Vliegtuigen met verticale start. Hoe werken ze en waarom zijn ze nodig

Je hebt het waarschijnlijk gezien in een filmdocumentaireeen kroniek of technische video van hoe het vliegtuig gewelddadig begint te zoemen, stof en ander puin begint eronder vandaan te vliegen, waarna het iets boven de grond stijgt. Het begint hoger en hoger te stijgen, wanneer het op een hoogte van een paar tientallen meters geleidelijk begint te "bewegen", versnelt en vliegt weg als een normaal vliegtuig. We zullen analyseren hoe dit gebeurt, wat zijn de voor- en nadelen van dergelijke machines. Natuurlijk zullen we hun geschiedenis en de meest interessante vertegenwoordigers niet vergeten.

Zie Harrier laat zien hoe het op één plek kan hangen

De inhoud

• 1 Wat is VTOL?
• 2 soorten verticale startvliegtuigen
• 3 Voordelen van verticale startvliegtuigen
• 4 Nadelen van verticale startvliegtuigen
• 5 Geschiedenis van VTOL
• 6 Russische en Sovjetvliegtuigen met verticale start
• 7 VTOL vooruitzichten

Wat is VTOL?

Allereerst is het de moeite waard om dat te begrijpendit is meestal een verticaal startvliegtuig. In feite is een dergelijke term populairder dan technisch. Zelfs logisch, als het vliegtuig verticaal zou opstijgen, zou het verticaal moeten kunnen landen. Vandaar de volledige naam: vliegtuigen met verticale start en landing. Het wordt afgekort als VTOL. In buitenlandse teksten is er een afkorting VTOL (vertaald uit het Engels: Vertical Take-Off and Landing). Tegelijkertijd sluit een verticale start en landing de mogelijkheid van een normale run langs de strip niet uit. Er waren zeldzame uitzonderingen in de geschiedenis, maar ze bleven allemaal in projecten uit het verleden.

Je kunt je afvragen waarom de helikopter niet wordt gebeldverticale start / landingsvliegtuigen? Het fundamentele verschil is dat in een vliegtuig de hefkracht tijdens de hoofdbeweging wordt gecreëerd door de luchtstroom die op de vleugel snelt. In het geval van een helikopter wordt de hefkracht bereikt door het werk van de roterende propeller. Als hij stopt, kan de helikopter misschien zelfs een relatief zachte landing maken in autorotatiemodus, maar hij kan niet plannen. In het geval van vliegtuigen is er zelfs een afzonderlijke richting van vliegtuigen zonder motoren. Ze worden zweefvliegtuigen genoemd, vliegen de lucht in met behulp van een sleepvliegtuig en kunnen uren aan het plannen zijn als een papieren vliegtuigje. In het geval van motorstoring in een helikopter, is de enige weg naar beneden en kan het vliegtuig enige tijd vliegen en landen. Dergelijke gevallen zijn meer dan eens geweest.

Een duidelijke demonstratie van het principe van het creëren van vleugellift

Soorten verticale startvliegtuigen

Zoals we hierboven zijn overeengekomen, bevindt VTOL zich inAllereerst door de lucht. Dit betekent dat ze zwaarder zijn dan lucht en dat een ballon bijvoorbeeld geen VTOL-vliegtuig is. Daarom zou dit type vliegtuig zelf tractie moeten creëren. Door de methode om tractie te creëren, zijn ze verdeeld in twee hoofdtypen.

De eerste omvat vliegtuigen zoalsbijv. Yak-38, McDonnell Douglas AV-8 Harrier II en Lockheed Martin F-35 Lightning II. Ze zijn uitgerust met lift-voortstuwingsmotoren en een ander aantal liftmotoren. Alle motoren gebruiken verticale jetstuwkracht voor het opstijgen. Simpel gezegd, een luchtstraal van een straalmotor.

Lockheed Martin F-35 Lightning II - vijfde generatie jager met verticale start / landing

Een ander type VTOL-vliegtuig wordt een "convertiplane" encreëert stuwkracht voor start door propellers. Een voorbeeld is de Bell V-22 Osprey, bekend bij ons uit de game Half-Life en films over special forces. Uiterlijk lijkt het meer op een vrachthelikopter, maar de hoofdvlucht wordt net als een vliegtuig uitgevoerd. Na het opstijgen wijken de motoren af ​​en creëren een reeds horizontale stuwkracht.

Dezelfde convertiplane Bell V-22 Osprey. Tijdens de vlucht draaide hij de motoren vooruit en vloog als een turbo-propellervliegtuig.

De voordelen van verticale startvliegtuigen

Het belangrijkste voordeel van vliegtuigen met verticaalopstijgen en landen is hun verhoogde wendbaarheid. Een gewoon vliegtuig kan niet in de lucht hangen. Dankzij de mogelijkheid om te zweven, biedt dit type vliegtuig nieuwe mogelijkheden voor verkenning.

Het tweede, maar waarschijnlijk belangrijker pluspunt zal zijnde mogelijkheid om op te stijgen en te landen op de site, die de afmetingen van het vliegtuig zelf niet veel overschrijdt. Zo'n baan heeft geen baan nodig. Dit is met name het geval wanneer wordt uitgegaan van kleine luchthavens en vliegdekschepen. Misschien zijn dit allemaal voordelen die op zijn minst een beetje significant kunnen worden genoemd. We wenden ons tot de nadelen.

Nadelen van verticale startvliegtuigen

Het belangrijkste nadeel van de VTOL is dat ze erg zijnmoeilijk te beheren. Piloten moeten echte azen zijn en over de vaardigheden beschikken om deze machines te besturen. Het beheren van stuwkrachtveranderingen van verticaal naar horizontaal vereist een zeer hoog opleidingsniveau. Vooral als het gaat om landen op een vliegdekschip of manoeuvreren in harde wind.

Alleen een echte aas kan tijdens de landing zo'n vliegtuig besturen!

De grootste problemen zijn bij het landen. Bij het opstijgen moet je het vliegtuig omhoog brengen en snelheid beginnen te krijgen, en bij het landen moet je de nadering berekenen zodat de snelheid daalt wanneer je de landingsplaats nadert.

Bovendien is het gevaar tijdens de start enmotoren. Als een van de motoren uitvalt tijdens een normale vlucht, kan het vliegtuig op de tweede vliegen en zelfs gewoon plannen. Als de verticale start- / landingsmotor uitvalt, is een catastrofe onvermijdelijk. Ze zijn meer dan eens gebeurd met zowel productie-auto's als prototypes.

Je kunt nog meer interessante dingen over verschillende onderwerpen vinden op ons kanaal in Yandex.Zen

Een ander nadeel zal het hoge brandstofverbruik zijnverticale start / landing. Motoren werken in extreme modus om het vliegtuig met volledige bewapening op te heffen. Als gevolg hiervan krijgen we een kortere vliegafstand.

Bij het opstijgen en landen op de site, nauwelijkshet overschrijden van de afmetingen van het vliegtuig is een pluspunt, dan zullen de vereisten voor deze site zeker een minpunt zijn. De gasstroom is erg sterk en heet. Een paar tientallen tonnen van de grond afscheurend, is het in staat letterlijk asfalt onder het vliegtuig te vernietigen. Het voordeel van het gebruik van 'in het veld' blijkt te zijn gecompenseerd door de eis om een ​​normale dekking van de site te hebben. Dergelijke vliegtuigen zullen trouwens niet in een echt veld kunnen opstijgen; stof kan motoren uitschakelen.

Geschiedenis van VTOL

In de jaren vijftig van de vorige eeuw, de industriewas in staat om een ​​zodanig ontwikkelingsniveau van turboprop- en turbojetmotoren te bereiken dat men zou kunnen denken aan vliegtuigen met verticale start / landing.

Goede vraag: Waarom botsen vogels tegen vliegtuigen?

Dit was vooral het geval na de overgang vanjagers die op onverharde stroken konden opstijgen en landen, op moderne supersonische voertuigen die een verharde strook nodig hadden. Zo'n strip is misschien niet in de buurt van de plaats van conflict en vijandelijkheden. Natuurlijk was het mogelijk om dergelijke strips te bouwen, maar de vijand kon ze gemakkelijk uitschakelen. In dit geval zouden alle vliegtuigen aan de basis nutteloos speelgoed worden. Trouwens, het is grotendeels vanwege militaire bases met de landingsbaan dat invloedrijke landen hun bondgenoten in verschillende delen van de wereld maken. Het is altijd leuk als iemand een vliegveld biedt om je vliegtuigen op te baseren.

De genoemde moeilijkheden dwongen het legergeloof in de belofte van nieuw type vliegtuigprojecten. Allereerst was deze belangstelling juist van het leger. Voor de burgerluchtvaart was het duur en niet erg noodzakelijk. Daarom kwamen de prototypes niet in de serie of bleven ze zelfs alleen op papier. De meest bekende van hen kan Hawker Siddeley HS-141 worden genoemd.

Dit kan lijken op een passagier VTOL Hawker Siddeley HS-141

Natuurlijk zijn er tientallen prototypes gemaakt,waarvan de meeste door slechts enkele mensen werden gezien. Ze crashten tijdens de eerste vlucht, waarna het ontwerp werd gewijzigd en het vliegtuig onherkenbaar veranderde.

Medio 1961, de Technische Commissie van de NAVOkondigde de vereisten aan voor een jachtbommenwerper met verticale start / landing. Dit zette de industrie ertoe aan supersonische VTOL-vliegtuigen te maken. Volgens voorspellingen zouden in de jaren 60-70 ongeveer 5.000 nieuwe vliegtuigen worden geleverd aan de troepen van de landen die tot de Alliantie behoren.

Hoe gemakkelijk het is om zo'n klein stukje te radenletterlijk alles besloot om een ​​stuk militaire taart te bevechten. Onder de bedrijven die betrokken zijn bij het VTOL-ontwerp waren monsters als Messerschmitt, Lockheed, Dassault, Rolls-Royce en zelfs de Italiaanse Fiat.

Het grootste probleem van het produceren van een enkel vliegtuigvoor alle NAVO-landen was het dat bedrijven fundamenteel verschillende soorten vliegtuigen ontwierpen. Elk land had zijn eigen visie op hoe VTOL zou moeten zijn - niemand wilde concessies doen en instemmen met andermans monopolie. Dit remde het ontwerp van het algemene vliegtuig enorm en de bedrijven bleven hun eigen vliegtuig ontwerpen, dat soms erg bizar was.

Het prototype van de Ryan X-13 Vertijet. Het platform werd begrepen, waarna het vliegtuig zonder problemen vertrok.

Ingenieurs probeerden zelfs ter zake te komen.niet-standaard en probeerde een project te implementeren genaamd de Ryan X-13 Vertijet. De essentie van het vliegtuig was dat het verticaal was opgehangen vóór de lancering. Daarna moesten de motoren met maximale stuwkracht het vliegtuig de lucht in tillen. Toen een hoogte van een paar meter werd bereikt, bewoog hij zich weg van de kabel en vloog verticaal omhoog, als een raket. Voor stabilisatie bij de vleugeltips werden gasstraalroeren geplaatst. Voor de hoofdstuwkracht en besturing, inclusief tijdens de start, werd een motor met een afgebogen stuwkrachtvector gebruikt.

Met de start is alles duidelijk, maar de landing waseen echt kunstwerk. Het vliegtuig had zelfs geen landingsgestel voor een back-up. De piloot moest het vliegtuig weer op zijn staart zetten, waarna het aan de kabel werd gebracht en, nadat het de stuwkracht had afgeworpen, het vliegtuig eraan hing met een speciale haak in de boeg. Omdat het uitzicht erg slecht was, hielp de landexploitant bij het landen. Twijfelachtig schema ... Slechts twee van dergelijke vliegtuigen werden gemaakt en testvluchten duurden minder dan een jaar. De ideeën werden snel genoeg gerealiseerd. Gelukkig hebben beide vliegtuigen het overleefd en bevinden ze zich in musea in de Verenigde Staten. Er waren schroefanalogen van de Ryan X-13 Vertijet, maar er kwam helemaal niets van.

Het meest succesvolle was het multifunctionele projectBritish Aerospace Sea Harrier. Je kon hem zien in de film True Truth. De held van Arnold Schwarzenegger vloog erop. Onnodig te zeggen dat hij er zonder voorbereiding niet op kon vliegen?

Ontsproten uit de film "True Lies." De held van Arnold Schwarzenegger aan het roer van de Britse See Harrier

De eerste vlucht van dit vliegtuig vond plaats op 20 augustus1978, en de operatie werd pas in mei 2016 voltooid. In totaal werden 111 vliegtuigen geproduceerd in drie versies. Dit is niet veel. We kunnen bijvoorbeeld zeggen dat de F-16 Fighting Falcon multifunctionele jager, waarvan de eerste vlucht plaatsvond in 1974, meer dan 4.600 eenheden heeft vrijgegeven en deze blijft produceren.

"Harriers" werden slechts 111 stuks uitgebracht. Zelfs de Yak-38 kwam in een grote oplage uit.

Nu in de verticale versiestart / landing wordt vrijgegeven vijfde-generatie jager F-35 Lightning II. Tot dusverre zijn er relatief weinig geproduceerd, maar er wordt op de US Air Force en andere NAVO-landen een grote gok op gemaakt.

Russische en Sovjetvliegtuigen met verticale start

Er was een VTOL-programma in de Sovjetunie. Kortom, ze was betrokken bij het ontwerpbureau van Yakovlev. De ontwikkeling is begonnen sinds 1960 en het eerste model was de Yak-36. Hij zag er niet erg mooi uit, maar over het algemeen kon hij zijn taken uitvoeren. Deze taken waren onderzoek en voor hen werden slechts 4 vliegtuigen gemaakt. Ze konden zelfs het minste gewicht aan wapens niet verhogen - tijdens een demonstratievlucht boven Domodedovo in 1967 werden modellen gebruikt.

De Yak-36 neusbeugel was geenszins een ijdele decoratie. Het had een stabilisatiemondstuk.

Het vliegtuig werd echt belangrijk voor het landYak-38, die in de ontwikkelingsfase Yak-36M heette. Hij werd beroofd van de meeste problemen van de vorige "test" -generatie en werd gedurende 27 jaar (1977-2004) de belangrijkste Sovjet- en Russische VTOL-vloot. Hij zou worden vervangen door de Yak-141, maar in 2004 werd het programma ingekort.

De knappe Yak-141, die nooit in de serie ging

Meer serieuze ontwikkelingen en massamodellenVTOL was niet in ons land. Dit komt door de lage vooruitzichten van dergelijke apparaten en de financiële problemen waarmee ontwerpbureaus in de jaren negentig van de vorige eeuw te maken kregen.

De Yak-38 zag er veel beter uit dan zijn voorganger. De functionaliteit was ook hoger.

VTOL vooruitzichten

Tegenwoordig doen verticale startvliegtuigen dat niet meerzo relevant als voorheen. Dit werd mogelijk gemaakt door meer geavanceerde luchtverdedigingssystemen, die de landingsbanen kunnen beschermen tegen vernietiging door de vijand. Bovendien zijn multifunctionaliteit en lage radarzichtbaarheid van vliegtuigen nu naar voren gekomen.

VTOL kan niet in dergelijke behoeften voorzien, jaze hebben ook een hoog brandstofverbruik, een groter gewicht en een lage distributie-efficiëntie van wapens. Dergelijke vliegtuigen zullen natuurlijk geen pijn doen en veel bedrijven willen de plannen voor hen niet helemaal laten varen. De tijd voor dergelijke vliegtuigen is nog niet aangekomen, of bijna voorbij. We zullen snel leren dat we hieruit moeten “benadrukken”.