Γενικά

Αεροσκάφος με κατακόρυφη απογείωση. Πώς λειτουργούν και γιατί χρειάζονται

Πιθανότατα είδατε σε ένα ντοκιμαντέρ ταινίαςένα χρονικό ή ένα τεχνικό βίντεο για το πώς το αεροπλάνο αρχίζει να βόλτα βίαια, σκόνη και άλλα συντρίμματα αρχίζουν να πετούν από κάτω από αυτό, μετά από το οποίο ανεβαίνει λίγο πάνω από το έδαφος. Αρχίζει να αυξάνεται ψηλότερα και υψηλότερα, όταν σε ένα ύψος μερικών δεκάδων μέτρων αρχίζει σταδιακά να "απομακρύνεται", παίρνει ταχύτητα και πετάει σαν κανονικό αεροπλάνο. Θα αναλύσουμε πώς συμβαίνει αυτό, ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τέτοιων μηχανών. Φυσικά, δεν θα ξεχάσουμε την ιστορία τους και τους πιο ενδιαφέροντες αντιπροσώπους.

Δείτε Harrier δείχνει πώς μπορεί να κρεμάσει σε ένα μέρος

Το περιεχόμενο

  • 1 Τι είναι το VTOL;
  • 2 Τύποι αεροσκαφών κάθετης απογείωσης
  • 3 Οφέλη των αεροσκαφών κάθετης απογείωσης
  • 4 Μειονεκτήματα των κάθετων αεροσκαφών απογείωσης
  • 5 Ιστορία της VTOL
  • 6 ρωσικά και σοβιετικά αεροσκάφη με κάθετη απογείωση
  • 7 Προοπτικές VTOL

Τι είναι το VTOL;

Πρώτα απ 'όλα αξίζει να το καταλάβετεαυτό είναι γενικά ένα κάθετο αεροπλάνο απογείωσης. Στην πραγματικότητα, ένας τέτοιος όρος είναι πιο δημοφιλής από τον τεχνικό. Ακόμη και λογικά, αν το αεροπλάνο απογειωθεί κάθετα, τότε θα πρέπει να μπορεί να προσγειωθεί κάθετα. Ως εκ τούτου το πλήρες όνομα - αεροσκάφος με κατακόρυφη απογείωση και προσγείωση. Είναι συντομογραφία ως VTOL. Σε ξένα κείμενα, υπάρχει μια συντομογραφία VTOL (μετάφραση από την αγγλική: Κάθετη απογείωση και προσγείωση). Ταυτόχρονα, η κάθετη απογείωση και προσγείωση δεν αποκλείει την πιθανότητα κανονικής διαδρομής κατά μήκος της λωρίδας. Υπήρχαν σπάνιες εξαιρέσεις στην ιστορία, αλλά όλοι παρέμειναν σε έργα του παρελθόντος.

Κάποιος μπορεί να ρωτήσει γιατί δεν έχει καλέσει το ελικόπτεροαεροσκάφη κάθετης απογείωσης / προσγείωσης; Η θεμελιώδης διαφορά είναι ότι σε ένα αεροπλάνο η δύναμη ανύψωσης κατά τη διάρκεια της κύριας κίνησης δημιουργείται λόγω της ροής του αέρα που βγαίνει πάνω στην πτέρυγα. Στην περίπτωση ενός ελικοπτέρου, η δύναμη ανύψωσης επιτυγχάνεται λόγω της εργασίας της περιστρεφόμενης έλικας. Εάν σταματήσει, ίσως το ελικόπτερο θα είναι ακόμη σε θέση να κάνει μια σχετικά μαλακή προσγείωση σε λειτουργία autorotation, αλλά δεν θα είναι σε θέση να σχεδιάσει. Στην περίπτωση των αεροσκαφών, υπάρχει ακόμη και μια ξεχωριστή κατεύθυνση αεροσκάφους χωρίς κινητήρες. Ονομάζονται ανεμόπτερα, πετούν στον αέρα με τη βοήθεια ενός αεροσκάφους ρυμούλκησης και μπορούν να περάσουν ώρες προγραμματίζοντας την περιοχή σαν χαρτί αεροπλάνου. Σε περίπτωση βλάβης κινητήρα σε ελικόπτερο, ο μόνος δρόμος θα είναι κάτω, και το αεροπλάνο θα είναι σε θέση να πετάξει και να προσγειωθεί για κάποιο χρονικό διάστημα. Τέτοιες περιπτώσεις ήταν περισσότερες από μία φορές.

Μια σαφής επίδειξη της αρχής της δημιουργίας πτέρυγας

Τύποι αεροσκαφών κάθετης απογείωσης

Όπως έχουμε συμφωνήσει παραπάνω, το VTOL είναι, στοΠρώτα απ 'όλα, με αέρα. Αυτό σημαίνει ότι είναι βαρύτερα από τον αέρα και, για παράδειγμα, ένα μπαλόνι δεν είναι αεροσκάφος VTOL. Επομένως, αυτός ο τύπος αεροσκάφους θα πρέπει να δημιουργήσει έλξη για τον εαυτό του. Με τη μέθοδο της δημιουργίας έλξης, χωρίζονται σε δύο κύριους τύπους.

Το πρώτο περιλαμβάνει αεροσκάφη όπωςπ.χ. Yak-38, McDonnell Douglas AV-8 Harrier II και Lockheed Martin F-35 Lightning II. Είναι εξοπλισμένα με μηχανές ανύψωσης-πρόωσης και με διαφορετικό αριθμό μηχανών ανύψωσης. Όλοι οι κινητήρες χρησιμοποιούν κάθετη ωστική ώθηση για απογείωση. Με απλά λόγια, ένα τζετ αέρα από έναν κινητήρα τζετ.

Lockheed Martin F-35 Lightning II - μαχητής πέμπτης γενιάς με κάθετη απογείωση / προσγείωση

Ένας άλλος τύπος αεροσκάφους VTOL ονομάζεται "convertiplane" καιδημιουργεί ώθηση για απογείωση λόγω ελίκων. Ένα παράδειγμα είναι το Bell V-22 Osprey, γνωστό σε μας από το παιχνίδι Half-Life και ταινίες για ειδικές δυνάμεις. Εξωτερικά, μοιάζει περισσότερο με ένα ελικόπτερο φορτίου, αλλά η κύρια πτήση εκτελείται ακριβώς σαν ένα αεροπλάνο. Μετά την απογείωση, οι κινητήρες της αποκλίνουν και δημιουργούν μια ήδη οριζόντια ώθηση.

Το ίδιο convertiplane Bell V-22 Osprey. Κατά την πτήση, γύρισε τις μηχανές προς τα εμπρός και πέταξε σαν ένα αεροσκάφος με στροβιλοκινητήρα.

Τα πλεονεκτήματα των κάθετων αεροσκαφών απογείωσης

Το κύριο πλεονέκτημα των αεροσκαφών με κάθετηη απογείωση και η προσγείωση είναι η αυξημένη ελιγμός τους. Ένα συνηθισμένο αεροπλάνο δεν μπορεί να κρεμάσει στον αέρα. Χάρη στη δυνατότητα να αιωρείται, αυτό το είδος αεροσκάφους ανοίγει νέες δυνατότητες αναγνώρισης.

Το δεύτερο, αλλά ίσως πιο σημαντικό συν θα είναιτην ικανότητα να απογειώνεται και να προσγειώνεται στην περιοχή, η οποία δεν υπερβαίνει κατά πολύ τις διαστάσεις του ίδιου του αεροσκάφους. Ένας τέτοιος διάδρομος δεν χρειάζεται διάδρομο. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν βασίζονται σε μικρά αεροδρόμια και αεροσκάφη. Ίσως αυτά να είναι όλα τα πλεονεκτήματα που μπορούν να ονομαστούν τουλάχιστον λίγο σημαντικά. Θα στραφούμε στα μειονεκτήματα.

Μειονεκτήματα των κάθετων αεροσκαφών απογείωσης

Το κύριο μειονέκτημα του VTOL θα είναι ότι είναι πολύδύσκολο να διαχειριστεί. Οι πιλότοι πρέπει να είναι πραγματικοί άσσοι και πρέπει να έχουν τις ικανότητες να ελέγχουν αυτές τις μηχανές. Η διαχείριση των αλλαγών ώθησης από κάθετη σε οριζόντια απαιτεί πολύ υψηλό επίπεδο εκπαίδευσης. Ειδικά όταν πρόκειται για προσγείωση σε αεροπλανοφόρο ή για ελιγμούς σε ισχυρούς ανέμους.

Μόνο ένας πραγματικός άσσος μπορεί να πετάξει ένα τέτοιο αεροπλάνο κατά την προσγείωση!

Οι μεγαλύτερες δυσκολίες είναι όταν προσγειώνονται. Κατά την απογείωση, πρέπει να ανεβάσετε το αεροπλάνο και να αρχίσετε να ανεβάζετε ταχύτητα, και όταν προσγειωθείτε, πρέπει να υπολογίσετε την προσέγγιση έτσι ώστε η ταχύτητα να πέφτει όταν πλησιάσετε τον χώρο προσγείωσης.

Επιπλέον, ο κίνδυνος κατά την απογείωση καικινητήρες. Εάν ένας από τους κινητήρες αποτύχει σε μια κανονική πτήση, το αεροπλάνο μπορεί να πετάξει στο δεύτερο και ακόμη και απλά σχέδιο. Εάν αποτύχει η κάθετη μηχανή απογείωσης / προσγείωσης, μια καταστροφή είναι αναπόφευκτη. Έχουν συμβεί πολλές φορές με αυτοκίνητα παραγωγής και πρωτότυπα.

Μπορείτε να βρείτε ακόμα πιο ενδιαφέροντα πράγματα σε διάφορα θέματα στο κανάλι μας στο Yandex.Zen

Ένα άλλο μειονέκτημα είναι η υψηλή κατανάλωση καυσίμουκάθετη απογείωση / προσγείωση. Οι κινητήρες λειτουργούν σε ακραία λειτουργία για να ανεβάσουν το αεροσκάφος με πλήρες οπλισμό. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μια μικρότερη απόσταση πτήσης.

Αν απογείωση και προσγείωση στην περιοχή, μόλιςυπερβαίνουν τις διαστάσεις του αεροσκάφους είναι ένα καθορισμένο συν, τότε οι απαιτήσεις για αυτό το site θα είναι σίγουρα ένα μείον. Το ρεύμα αερίου είναι πολύ ισχυρό και θερμό. Αποκόπτοντας δυο δεκάδες τόνους από το έδαφος, είναι σε θέση να καταστρέψει κυριολεκτικά την άσφαλτο κάτω από το αεροπλάνο. Αποδεικνύεται ότι το πλεονέκτημα της χρήσης "στο πεδίο" αντισταθμίζεται από την απαίτηση να γίνει κανονική κάλυψη του χώρου. Παρεμπιπτόντως, τέτοια αεροπλάνα δεν θα είναι σε θέση να απογειώνονται σε πραγματικό πεδίο · η σκόνη μπορεί να απενεργοποιήσει τους κινητήρες.

Ιστορία του VTOL

Τη δεκαετία του πενήντα του περασμένου αιώνα, η βιομηχανίαήταν σε θέση να επιτύχει ένα τέτοιο επίπεδο ανάπτυξης των turboprop και turbojet μηχανών που θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί για τα αεροσκάφη με κάθετη απογείωση / προσγείωση.

Καλή ερώτηση: Γιατί τα πουλιά συγκρούονται με τα αεροπλάνα;

Αυτό ήταν ιδιαίτερα αληθινό μετά τη μετάβαση απόμαχητές που θα μπορούσαν να απογειωθούν και να προσγειωθούν σε άστρωτες λωρίδες, σε σύγχρονα υπερηχητικά οχήματα που χρειάζονταν μια πλακόστρωτη λωρίδα. Μια τέτοια ταινία ίσως να μην είναι κοντά στον τόπο των συγκρούσεων και των εχθροπραξιών. Φυσικά, ήταν δυνατή η κατασκευή τέτοιων ταινιών, αλλά ο εχθρός θα μπορούσε να τους απενεργοποιήσει εύκολα. Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα αεροσκάφη στη βάση θα γίνουν άχρηστα παιχνίδια. Παρεμπιπτόντως, οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στις στρατιωτικές βάσεις με το διάδρομο ότι οι επιρροές χώρες κάνουν τους συμμάχους τους σε διάφορα μέρη του κόσμου. Είναι πάντα ωραίο όταν κάποιος παρέχει ένα αεροδρόμιο για να βάλετε τα αεροπλάνα σας.

Οι αναφερόμενες δυσκολίες ανάγκασαν τον στρατόπιστεύουν στην υπόσχεση νέων σχεδίων αεροσκαφών. Πρώτα απ 'όλα, το ενδιαφέρον αυτό ήταν ακριβώς από την πλευρά του στρατού. Για την πολιτική αεροπορία, ήταν ακριβό και όχι πολύ αναγκαίο. Ως εκ τούτου, τα πρωτότυπα είτε δεν εισήλθαν στη σειρά, είτε παρέμειναν μόνο σε χαρτί. Το πιο διάσημο από αυτά μπορεί να ονομαστεί Hawker Siddeley HS-141.

Αυτό θα μπορούσε να μοιάζει με επιβάτη VTOL Hawker Siddeley HS-141

Φυσικά, δημιουργήθηκαν δεκάδες πρωτότυπα,τα περισσότερα από τα οποία είδαν μόνο λίγοι άνθρωποι. Κτύπησαν κατά την πρώτη πτήση, μετά την οποία έγιναν αλλαγές στον σχεδιασμό και το αεροσκάφος άλλαξε πέρα ​​από την αναγνώριση.

Στα μέσα του 1961, η Τεχνική Επιτροπή του ΝΑΤΟανακοίνωσε τις απαιτήσεις για έναν μόνο βομβαρδιστή-βομβιστή με κάθετη απογείωση / προσγείωση. Αυτό ώθησε τη βιομηχανία να δημιουργήσει υπερηχητικά αεροσκάφη VTOL. Σύμφωνα με τις προβλέψεις, στη δεκαετία του '60-70, περίπου 5.000 νέα αεροσκάφη έπρεπε να παραδοθούν στα στρατεύματα των χωρών που ανήκουν στη Συμμαχία.

Πόσο εύκολο είναι να μαντέψεις για ένα τέτοιο κουράγιοκυριολεκτικά όλα αποφάσισαν να πολεμήσουν ένα κομμάτι στρατιωτικής πίτας. Μεταξύ των εταιρειών που εμπλέκονται στο σχεδιασμό των αεροσκαφών VTOL ήταν τέρατα όπως Messerschmitt, Lockheed, Dassault, Rolls-Royce και ακόμη και η ιταλική Fiat.

Το κύριο πρόβλημα της παραγωγής ενός μόνο αεροσκάφουςγια όλες τις χώρες του ΝΑΤΟ, ήταν ότι οι εταιρείες σχεδίαζαν ριζικά διαφορετικούς τύπους αεροσκαφών. Κάθε χώρα είχε το δικό της όραμα για το τι θα έπρεπε να είναι το VTOL - κανείς δεν ήθελε να κάνει παραχωρήσεις και να συμφωνήσει με το μονοπώλιο του άλλου. Αυτό ανέστειλε σημαντικά το σχεδιασμό του γενικού αεροσκάφους και οι εταιρείες συνέχισαν να σχεδιάζουν τα δικά τους αεροσκάφη, τα οποία ήταν μερικές φορές πολύ περίεργα.

Το πρωτότυπο του Ryan X-13 Vertijet. Η πλατφόρμα έγινε κατανοητή, μετά την οποία το αεροπλάνο απομακρύνθηκε χωρίς δυσκολία.

Οι μηχανικοί προσπάθησαν ακόμη να φτάσουν στο σημείο.μη-στάνταρ και προσπάθησε να υλοποιήσει ένα έργο που ονομάζεται Ryan X-13 Vertijet. Η ουσία του αεροσκάφους ήταν ότι είχε ανασταλεί κάθετα πριν από την εκτόξευση. Μετά από αυτό, οι κινητήρες σε μέγιστη ώση έπρεπε να ανυψώσουν το αεροπλάνο στον αέρα. Όταν κέρδισε ένα ύψος μερικών μέτρων, απομακρύνθηκε από το καλώδιο και πέταξε κάθετα προς τα πάνω, σαν ένα πύραυλο. Για σταθεροποίηση στα πτερύγια εντοπίστηκαν πηνία αεριωθούμενων. Για την κύρια ώθηση και τον έλεγχο, συμπεριλαμβανομένης της κατά την απογείωση, χρησιμοποιήθηκε ένας κινητήρας με παραμορφωμένο διάνυσμα ώσης.

Με την απογείωση, όλα είναι ξεκάθαρα, αλλά η προσγείωση ήτανένα πραγματικό έργο τέχνης. Το αεροσκάφος δεν είχε ούτε ένα σύστημα προσγείωσης για ένα εφεδρικό. Ο πιλότος έπρεπε πάλι να βάλει το αεροπλάνο στην ουρά του, μετά από το οποίο οδηγήθηκε στο καλώδιο και, αφού έριξε την ώθηση, κρεμάστε το αεροπλάνο πάνω του με ένα ειδικό άγκιστρο στην πλώρη. Δεδομένου ότι η θέα ήταν πολύ φτωχή, ο υπεύθυνος της γης βοήθησε στην προσγείωση. Αμφίβολο σχέδιο ... Μόνο δύο τέτοια αεροσκάφη δημιουργήθηκαν και οι δοκιμαστικές πτήσεις διήρκεσαν λιγότερο από ένα χρόνο. Οι ιδέες πραγματοποιήθηκαν αρκετά γρήγορα. Ευτυχώς, και τα δύο αεροσκάφη επιβίωσαν και βρίσκονται σε μουσεία στις Ηνωμένες Πολιτείες. Υπήρχαν ανάλογες βίδες του Ryan X-13 Vertijet, αλλά τίποτα δεν τους έφερε καθόλου.

Το πιο επιτυχημένο ήταν το έργο πολλαπλών χρήσεωνΒρετανική αεροδιαστημική θαλάσσια λιμνούλα. Θα μπορούσατε να τον δείτε στην ταινία True Truth. Ο ήρωας του Arnold Schwarzenegger πέταξε πάνω του. Περιττό να πω, χωρίς προετοιμασία δεν μπορούσε να πετάξει πάνω του;

Πέτα από την ταινία "True Lies". Ο ήρωας του Arnold Schwarzenegger στο τιμόνι της βρετανικής See Harrier

Η πρώτη πτήση αυτού του αεροσκάφους πραγματοποιήθηκε στις 20 Αυγούστου1978, και η λειτουργία ολοκληρώθηκε μόλις τον Μάιο του 2016. Συνολικά 111 αεροσκάφη παρήχθησαν σε τρεις εκδόσεις. Αυτό δεν είναι πολύ. Για παράδειγμα, μπορούμε να πούμε ότι ο F-16 Fighting Falcon μαχητής πολλαπλών χρήσεων, η πρώτη πτήση του οποίου έλαβε χώρα το 1974, απελευθέρωσε πάνω από 4.600 μονάδες και συνεχίζει να τις παράγει.

"Harriers" απελευθερώθηκαν μόνο 111 τεμάχια. Ακόμη και ο Yak-38 βγήκε σε μεγάλη κυκλοφορία.

Τώρα στην κάθετη έκδοσηαπογείωση / προσγείωση απελευθερώνεται πέμπτης γενιάς μαχητής F-35 Lightning II. Μέχρι στιγμής έχουν κατασκευαστεί σχετικά λίγες, αλλά ένα μεγάλο στοίχημα γίνεται σε αυτό στην Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ και σε άλλες χώρες του ΝΑΤΟ.

Ρωσικά και σοβιετικά αεροσκάφη με κάθετη απογείωση

Υπήρξε ένα πρόγραμμα VTOL στη Σοβιετική Ένωση. Βασικά, ασχολήθηκε με το γραφείο σχεδιασμού του Yakovlev. Η ανάπτυξη έχει ξεκινήσει από το 1960, και το πρώτο μοντέλο ήταν το Yak-36. Δεν φαινόταν πολύ όμορφος, αλλά σε γενικές γραμμές αντιμετώπισε τα καθήκοντά του. Τα καθήκοντα αυτά ήταν έρευνα και για αυτά δημιουργήθηκαν μόνο 4 αεροσκάφη. Δεν μπορούσαν να ανυψώσουν ακόμη και το παραμικρό βάρος των όπλων - κατά τη διάρκεια μιας επίδειξης πτήσης πάνω από το Domodedovo το 1967, χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα.

Το μπαρ Yak-36 δεν ήταν καθόλου αδρανής διακόσμηση. Είχε ένα ακροφύσιο κινητήρα σταθεροποίησης.

Το αεροπλάνο έγινε πολύ σημαντικό για τη χώραYak-38, το οποίο στο στάδιο ανάπτυξης ονομάστηκε Yak-36M. Καταργήθηκε από τα περισσότερα από τα προβλήματα της προηγούμενης "δοκιμαστικής" γενιάς και για 27 χρόνια (1977-2004) έγινε ο κύριος στόλος Σοβιετικής και Ρωσικής VTOL. Θα έπρεπε να αντικατασταθεί από το Yak-141, αλλά το 2004 το πρόγραμμα περιορίστηκε.

Ο όμορφος Yak-141, ο οποίος δεν πήγε ποτέ στη σειρά

Περισσότερες σοβαρές εξελίξεις και μαζικά μοντέλαΤο VTOL δεν ήταν στη χώρα μας. Αυτό οφείλεται στις χαμηλές προοπτικές τέτοιων συσκευών και στις οικονομικές δυσκολίες που αντιμετώπισαν τα γραφεία σχεδιασμού κατά τη δεκαετία του '90 του περασμένου αιώνα.

Το Yak-38 έμοιαζε πολύ καλύτερα από τον προκάτοχό του. Η λειτουργικότητά της ήταν επίσης υψηλότερη.

Προοπτικές VTOL

Σήμερα, τα κάθετα αεροσκάφη απογείωσης δεν το κάνουνως έχει. Αυτό κατέστη δυνατό χάρη σε πιο προηγμένα συστήματα αεράμυνας, τα οποία μπορούν να προστατέψουν τους διαδρόμους από την καταστροφή από τον εχθρό. Επιπλέον, η πολυλειτουργικότητα και η χαμηλή ορατότητα των αεροσκαφών με ραντάρ έχουν φτάσει στο προσκήνιο.

Η VTOL δεν μπορεί να προσφέρει τέτοιες ανάγκες, ναιέχουν επίσης υψηλή κατανάλωση καυσίμου, μεγαλύτερο βάρος και χαμηλή απόδοση διανομής όπλων. Τέτοια αεροσκάφη, φυσικά, δεν θα βλάψουν, και πολλές εταιρείες δεν θέλουν να εγκαταλείψουν εντελώς σχέδια για αυτούς. Ο χρόνος για τέτοια αεροσκάφη δεν έχει ακόμη φτάσει, ή έχει σχεδόν περάσει. Σύντομα θα μάθουμε ότι από αυτό πρέπει να "τονίσουμε".