عام

الطائرات ذات الإقلاع العمودي. كيف تعمل ولماذا يحتاجون إليها؟

ربما رأيت في فيلم وثائقيتسجيل فيديو أو فيديو تقني عن كيفية بدء تحريك الطائرة بعنف ، ويبدأ الغبار والحطام الآخر في التحليق ، ثم يرتفع قليلاً فوق سطح الأرض. يبدأ في الارتفاع أعلى وأعلى ، عندما يبدأ ارتفاعًا تدريجيًا على ارتفاع بضع عشرات من الأمتار "في التحرك" ، ويزيد السرعة ويطير بعيدًا مثل الطائرة العادية. سنحلل كيف يحدث هذا ، ما هي مزايا وعيوب هذه الآلات. بالطبع ، لن ننسى تاريخهم والممثلين الأكثر إثارة للاهتمام.

انظر Harrier يوضح كيف يمكن أن يتعطل في مكان واحد

المحتوى

  • 1 ما هو VTOL؟
  • 2 أنواع طائرات الإقلاع العمودي
  • 3 فوائد طائرة الإقلاع العمودي
  • 4 عيوب الطائرات الاقلاع العمودي
  • 5 تاريخ VTOL
  • 6 طائرات روسية وسوفيتية ذات إقلاع رأسي
  • 7 آفاق VTOL

ما هو VTOL؟

بادئ ذي بدء ، من المفيد أن نفهم ذلكهذا هو عموما طائرة الاقلاع العمودي. في الواقع ، مثل هذا المصطلح أكثر شعبية من التقنية. حتى منطقيا ، إذا أقلعت الطائرة عموديا ، فإنه ينبغي أن تكون قادرة على الهبوط عموديا. وبالتالي الاسم الكامل - الطائرات مع الإقلاع العمودي والهبوط. يختصر باسم VTOL. في النصوص الأجنبية ، يوجد اختصار VTOL (مترجم من الإنجليزية: الإقلاع العمودي والهبوط). في الوقت نفسه ، لا يستبعد الإقلاع والهبوط العمودي إمكانية التشغيل العادي على طول الشريط. كانت هناك استثناءات نادرة في التاريخ ، لكنها ظلت جميعها في مشاريع الماضي.

قد يتساءل المرء لماذا لا يسمى المروحيةطائرة الإقلاع / الهبوط العمودي؟ الفرق الأساسي هو أنه في الطائرة يتم إنشاء قوة الرفع أثناء الحركة الرئيسية بسبب تدفق الهواء على الجناح. في حالة المروحية ، تتحقق قوة الرفع بسبب عمل المروحة الدوارة. إذا توقف ، فستكون الطائرة حتى تتمكن من الهبوط الناعم نسبيًا في وضع التشغيل التلقائي ، لكنها لن تكون قادرة على التخطيط. في حالة الطائرات ، يوجد اتجاه منفصل للطائرات بدون محركات. تسمى هذه الطائرات الشراعية ، وتطير في الهواء بمساعدة طائرة جر ، ويمكن أن تقضي ساعات في التخطيط فوق المنطقة مثل طائرة ورقية. في حالة تعطل المحرك في طائرة هليكوبتر ، فإن الطريق الوحيد سيهبط ، وستكون الطائرة قادرة على الطيران والهبوط لبعض الوقت. مثل هذه الحالات كانت أكثر من مرة.

عرض واضح لمبدأ إنشاء رفع الجناح

أنواع الطائرات الاقلاع العمودي

كما اتفقنا أعلاه ، VTOL هي ، فيبادئ ذي بدء ، عن طريق الجو. هذا يعني أنها أثقل من الهواء ، على سبيل المثال ، البالون ليس طائرة VTOL. لذلك ، ينبغي لهذا النوع من الطائرات إنشاء الجر لنفسها. من خلال طريقة إنشاء الجر ، يتم تقسيمها إلى نوعين رئيسيين.

الأول يشمل الطائرات مثلعلى سبيل المثال Yak-38 و McDonnell Douglas AV-8 Harrier II و Lockheed Martin F-35 Lightning II. وهي مجهزة بمحركات الرفع وعدد مختلف من محركات الرفع. جميع المحركات تستخدم التوجه النفاث العمودي للإقلاع. بعبارات بسيطة ، طائرة من الهواء من محرك نفاث.

شركة لوكهيد مارتن F-35 Lightning II - مقاتلة من الجيل الخامس ذات إقلاع / هبوط رأسي

يسمى نوع آخر من الطائرات VTOL "convertiplane" ويخلق قوة دفع للإقلاع بسبب المراوح. مثال على ذلك ، Bell V-22 Osprey ، المعروف جيدًا لنا من لعبة Half-Life والأفلام حول القوات الخاصة. في الخارج ، يبدو الأمر أشبه بطائرة هليكوبتر للشحن ، لكن الرحلة الرئيسية تتم مثل الطائرة تمامًا. بعد الإقلاع ، تحيد محركاتها وتخلق قوة دفع أفقية بالفعل.

نفس المكشوفة بيل V-22 اوسبري. في الرحلة ، أدار المحركات إلى الأمام وطار مثل طائرة الدفع التوربيني.

مزايا طائرة الإقلاع العمودي

والميزة الرئيسية للطائرة مع العموديالإقلاع والهبوط هو قدرتها على المناورة المتزايدة. لا تستطيع الطائرة العادية تعليقها في الهواء. بفضل إمكانية التحليق ، يفتح هذا النوع من الطائرات إمكانيات جديدة للاستطلاع.

والثاني ، ولكن ربما أكثر أهمية زائد سيكونالقدرة على الإقلاع والهبوط على الموقع ، والذي لا يتجاوز أبعاد الطائرة نفسها إلى حد كبير. مثل هذا المدرج لا يحتاج إلى مدرج. هذا صحيح بشكل خاص عند الاعتماد على المطارات الصغيرة وحاملات الطائرات. ربما هذه هي جميع المزايا التي يمكن أن يسمى على الأقل قليلا كبيرة. ننتقل إلى العيوب.

عيوب طائرة الإقلاع العمودي

العيب الرئيسي لل VTOL سيكون أنهم جدايصعب إدارتها. يجب أن يكون الطيارون أصوص حقيقية ويجب أن يكون لديهم المهارات اللازمة للسيطرة على هذه الآلات بالذات. تتطلب إدارة تغييرات الاتجاه من المستوى الرأسي إلى مستوى التدريب الأفقي مستوى عاليًا جدًا من التدريب. خاصة عندما يتعلق الأمر بالهبوط على حاملة طائرات أو المناورة في رياح شديدة.

فقط الآس الحقيقي يمكن أن يطير مثل هذه الطائرة أثناء الهبوط!

أكبر الصعوبات هي عند الهبوط. عند الإقلاع ، تحتاج إلى رفع الطائرة والبدء في الحصول على السرعة ، وعند الهبوط ، تحتاج إلى حساب النهج بحيث تنخفض السرعة عند الاقتراب من موقع الهبوط.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخطر أثناء الإقلاع ومحركات. إذا فشل أحد المحركات في رحلة عادية ، فيمكن للطائرة أن تطير في خطتها الثانية وحتى مجرد التخطيط لها. في حالة تعطل محرك الإقلاع / الهبوط العمودي ، فإن حدوث كارثة أمر لا مفر منه. لقد حدث أكثر من مرة مع كل من إنتاج السيارات والنماذج الأولية.

يمكنك العثور على أشياء أكثر إثارة للاهتمام حول مواضيع مختلفة على قناتنا في Yandex.Zen

عيب آخر سيكون ارتفاع استهلاك الوقود لالإقلاع العمودي / الهبوط. تعمل المحركات في الوضع الشديد لرفع الطائرة بأسلحة كاملة. نتيجة لذلك ، نحصل على مسافة طيران أقصر.

إذا الاقلاع والهبوط على الموقع ، بالكادتتجاوز أبعاد الطائرة زائد واضح ، ثم متطلبات هذا الموقع سيكون بالتأكيد ناقص. مجرى الغاز قوي جدا وساخن. تمزيق عشرات الأطنان من الأرض ، إنه قادر على تدمير الأسفلت حرفيًا تحت الطائرة. اتضح أن ميزة استخدام "في الحقل" يقابلها شرط إجراء تغطية طبيعية للموقع. بالمناسبة ، لن تكون هذه الطائرات قادرة على الإقلاع في حقل حقيقي ؛ يمكن للغبار تعطيل المحركات.

تاريخ VTOL

في الخمسينات من القرن الماضي ، والصناعةكان قادراً على تحقيق هذا المستوى من التطور لمحركات التوربينية وتيربوجيت بحيث يمكن للمرء أن يفكر في الطائرات ذات الإقلاع / الهبوط العمودي.

سؤال جيد: لماذا تصطدم الطيور بالطائرات؟

كان هذا صحيحًا بشكل خاص في أعقاب الانتقال منالمقاتلين الذين يمكن أن تقلع وتهبط على شرائط غير معبدة ، إلى السيارات الأسرع من الصوت الحديثة التي تحتاج إلى شريط المعبدة. قد لا يكون مثل هذا الشريط بالقرب من مكان النزاع والعداء. بالطبع ، كان من الممكن بناء مثل هذه الشرائط ، لكن العدو كان بإمكانه تعطيلها بسهولة. في هذه الحالة ، فإن جميع الطائرات في القاعدة تصبح ألعاب عديمة الفائدة. بالمناسبة ، يرجع السبب في ذلك إلى حد كبير إلى وجود قواعد عسكرية مع المدرج تجعل الدول المؤثرة حلفائها في أنحاء مختلفة من العالم. من الجيد دائمًا أن يقوم شخص ما بتزويد مطار بقاعدة طائراتك.

الصعوبات المذكورة أجبرت الجيشنعتقد في وعد من نوع جديد من مشاريع الطائرات. بادئ ذي بدء ، كان هذا الاهتمام على وجه التحديد من جانب الجيش. بالنسبة للطيران المدني ، كانت باهظة الثمن وليست ضرورية للغاية. لذلك ، فإن النماذج الأولية إما لم تدخل السلسلة ، أو حتى بقيت على الورق فقط. أشهرها يمكن أن يسمى Hawker Siddeley HS-141.

قد يبدو هذا كراكب VTOL Hawker Siddeley HS-141

بطبيعة الحال ، تم إنشاء العشرات من النماذج ،معظمهم شوهد من قبل عدد قليل من الناس. تحطمت خلال الرحلة الأولى ، وبعد ذلك تم إجراء تغييرات على التصميم وتغيير الطائرة إلى درجة لا يمكن التعرف عليها.

في منتصف عام 1961 ، لجنة الناتو التقنيةأعلن متطلبات قاذفة قاذفة واحدة مع الإقلاع / الهبوط العمودي. دفعت هذه الصناعة لإنشاء طائرة VTOL الأسرع من الصوت. وفقًا للتوقعات ، في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، كان من المقرر تسليم حوالي 5000 طائرة جديدة إلى قوات الدول التابعة للتحالف.

كم هو سهل لتخمين مثل هذا طعام شهيحرفيا كل شيء قرر محاربة قطعة من الكعكة العسكرية. من بين الشركات المشاركة في تصميم طائرات VTOL كانت هناك وحوش مثل Messerschmitt و Lockheed و Dassault و Rolls-Royce وحتى شركة Fiat الإيطالية.

المشكلة الرئيسية لإنتاج طائرة واحدةبالنسبة لجميع دول الناتو ، فقد صممت الشركات أنواعًا مختلفة تمامًا من الطائرات. كان لكل بلد رؤيته الخاصة لما يجب أن يكون عليه VTOL - لم يرغب أحد في تقديم تنازلات والموافقة على احتكار الآخر. هذا ما حال دون تصميم الطائرة العامة ، وواصلت الشركات تصميم طائراتها الخاصة ، والتي كانت في بعض الأحيان خيالية للغاية.

النموذج الأولي من Ryan X-13 Vertijet. تم فهم المنصة ، وبعدها أقلعت الطائرة دون صعوبة.

حاول المهندسون حتى الوصول إلى هذه النقطة.غير قياسي وحاول تنفيذ مشروع يسمى Ryan X-13 Vertijet. كان جوهر الطائرة أنه تم تعليقه عموديًا قبل الإطلاق. بعد ذلك ، كان من المفترض أن تقوم المحركات بأقصى قوة دفع برفع الطائرة في الهواء. عندما تم الحصول على ارتفاع بضعة أمتار ، ابتعد عن الكابل وتوجه عموديًا إلى أعلى ، مثل صاروخ. لتحقيق الاستقرار في قمة الجناح ، تم العثور على الدفة طائرة نفاثة. من أجل الدفع والتحكم الرئيسيين ، بما في ذلك أثناء الإقلاع ، تم استخدام محرك ذي ناقل انحراف منحرف.

مع الإقلاع ، كل شيء واضح ، ولكن الهبوط كانعمل حقيقي للفن. لم يكن لدى الطائرة حتى معدات الهبوط للحصول على نسخة احتياطية. اضطر الطيار إلى وضع الطائرة على ذيلها مرة أخرى ، وبعد ذلك تم إحضارها إلى الكبل ، وبعد أن ألقاها في الاتجاه ، علّق الطائرة عليها برفقة خاصة في القوس. نظرًا لأن المنظر كان سيئًا للغاية ، فقد ساعد مشغل الأرض في الهبوط. مخطط مشكوك فيه ... تم إنشاء طائرتين فقط ، واستمرت الرحلات الجوية التجريبية أقل من عام. لقد تحققت الأفكار بسرعة كافية. لحسن الحظ ، نجت كلتا الطائرتين وفي متاحف بالولايات المتحدة. كانت هناك نظائر لولبية من طراز Ryan X-13 Vertijet ، لكن لم يحدث شيء منها على الإطلاق.

وكان الأكثر نجاحًا هو المشروع متعدد الأغراضشركة بريتش سبيس البريطانية هارير. هل يمكن أن نراه في فيلم الحقيقة الحقيقية. بطل أرنولد شوارزنيجر حلقت عليه. وغني عن القول ، دون استعداد لم يستطع الطيران على ذلك؟

لقطة من فيلم "أكاذيب حقيقية". أرنولد شوارزنيجر بطل على رأس البريطاني انظر هارير

تم أول رحلة لهذه الطائرة في 20 أغسطس1978 ، وتم الانتهاء من العملية فقط في مايو 2016. تم إنتاج ما مجموعه 111 طائرة في ثلاثة إصدارات. هذا ليس كثيرا. على سبيل المثال ، يمكننا أن نقول إن مقاتلة F-16 Fighting Falcon متعددة الأغراض ، والتي كانت أول رحلة لها في عام 1974 ، أطلقت أكثر من 4600 وحدة وتواصل إنتاجها.

تم إصدار "Harriers" فقط 111 قطعة. حتى جاء ياك 38 في تداول كبير.

الآن في الإصدار العمودييتم إطلاق الاقلاع / الهبوط مقاتلة الجيل الخامس F-35 Lightning II. حتى الآن ، تم إنتاج عدد قليل نسبيًا ، ولكن هناك رهان كبير يتم إجراؤه في سلاح الجو الأمريكي ودول الناتو الأخرى.

الطائرة الروسية والسوفيتية ذات الإقلاع العمودي

كان هناك برنامج VTOL في الاتحاد السوفيتي. في الأساس ، كانت تعمل في مكتب تصميم ياكوفليف. تم التطوير منذ عام 1960 ، وكان النموذج الأول هو Yak-36. لم يبدو جميلًا جدًا ، لكنه تعامل مع مهامه بشكل عام. كانت هذه المهام عبارة عن أبحاث ، وتم إنشاء 4 طائرات لها فقط. لم يتمكنوا حتى من رفع أثقل وزن ممكن من الأسلحة - خلال رحلة مظاهرة فوق دوموديدوفو في عام 1967 ، تم استخدام النماذج.

وكان شريط الأنف Yak-36 بأي حال من الأحوال زخرفة عاطلة. كان لديه فوهة محرك الاستقرار.

أصبحت الطائرة مهمة حقا للبلادياك 38 ، والتي في مرحلة التطوير كانت تسمى ياك 36 م. لقد كان محرومًا من معظم مشاكل الجيل "التجريبي" السابق وأصبح لمدة 27 عامًا (1977-2004) أسطول VTOL السوفيتي والروسي الرئيسي. تم استبداله بـ Yak-141 ، لكن في عام 2004 تم تقليص البرنامج.

الوسيم Yak-141 ، الذي لم يدخل المسلسل

تطورات أكثر خطورة ونماذج الشاملVTOL لم يكن في بلدنا. ويرجع ذلك إلى الاحتمالات المنخفضة لهذه الأجهزة والصعوبات المالية التي واجهتها مكاتب التصميم في التسعينيات من القرن الماضي.

بدا ياك 38 أفضل بكثير من سابقتها. كانت وظيفتها أعلى أيضا.

آفاق VTOL

في أيامنا هذه ، طائرة الإقلاع العمودي لاذات الصلة كما كان من قبل. تم تحقيق ذلك بفضل أنظمة الدفاع الجوي الأكثر تقدماً ، والتي يمكنها حماية مدارج الطائرات من التدمير من قبل العدو. بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت الوظائف متعددة الوظائف والرؤية المنخفضة للرادار في المقدمة الآن.

VTOL لا يمكن أن توفر لمثل هذه الاحتياجات ، نعملديهم أيضا ارتفاع استهلاك الوقود ، وزنا أكبر وكفاءة منخفضة لتوزيع الأسلحة. بالطبع ، لن تؤذي هذه الطائرات ، ولا ترغب العديد من الشركات في التخلي عن خططها بالكامل. لم يحن الوقت لمثل هذه الطائرات أو انتهى تقريبًا. سوف نتعلم قريباً أنه من هذا يجب علينا "التأكيد".