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Avion à décollage vertical. Comment fonctionnent-ils et pourquoi ont-ils besoin

Vous avez probablement vu dans un film documentaireune chronique ou une vidéo technique montrant comment l'avion commence à bourdonner violemment, la poussière et d'autres débris commencent à voler sous lui, après quoi il s'élève légèrement au-dessus du sol. Il commence à monter de plus en plus haut, quand à une hauteur de quelques dizaines de mètres, il commence progressivement à «s'éloigner», à prendre de la vitesse et à décoller comme un avion régulier. Nous analyserons comment cela se produit, quels sont les avantages et les inconvénients de telles machines. Bien entendu, nous n'oublierons pas leur histoire et les représentants les plus intéressants.

See Harrier montre comment il peut être suspendu au même endroit

Le contenu

  • 1 Qu'est-ce que VTOL?
  • 2 types d'aéronefs à décollage vertical
  • 3 Avantages des avions à décollage vertical
  • 4 Inconvénients des avions à décollage vertical
  • 5 Histoire de VTOL
  • 6 avions russes et soviétiques à décollage vertical
  • 7 perspectives de VTOL

Qu'est-ce que VTOL?

Tout d’abord, il est intéressant de comprendre queil s’agit généralement d’un avion à décollage vertical. En fait, un tel terme est plus populaire que technique. Même logiquement, si l'avion décollait verticalement, il devrait être capable d'atterrir verticalement. D'où le nom complet - Avion à décollage et atterrissage verticaux. Il est abrégé en VTOL. Dans les textes étrangers, il existe une abréviation VTOL (traduit de l'anglais: Décollage et atterrissage verticaux). Dans le même temps, le décollage et l'atterrissage verticaux n'exclut pas la possibilité d'une course normale le long de la piste. Il y a eu de rares exceptions dans l'histoire, mais elles sont toutes restées dans des projets du passé.

On peut se demander pourquoi l’hélicoptère ne s’appelle pasaéronef à décollage / atterrissage vertical? La différence fondamentale réside dans le fait que, dans un avion, la force de levage au cours du mouvement principal est créée par le flux d’air se propageant sur l’aile. Dans le cas d'un hélicoptère, la force de levage est obtenue grâce au travail de l'hélice en rotation. S'il s’arrête, l’hélicoptère pourra peut-être même atterrir en douceur en mode autorotation, mais il ne pourra pas planifier. Dans le cas des aéronefs, il existe même une direction distincte des aéronefs sans moteur. Ils s'appellent des planeurs, volent dans les airs à l'aide d'un avion remorqueur et peuvent passer des heures à planifier la région comme un avion en papier. En cas de panne de moteur dans un hélicoptère, la seule route sera détruite et l’avion pourra voler et atterrir pendant un certain temps. Ces cas ont été plus d'une fois.

Une démonstration claire du principe de la création du hayon élévateur

Types d'aéronefs à décollage vertical

Comme nous en avons convenu ci-dessus, VTOLTout d'abord, par voie aérienne. Cela signifie qu'ils sont plus lourds que l'air et, par exemple, un ballon n'est pas un avion VTOL. Par conséquent, ce type d'avion devrait créer une traction pour lui-même. Par la méthode de création de traction, ils sont divisés en deux types principaux.

Le premier comprend des aéronefs tels quepar exemple, Yak-38, McDonnell Douglas AV-8 Harrier II et Lockheed Martin F-35 Lightning II. Ils sont équipés de moteurs élévateurs à propulsion et d'un nombre différent de moteurs élévateurs. Tous les moteurs utilisent la poussée verticale du jet pour le décollage. En termes simples, un jet d'air d'un moteur à réaction.

Lockheed Martin F-35 Lightning II - chasseur de cinquième génération à décollage / atterrissage vertical

Un autre type d’aéronef VTOL est appelé «convertiplane» etcrée une poussée pour le décollage due aux hélices. Un exemple est le Bell V-22 Osprey, que nous connaissons bien dans le jeu Half-Life et dans des films sur les forces spéciales. Extérieurement, cela ressemble plus à un hélicoptère cargo, mais le vol principal se déroule comme un avion. Après le décollage, ses moteurs s’écartent et créent une poussée déjà horizontale.

Le même convertiplane Bell V-22 Osprey. En vol, il a tourné les moteurs vers l'avant et a volé comme un avion à turbopropulseur.

Les avantages des avions à décollage vertical

Le principal avantage des aéronefs à la verticalele décollage et l'atterrissage est leur maniabilité accrue. Un avion ordinaire ne peut pas rester en l'air. Grâce à la possibilité de vol stationnaire, ce type d'avion ouvre de nouvelles possibilités de reconnaissance.

Le deuxième, mais probablement le plus important serala capacité de décoller et d'atterrir sur un site ne dépassant pas beaucoup les dimensions de l'aéronef lui-même. Une telle piste n'a pas besoin de piste. Cela est particulièrement vrai lorsque l'on se base sur de petits aérodromes et des porte-avions. Peut-être que ce sont tous des avantages que l’on peut appeler au moins un peu importants. Nous nous tournons vers les inconvénients.

Inconvénients des avions à décollage vertical

Le principal inconvénient de la VTOL sera qu’elles sont trèsdifficile à gérer. Les pilotes doivent être de vrais as et avoir les compétences nécessaires pour contrôler ces mêmes machines. La gestion des changements de poussée du vertical au horizontal nécessite un très haut niveau de formation. Surtout quand il s'agit d'atterrir sur un porte-avions ou de manœuvrer par grand vent.

Seul un véritable as peut piloter un tel avion lors de l'atterrissage!

Les plus grandes difficultés sont lors de l'atterrissage. Lors du décollage, vous devez relever l'avion et commencer à gagner de la vitesse. Lors de l'atterrissage, vous devez calculer l'approche de manière à ce que la vitesse diminue à l'approche du site d'atterrissage.

En outre, le danger lors du décollage et demoteurs. Si l'un des moteurs tombe en panne dans un vol normal, l'avion peut voler sur le deuxième et même planifier. Si le moteur de décollage / atterrissage vertical tombe en panne, une catastrophe est inévitable. Ils se sont produits plus d'une fois avec des voitures de production et des prototypes.

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Un autre inconvénient sera la consommation élevée de carburant pourdécollage / atterrissage vertical. Les moteurs fonctionnent en mode extrême pour soulever l’avion avec un armement complet. En conséquence, nous obtenons une distance de vol plus courte.

Si décollage et atterrissage sur le site, à peinedépasser les dimensions de l'aéronef est un avantage certain, les exigences pour ce site seront certainement un inconvénient. Le flux de gaz est très fort et chaud. Détruisant quelques dizaines de tonnes du sol, il est capable de détruire littéralement l'asphalte sous l'avion. Il s'avère que l'avantage d'utiliser «sur le terrain» est compensé par l'obligation de couvrir normalement le site. À propos, de tels avions ne pourront pas décoller dans un champ réel, la poussière peut désactiver les moteurs.

Histoire de VTOL

Dans les années cinquante du siècle dernier, l'industriea pu atteindre un tel niveau de développement des turbopropulseurs et des turboréacteurs que l’on pouvait penser aux avions à décollage / atterrissage verticaux.

Bonne question: pourquoi les oiseaux entrent en collision avec des avions?

C’est particulièrement vrai au lendemain de la transition decombattants qui pourraient décoller et atterrir sur des bandes non pavées, aux véhicules supersoniques modernes qui ont besoin d'une bande goudronnée. Une telle bande pourrait ne pas être proche du lieu du conflit et des hostilités. Bien sûr, il était possible de construire de telles bandes, mais l'ennemi pouvait facilement les désactiver. Dans ce cas, tous les avions de la base deviendraient des jouets inutiles. En passant, c’est en grande partie à cause des bases militaires avec la piste d’atterrissage que les pays influents se font des alliés dans différentes parties du monde. Il est toujours agréable que quelqu'un fournisse un aérodrome sur lequel baser ses avions.

Les difficultés énumérées ont forcé l'arméecroire en la promesse d'un nouveau type de projets d'avions. Tout d'abord, cet intérêt était justement de la part de l'armée. Pour l'aviation civile, c'était cher et pas très nécessaire. Par conséquent, les prototypes ne sont pas entrés dans la série ou ne sont restés que sur papier. Le plus célèbre d'entre eux peut s'appeler Hawker Siddeley HS-141.

Cela pourrait ressembler à un passager VTOL Hawker Siddeley HS-141

Naturellement, des dizaines de prototypes ont été créés,dont la plupart ont été vus par quelques personnes seulement. Ils se sont écrasés pendant le premier vol, après quoi des modifications ont été apportées à la conception et l’appareil a été modifié de façon inimitable.

Au milieu de 1961, la Commission technique de l'OTANa annoncé les exigences relatives à un seul chasseur-bombardier à décollage / atterrissage vertical. Cela a poussé l'industrie à créer des avions VTOL supersoniques. Selon les prévisions, dans les années 60 à 70, environ 5 000 nouveaux aéronefs devaient être livrés aux troupes des pays de l’Alliance.

Comme il est facile de deviner une telle friandiselittéralement, tout a décidé de lutter contre un morceau de tarte militaire. Parmi les entreprises impliquées dans la conception de VTOL figuraient des monstres tels que Messerschmitt, Lockheed, Dassault, Rolls-Royce et même la Fiat italienne.

Le principal problème de la production d'un seul avionpour tous les pays de l’OTAN, c’est que les compagnies ont conçu des types d’aéronefs fondamentalement différents. Chaque pays avait sa propre vision de ce que VTOL devrait être: personne ne voulait faire de concessions et accepter le monopole d'un autre. Cela a grandement entravé la conception de l'avion général et les compagnies ont continué à concevoir leurs propres avions, parfois très bizarres.

Le prototype du Ryan X-13 Vertijet. La plate-forme a été comprise, après quoi l'avion a décollé sans difficulté.

Les ingénieurs ont même essayé d’aller droit au but.non standard et a essayé de mettre en œuvre un projet appelé Ryan X-13 Vertijet. L’essence de l’avion était qu’il était suspendu verticalement avant le lancement. Après cela, les moteurs à la poussée maximale étaient supposés soulever l'avion dans les airs. Quand il atteignit quelques mètres, il s'éloigna du câble et vola verticalement vers le haut, à la manière d'une fusée. Pour la stabilisation au bout des ailes, des gouvernails à jet de gaz ont été installés. Pour la poussée principale et le contrôle, y compris lors du décollage, un moteur avec un vecteur de poussée dévié a été utilisé.

Avec le décollage, tout est clair, mais l’atterrissage a eu lieuune vraie oeuvre d'art. L’avion n’avait même pas de train d’atterrissage pour le secours. Le pilote a dû replacer l’appareil sur sa queue, après quoi il a été amené au câble et, après avoir perdu son élan, a suspendu l’avion avec un crochet spécial à l’avant. Comme la vue était très pauvre, l’opérateur terrestre a contribué à l’atterrissage. Schéma douteux ... Seuls deux avions de ce type ont été créés et les vols d'essai ont duré moins d'un an. Les idées ont été réalisées assez rapidement. Heureusement, les deux avions ont survécu et se trouvent dans des musées aux États-Unis. Il y avait des analogues à vis du Ryan X-13 Vertijet, mais rien ne venait d'eux.

Le plus réussi a été le projet polyvalentBritish Aerospace Sea Harrier. Vous pouviez le voir dans le film True Truth. Le héros d'Arnold Schwarzenegger a volé dessus. Inutile de dire que sans préparation, il ne pourrait pas voler dessus?

Tiré du film "True Lies". Le héros d'Arnold Schwarzenegger à la barre du British See Harrier

Le premier vol de cet avion a eu lieu le 20 août.1978, et l'opération n'a été achevée qu'en mai 2016. Un total de 111 avions ont été produits en trois versions. Ce n'est pas beaucoup Par exemple, nous pouvons dire que le chasseur polyvalent F-16 Fighting Falcon, dont le premier vol a eu lieu en 1974, a lancé plus de 4 600 unités et continue de les produire.

"Harriers" ont été libérés que 111 pièces. Même le Yak-38 est sorti dans une large circulation.

Maintenant dans la version verticalele décollage / atterrissage est sorti chasseur de cinquième génération F-35 Lightning II. Jusqu'à présent, relativement peu ont été produits, mais l'US Air Force et les autres pays de l'OTAN ont beaucoup misé.

Avions russes et soviétiques à décollage vertical

Il y avait un programme VTOL en Union soviétique. Elle était principalement engagée dans le bureau de design de Yakovlev. Le développement est en cours depuis 1960 et le premier modèle était le Yak-36. Il n'était pas très joli, mais dans l'ensemble, il s'acquittait de ses tâches. Ces tâches étaient de la recherche et pour elles, seulement 4 avions ont été créés. Ils ne pouvaient même pas soulever le moindre poids d'armes sérieux - lors d'un vol de démonstration au-dessus de Domodedovo en 1967, des modèles furent utilisés.

La barre de nez du Yak-36 n'était en aucun cas une décoration oisive. Il y avait une buse de moteur de stabilisation.

Un avion vraiment important pour le paysYak-38, qui au stade de développement s'appelait Yak-36M. Il a été privé de la plupart des problèmes de la génération «test» précédente et est devenu pendant 27 ans (1977-2004) la principale flotte de VTOL soviétique et russe. Il devait être remplacé par le Yak-141, mais en 2004, le programme fut interrompu.

Le beau Yak-141, qui n'est jamais entré dans la série

Développements plus sérieux et modèles de masseVTOL n'était pas dans notre pays. Cela est dû aux faibles perspectives de tels dispositifs et aux difficultés financières rencontrées par les bureaux de conception au cours des années quatre-vingt-dix du siècle dernier.

Le Yak-38 avait l'air beaucoup mieux que son prédécesseur. Sa fonctionnalité était également supérieure.

Perspectives VTOL

De nos jours, les avions à décollage vertical ne sont pasaussi pertinent qu'avant. Cela a été rendu possible grâce à des systèmes de défense aérienne plus avancés, qui peuvent protéger les pistes d'atterrissage de la destruction par l'ennemi. De plus, la multifonctionnalité et la faible visibilité radar des aéronefs sont maintenant au premier plan.

VTOL ne peut pas répondre à ces besoins, ouiils ont également une consommation de carburant élevée, un poids supérieur et une faible efficacité de la distribution des armes. Bien entendu, ces avions ne feront pas mal et de nombreuses entreprises ne veulent pas abandonner complètement leurs projets. L’heure pour un tel avion n’est pas encore arrivée, ou presque. Nous apprendrons bientôt que nous devons “souligner” cela.