakanov

Laadige kokkuvõte alla: Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist.

Kaasaegse sõjalennunduse “Achilleuse kand” on lennuväljad. Isegi mitte niivõrd neid, kuivõrd lennuradasid. Kõige keerukam lahingulennuk uusim põlvkond muutub kasutuks, kui vaenlane selle hävitab. Igal kaasaegsel armeel on sellise operatsiooni läbiviimiseks tosin vahendit. Ülaltoodu on eriti asjakohane eesliinilennunduse jaoks.

Kuid sellele probleemile on väga lihtne lahendus: veenduge, et lennuk ei vaja üldse lennurada. Jutt käib vertikaalse stardi ja maandumise (VTOL) lennukitest, mis on võimelised tõusma taevasse sõna otseses mõttes pisikesest kohast.

Disainerid on sellise lennuki loomisele mõelnud juba pikka aega, VTOL-i lennukiprojektide arendamine algas vahetult pärast lennuajastu algust. Kuid tehnilised võimalused ei võimaldanud inseneridel oma unistusi ellu viia.

Nõukogude esimene vertikaalselt õhku tõusev ja maanduv lennuk oli Yak-36, mis tõusis õhku 1966. aastal. Selle projekti jätk oli seeria Yak-38.

VTOL-i arendused olid Ühendkuningriigis edukamad. Juba 1960. aastal lõi ettevõte Hawker lennuki prototüübi, mis suutis vertikaalselt õhku tõusta. Selle projekti edu üks peamisi komponente oli Rolls-Royce'i poolt ainulaadse mootori loomine, mis suudab arendada 3600 kilogrammi tõukejõudu nelja pöörleva düüsi külge, mis tagas auto õhkutõusmise. 1969. aastal võeti kuninglike õhujõudude poolt kasutusele Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL lennukid. Tänaseks on Harrier juba mitu põlvkonda lahingulennukeid, mis on teenistuses mitmete riikidega (sh Inglismaa ja USA), mis on osalenud lahingutegevuses ja millel on kõrged jõudlusomadused.

NSV Liidus on vertikaalselt õhkutõusvate ja maanduvate lennukite saatus tihedalt seotud programmi (projektid 1143) väljatöötamisega lennukit kandvate ristlejate - laevade, millel oli nii raketi- kui ka lennurelvi - ehitamiseks.

70ndate keskel hakati välja töötama vedajal põhinevat VTOL-hävitajat, mis suudab kaitsta laeva vaenlase õhurünnakute eest. NSV Liidus "vertikaalsete süsteemide" loomise kogemus oli ainult Jakovlevi disainibüroos ja seda kogemust ei saa nimetada liiga positiivseks.

NSVL mereväe poolt vastu võetud Yak-38-l oli väga madal tõukejõu ja kaalu suhe ning see oli varustatud kolme mootoriga korraga. Disainerid pidid muutma auto võimalikult kergeks, eemaldasid isegi pardaradari. Mootorid ei tahtnud sünkroonselt töötada, lõunapoolsetel laiuskraadidel nad lihtsalt ei käivitunud. Lennuk sai kanda vaid väikesekaliibrilisi pomme ja juhitamata rakette, mis vähendas selle lahinguväärtuse peaaegu nullini. Nende lennukitega juhtus pidevalt katastroofe.

Lisaks oli Yak-38 stardimassi vähendamiseks sunnitud võtma piiratud koguse kütust, mis vähendas oluliselt selle ulatust.

Uue VTOL-lennuki Yak-141 loomise projekt lennukipargi vajadusteks algas 1975. aastal. Riigikatsed määrati 1982. aastaks. Uus lennuk loodi ülehelikiirusega hävitajana, algselt plaaniti see varustada ühe mootoriga, kuid hiljem eelistati kombineeritud jõujaamaga lennukit.

Lennuk Yak-141 pidi teenistusse asuma Bakuu, Uljanovski, Riia ja Thbilisi lennukiristlejatega (TAKR). Samuti plaaniti pärast nende laevade moderniseerimist varustada Minski ja Kiievi lennukikandjad uue hävitajaga. Jak-141 pidi asendama vananenud ja ebaõnnestunud Yak-38.

Elektrijaam koosnes kolmest mootorist: kaks tõstvat RD-41 ja üks tõstev ja toetav R-79. Elektrijaama tööd juhiti elektrooniliselt, see võis pakkuda Yak-141-le vertikaalset või lühikest õhkutõusmist laeva tekilt.

1980. aastal muutis sõjavägi veidi tulevaste lennukite nõudeid: see peaks olema mitmeotstarbeline - mitte ainult õhusihtmärkide hävitamiseks, vaid ka vaenlase laevade ja maapealsete sihtmärkide hävitamiseks. See tähendab, et täita ründelennuki funktsioone.

Mootorite probleemide tõttu lükati Yak-141 katseid pidevalt edasi. Need said alguse alles 1987. aastal ja 1990. aastaks oli ehitatud neli hävitaja prototüüpi. Täielikud stardi ja maandumise katsetused laeva tekil toimusid 1991. aasta septembris. Testimisperioodil püstitati 12 kiiruse ja kandevõime maailmarekordit. Katsetamise ajal kukkus üks lennukitest alla. Piloot väljus, kuid lennukit ei õnnestunud taastada. Õnnetuse põhjuseks oli piloodi viga.

Sellest lennukist ei saanud mitte ainult oluline etapp kodumaise lennukitööstuse arengus, vaid ka maailma lennunduse ajaloo maamärk – esimene vertikaalselt õhkutõusv ja maanduv lennuk, mis purustas helibarjääri. Tuleb märkida, et Yak-141 on võimeline täis lahingukoormusega vertikaalselt õhku tõusma.

Sellel lennukil oli väga õnnetu, see ilmus just sel hetkel, kui hiiglaslik riik oli juba lõppemas. viimastel kuudel, ja majandus langes kuristikku. Omades kibedaid kogemusi Jak-38 käitamisel, suhtusid sõjaväelased vertikaalsete lennukite suhtes väga umbusaldavalt. Mitte vähim roll selle kuulsusetu lõpus paljutõotav projekt Oma rolli mängis ka katsetamise ajal toimunud Yak-141 õnnetus. 1992. aastal polnud raha selle väga paljutõotava lennuki kallal töö jätkamiseks.

Jakovlevi disainibüroo koostas projektid veel kahele VTOL-i lennukile: Yak-43 ja Yak-201, kuid need jäid paberile. Arendajad üritasid uut autot välisostjatele pakkuda, kuid tellimusi ei tulnud. Lühike koostöö ameeriklastega (Lockheed Martin) tehti, aga ka see lõppes asjata.

2003. aastal suleti hävitajate projekt Yak-141 ametlikult.

Kirjeldus

Yak-141 on kõrge tiivaga lennuk, see on valmistatud tavalise aerodünaamilise konstruktsiooni järgi ja varustatud kombineeritud elektrijaamaga. 26% lennuki kerest on valmistatud komposiitmaterjalidest, osa elemente on valmistatud kuumakindlatest titaanipõhistest sulamitest. Kere kasutab aktiivselt alumiiniumi-liitiumi sulameid, mis on kaalult kergemad.

Lennuki kere on ristkülikukujulise ristlõikega poolmonokokktüüpi. Tõste- ja tõukemootor asub selle tagaosas ja veel kaks tõstemootorit asuvad vööris, otse piloodikabiini taga. Kere esiosa on terava kujuga.

Tiivad on trapetsikujulised, kõrge asetusega, sirge pühkimise ja juure longu. Tiib on konstrueeritud selliselt, et lennuk suudab saavutada ülehelikiirust, pidada manööverdatavat õhulahingut ja pikki ristllende.

Sabaüksus on kahepoolse uimega ning koosneb tüüridest ja kõikehõlmavatest stabilisaatoritest. See on kinnitatud kahe kaugtala külge, mille vahel on tõstejõumootori otsik.

Õhuvõtuavad on ristkülikukujulised ja asuvad vahetult kokpiti taga. Õhuvoolu reguleerimine toimub horisontaalse kiilu abil.

Telik on kolme jalaga ja talub lennuki kukkumist viie meetri kõrguselt.

Jak-141 jõujaamas on kaks RD-41 tõstemootorit (PD) ja üks R-79 tõukemootor (PMD). Samuti kasutatakse vertikaalse stardi manöövrite ajal reaktiivroole, mille jõuallikaks on tõste-tõukemootor. Oma disainilt on Yak-141 lähedane kaasaegsele Ameerika VTOL lennukile F-35B, mis on samuti varustatud kombineeritud elektrijaamaga.

Tõstemootorid RD-41 asuvad lennuki ees, spetsiaalses sektsioonis, vahetult piloodikabiini taga. Horisontaalse lennu ajal või parkimisel suletakse mootorid ülevalt ja alt spetsiaalsete klappidega. Tõusu või maandumise ajal need avanevad, andes mootoritele õhku ja avades düüsid. Mootorid on paigaldatud vertikaali suhtes 10° nurga all, düüsid võivad kalduda vertikaalselt mootori teljest ±12,5°. RD-41 on üheahelaline, ühe võlliga turboreaktiivmootor, võib see töötada kiirustel, mis ei ületa 550 km/h.

R79V-300 tõstejõumootor on järelpõleti ja muutuva tõukejõu vektoriga möödaviigu turboreaktiivmootor. See asub lennuki kere tagaosas. Selle mootori rootorid pöörlevad eri suundades, kompressoritel on suurenenud gaasidünaamiline stabiilsus ja põlemiskambris on ainulaadsed keerispõletid. Mootori otsik on pööratav, reguleeritava ristlõikepindalaga, see võib tõukejõu vektorit 95° võrra kõrvale kalduda. R79V-300 maksimaalne tõukejõud järelpõletis on 15 500 kgf.

Yak-141 suudab õhku tõusta kolmega erinevatel viisidel: vertikaalne, lühikese tõusu ja libisemisega (ülilühike start). Vertikaalse stardi ajal kaldub peamootori otsik maksimaalse nurga alla, lühikese stardijooksu ja libisemisega õhkutõusmisel on see 65°. Libisemisega õhkutõusmisel on stardipikkuseks kuus meetrit.

Kui teil on küsimusi, jätke need artikli all olevatesse kommentaaridesse. Meie või meie külastajad vastavad neile hea meelega

Vaatamata õhusõidukites kasutatava vertikaalse õhkutõusmise kontseptsiooni kriitikalainele on vajadus selle klassi lennukite tootmist jätkata aastal. Hiljutiüha enam räägitakse Venemaal 15. detsember 2017, 11:33

Üks Pentagoni kalleimaid "mänguasju" - hävitaja-pommitaja F-35B - osales sel nädalal USA-Jaapani ühisõppustel, mille eesmärk oli jahutada KRDV tuumarakettide kirglikkust. Vaatamata lennukis kasutatava vertikaalse õhkutõusmise kontseptsiooni kriitikalainele on Venemaal viimasel ajal üha enam arutletud selle klassi lennukite tootmise jätkamise vajaduse üle. Eelkõige teatas asekaitseminister Juri Borisov hiljuti plaanist ehitada vertikaalset õhkutõusmis- ja maandumislennukid (VTOL). Sellest, miks Venemaal sellist lennukit vaja on ja kas lennutööstusel jätkub jõudu selle loomiseks.

Populaarseim vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega kodumaise lahingulennuk oli Yak-38, mis võeti kasutusele 1977. aasta augustis. Lennuk on pälvinud lendurite seas vastuolulise maine – 231 ehitatud lennukist 49 kukkus alla õnnetustes ja lennuintsidentides.

Lennuki peamiseks operaatoriks oli merevägi - Jak-38 põhines projekti 1143 lennukit kandvatel ristlejatel "Kiiev", "Minsk", "Novorossiysk" ja "Bakuu". Nagu lennuettevõtjapõhise lennunduse veteranid meenutavad, sundis suur õnnetusjuhtumite arv juhtkonda järsult vähendama treeninglendude arvu ja Yak-38 pilootide lennuaeg oli nende aegade jaoks sümboolne näitaja - mitte rohkem kui 40 tundi aastas. Seetõttu ei olnud mereväe lennurügementides ainsatki esimese klassi pilooti, ​​vaid üksikutel oli teise klassi lennukvalifikatsioon.

Küsitavad olid ka lahinguomadused – parda puudumise tõttu radarijaamõhulahinguid sai ta läbi viia vaid tinglikult. Yak-38 kasutamine puhta ründelennukina tundus ebaefektiivne, kuna lahinguraadius vertikaalse stardi ajal oli vaid 195 kilomeetrit ja kuumas kliimas veelgi vähem.

Ülehelikiirusega mitmeotstarbeline vertikaalne õhkutõusmis- ja maandumishävitaja-pealtlööja Yak-141

Asendada " raske laps"Jak-141 pidi tulema arenenum sõiduk, kuid pärast NSV Liidu lagunemist huvi selle vastu kadus. Nagu näha, kodune kogemus VTOL-i lennukite loomist ja käitamist ei saa nimetada edukaks. Miks on vertikaalse õhkutõusmise ja maandumise teema taas aktuaalseks muutunud?

Mereväe iseloom

"Selline masin pole mitte ainult oluline Mereväele, aga ka Õhujõud, - ütles RIA Novostile sõjaväeekspert, esimese auastme kapten Konstantin Sivkov. - peamine probleem kaasaegne lennundus Probleem on selles, et reaktiivhävitaja vajab head lennurada ja selliseid lennuvälju on väga vähe, nende hävitamine esimese löögiga on üsna lihtne. Ohuperioodil võivad vertikaalset õhkutõusvad lennukid hajutada isegi metsalagendikel. Selline lahingulennukite kasutamise süsteem on erakordse lahingustabiilsusega.

Kõik aga ei pea põhjendatuks VTOL-i lennukite kasutamise otstarbekust maismaaversioonis. Üks peamisi probleeme on see, et vertikaalse õhkutõusmise ajal kulutab lennuk palju kütust, mis piirab oluliselt selle lahinguraadiust. Venemaa on seega suur riik, et saavutada õhuülimus, hävituslennuk peab olema " Pikad käed".

"Hävitajalennukite lahinguülesannete elluviimise osaliselt hävinud lennuvälja infrastruktuuri tingimustes saab tagada tavalennukite lühiajaline õhkutõus alla 500 meetri pikkuselt raja lõigult," ütleb agentuuri Aviaport tegevdirektor Oleg Pantelejev. "Teine küsimus on see, et Venemaal on plaanid ehituslennukikandjate lennukipargi osas, siin on kõige ratsionaalsem vertikaalselt õhkutõusvate lennukite kasutamine. Need ei pruugi olla lennukikandjad, need võivad olla ka kõige madalamate kuluparameetritega lennukikandjad. ."

F-35 hävitaja

Muide, F-35B on tänapäeval puhtalt merelennuk, selle põhiklient on kere Merekorpus USA (lennuk hakkab põhinema maanduvatel laevadel). Briti F-35B-d saavad aluse uusima lennukikandja Queen Elizabethi õhutiivale, mis hiljuti kasutusele võeti.

Samal ajal ei pea Venemaa disainibürood Konstantin Sivkovi sõnul ootama, kuni uued lennukikandjad alustavad tööd F-35B Venemaa analoogi loomisega. "Vertikaalsed õhkutõusvad ja maanduvad lennukid võivad põhineda mitte ainult lennukikandjatel. Näiteks tanker varustatakse rambiga ja sellest saab omamoodi lennukikandja, aastal nõukogude aeg meil olid sellised projektid. Lisaks saab VTOL-i lennukeid kasutada sõjalaevadelt, mis on võimelised vastu võtma helikoptereid, näiteks fregattidelt,“ rääkis meie vestluskaaslane.

Me saame, kui tahame

Samal ajal on ilmne, et Venemaa vertikaalse õhkutõusmisega lennuki loomine nõuab muljetavaldavaid ressursse ja rahalisi vahendeid. F-35B ja selle horisontaalsete õhkutõusvate sugulaste arendamise maksumus on erinevatel hinnangutel jõudnud juba 1,3 miljardi dollarini ning sõiduki loomises osalesid mitmed riigid.

Hiljuti teatas asekaitseminister Juri Borisov, et Venemaa lennukikandjatele võidakse luua uut tüüpi lennukid: lühike õhkutõus ja maandumine või täispüstitõus. Ühest küljest pole vaja midagi erilist leiutada: vastav masin - Yak-141 - loodi juba aastal. viimased aastad NSV Liit on end hästi tõestanud. Aga kui palju Vene laevastik sellist lennukit praegu vajab?

Lennuk Jak-141. Foto: WikiMedia Commons

Lennuk, mis suudab õhku tõusta ja maanduda ilma jooksuta, on olnud lendurite unistus juba ammu: see ei nõua pikki maandumisradasid, küll aga piisab väikesest pinnast nagu helikopteril. See on eriti oluline nende jaoks sõjalennundus, sest lahinguolukordades olevad lennuväljad hävitatakse sageli vaenlase rünnakute tõttu. Merelennunduse jaoks on pikkade lennuradade omamine seda problemaatilisem, kuna nende suurust piirab laeva teki pikkus.

Samal ajal hõlmab Venemaa relvajõudude ümberrelvastus ka uute lennukite ristlejate ehitamist. Seoses sellega hakkasid sõjaväelased mõtlema: kas sellised laevad ei peaks olema varustatud vertikaalsete õhkutõusmis- ja maandumislennukitega?

Väärib märkimist, et Venemaa kaitsetööstus ei pea jalgratast uuesti leiutama: sellel on tohutu kogemus nõukogude ajast saadik. Piisab, kui öelda, et kuulus reisilennuk An-28 vajas õhkutõusmiseks vaid 40 meetrit lennurada!

Õhuväes kasutusel olevad vertikaalse stardi lahingumasinad Nõukogude Liit oli ka näiteks ründelennukeid Jak-38; troopilistes meredes aga pikkade reiside ajal Nõukogude laevad selle mootorid hakkasid talitlushäireid tegema. Kuid Jakovlevi disainibüroo kaasaegsem arendus - lennuk Yak-141, mille intensiivne katsetamine algas 80ndate lõpus, püstitas oma klassi lennukite jaoks koguni 12 maailmarekordit! Kahjuks ei elanud see ainulaadne lennuk NSV Liidu kokkuvarisemist üle ja programmi piirati hoolikalt. Siiski mitte täielikult: 90ndate keskel, sõlmitud lepingu raames Ameerika firma Lockheed rakendas edukalt Yakovlevite arendusi, et luua viienda põlvkonna hävitaja-pommitaja F-35, mille paljude funktsioonide hulgas (nagu radari varjamistehnoloogia) oli vertikaalse õhkutõusmise võimalus.

Kuid välismaine tehnoloogia ilma selle autoriteta ei toonud ameeriklastele Yak-141-ga võrreldavat edu: kiidetud superhävitaja kaotas USA-s enda korraldatud katsetuse raames treeninglahingu peaaegu veekogueelsele (algselt 70ndatest). 20. sajandist) F-16. Tõsi, uus Phantom püstitas vähemalt ühe “rekordi”: oma arendusprogrammi kõrge hinna poolest, mis on juba ületanud poolteise triljoni dollari piiri. Nii et isegi president Trump, kes on tuntud oma lugupidava suhtumise poolest armee ümberrelvastamisesse, mõtles, kas mäng on küünalt väärt. Ja Saksamaa ja Prantsusmaa valitsused otsustasid targalt mitte osta välismaalt kalleid mänguasju, leppides oma usaldusväärsete ja end tõestanud masinatega. neljas põlvkond kuigi ilma vertikaalse õhkutõusmise võimaluseta. Ma arvan, et esiteks sellepärast, et viimane funktsioon ei ole enamikul juhtudel nii kriitilise tähtsusega.

Kas vaenlane suudab lennuvälju pommitada? Samuti kasutas Nõukogude diviisiülem Pokrõškin Saksamaa lahingute ajal oma õhudiviisi maandumisrajana kindlat Saksa kiirteed. Lisaks võimaldab kaasaegne tehnoloogia selliseid teid rajada (ja veelgi enam parandada) mõne tunniga.

Kas lennukikandja tekk on liiga lühike? Aga need laevad sisenesid lai rakendus isegi enne Teist maailmasõda, kui ühestki vertikaalset õhkutõusvast lennukist polnud jälgi. Tavaliste hävitajate ja pommitajate õhkutõusmiseks ja maandumiseks kasutati muid nippe.

Praegu moodustavad vertikaalmasinad suhteliselt väikese osa olemasolevast lennukite ristlejatest. Kaasa arvatud ameeriklased, kus “vertikaalidest” justkui puudust ei ole. Ja kõik sellepärast, et "imemasinatel" endil on puudusi (ja väga olulisi).

Peamine: vajadus oluliselt vähendada stardiraskust, et lennuk saaks tekilt püsti tõusta. Seoses sellega oli näiteks ainsa tõeliselt laialdaselt kasutusel olnud mudeli, Briti hävitaja Sea Harrier lennuraadius napilt 135 kilomeetrit. Kuid selle kiirus, mis ületas vaid veidi helikiirust, ei olnud samuti muljetavaldav.

Nii ajalooline Jak-141 kui ka ülimoodne F-35 suudavad saavutada maksimumkiiruseks veidi alla kahe tuhande kilomeetri tunnis, Vene mereväe tavakandjapõhise hävitaja Su-33 kiirus on aga 2300 kilomeetrit. Lisaks on viimase tööulatus kordades suurem kui “vertikaalsetel” kolleegidel.

Lõpuks on vertikaalselt õhkutõusvat ja maanduvat lennukit palju keerulisem juhtida just lennurežiimide muutumise tõttu. Piisab, kui öelda, et üks kahest Yak-141 prototüübist kukkus katsetamise ajal just sel põhjusel alla, hoolimata asjaolust, et selle roolis oli kogenud katsepiloot, mitte tavaline piloot.

Ebakindlus asekaitseministri sõnades “arutame lühikese stardi ja maandumisega, võimalik, et vertikaalse õhkutõusmise ja maandumisega lennuki loomist” on igati mõistetav. Ühest küljest ei ole Jakovlevi disainibüroo unikaalsete arenduste taaselustamine eriline probleem, välja arvatud muidugi selleks vajalik summa. On selge, et täiendavaid miljardeid dollareid Venemaa sõjalise eelarve jaoks on keeruline eraldada. Kuid mis kõige tähtsam, kas võimalik kasu on pingutust väärt? Pädevad asutused peavad sellele veel mõtlema.