Літаки з вертикальним зльотом. Як вони працюють і навіщо потрібні

Швидше за все, ви бачили в кіно, документальноїхроніці або технічних відео, як літак починає сильно гудіти, з-під нього починає розлітатися пил і інше сміття, після цього він трохи піднімається над землею. Він починає підніматися все вище і вище, коли на висоті пари десятків метрів він поступово починає "рушати", набирає швидкість і відлітає вже як звичайний літак. Розберемо, як таке відбувається, в чому переваги і в чому недоліки таких машин. Звичайно, не забудемо про їхню історію і найцікавіших представників.

See Harrier демонструє, як він може висіти на одному місці

зміст

• 1 Що таке СВВП?
• 2 Типи літаків з вертикальним зльотом
• 3 Переваги літаків з вертикальним зльотом
• 4 Недоліки літаків з вертикальним зльотом
• 5 Історія створення СВВП
• 6 Російські і радянські літаки з вертикальним злетом
• 7 Перспективи СВВП

Що таке СВВП?

В першу чергу, варто розібратися з тим, щотаке взагалі літак з вертикальним зльотом. Насправді, такий термін є більше народним, ніж технічним. Навіть за логікою, якщо літак вертикально злетів, то він повинен мати можливість вертикально сісти. Звідси і повна назва - Літак з Вертикальним Зльотом і Посадкою. Скорочено це пишеться як СВВП. В іноземних текстах зустрічається скорочення VTOL (в перекладі з англійської: Vertical Take-Off and Landing). При цьому, вертикальний зліт-посадка не виключає можливості звичайного пробігу по смузі. За рідкісним винятком в історії були, але всі вони залишилися в проектах минулого.

Можна запитати, чому вертоліт не називаютьлітаком з вертикальним зльотом / посадкою? Принциповою відмінністю є те, що у літака підйомна сила під час основного руху створюється за рахунок набігаючого на крило повітряного потоку. У випадку з вертольотом, підйомна сила досягається за рахунок роботи обертового гвинта. Якщо він зупиниться, можливо, вертоліт навіть зможе зробити відносно м'яку посадку в режимі авторотації, але не зможе планувати. У випадку з літаками, є навіть окремий напрямок літаків без двигунів. Вони називаються планерами, піднімаються в повітря за допомогою літака-буксирувальника і можуть годинами планувати над місцевістю як паперовий літачок. У разі відмови двигуна на вертольоті, єдина дорога буде вниз, а літак зможе скільки-то пролетіти і сісти. Такі випадки були вже не раз.

Наочна демонстрація принципу створення крилом підйомної сили

Типи літаків з вертикальним зльотом

Як ми вже домовилися вище, СВВП є, впершу чергу, літаками. Значить, вони важче повітря і, наприклад, повітряна куля не відноситься до СВВП. Стало бути, цей тип літальних апаратів повинен створювати тягу сам для себе. За способом створення тяги вони діляться на два основних типи.

До першого належать такі літаки, як,наприклад, Як-38, McDonnell Douglas AV-8 Harrier II і Lockheed Martin F-35 Lightning II. Вони обладнані підйомно-маршовими двигунами і різною кількістю підйомних двигунів. Всі двигуни використовують для зльоту вертикальну реактивну тягу. Якщо говорити зовсім просто - струмінь повітря з реактивного двигуна.

Lockheed Martin F-35 Lightning II - винищувач п'ятого покоління з можливістю вертикального зльоту / посадки

Інший тип СВВП називається "конвертоплан" істворює тягу для зльоту за рахунок повітряних гвинтів. Прикладом може служити Bell V-22 Osprey, добре відомий нам по грі Half-Life і фільмів про спецназ. Зовні він більше схожий на вантажний вертоліт, але основний політ здійснює саме як літак. Після зльоту його двигуни відхиляються і створюють вже горизонтальну тягу.

Той самий конвертоплан Bell V-22 Osprey. У польоті він розгортав двигуни вперед і летів як турбо-гвинтовий літак.

Переваги літаків з вертикальним зльотом

Основною перевагою літаків з вертикальнимзлетом і посадкою є їх підвищена маневреність. Звичайний літак не може зависати в повітрі. Завдяки можливості зависання цей тип літальних апаратів відкриває нові можливості для розвідки.

Другим, але, напевно, більш важливим, плюсом будеможливість злітати і сідати на майданчику, яка не сильно перевищує габарити самого літака. Злітна смуга таким літакам не потрібна. Особливо актуально це при базуванні на маленьких аеродромах і на авіаносцях. Напевно, це все переваги, які можна назвати хоч трохи істотними. Переходимо до недоліків.

Недоліки літаків з вертикальним зльотом

Головним недоліком СВВП буде те, що ними дужескладно управляти. Льотчики, повинні бути справжніми асами і повинні володіти навичками управління саме цими машинами. Управління зміною тяги від вертикального до горизонтального напрямку вимагає дуже великого рівня підготовки. Особливо, якщо мова йде про посадку на авіаносець або маневруванні при сильному вітрі.

Керувати таким літаком при посадці зможе тільки справжній ас!

Найбільші складності бувають саме при посадці. При зльоті треба підняти літак і почати набір швидкості, а при посадці треба розрахувати візит так, щоб швидкість впала при підльоті до посадкової майданчику.

Крім цього, небезпека при зльоті представляють ідвигуни. Якщо один з двигунів відмовить в звичайному польоті, літак може летіти на другому і навіть просто планувати. При відмові двигуна вертикального зльоту / посадки, катастрофа неминуча. Вони не раз траплялися як з серійними машинами, так і з прототипами.

Ще найбільше інтеесного на різні теми ви зможете знайти на нашому каналі в Яндекс.Дзен

Ще одним мінусом буде велика витрата палива навертикальний зліт / посадку. Двигуни працюють в позамежному режимі, щоб підняти літак з повним озброєнням. Як підсумок, ми отримуємо меншу дистанцію польоту.

Якщо зліт і посадка на майданчики, ледьперевищують габарити літака, є однозначним плюсом, то вимоги до цієї площадки точно будуть мінусом. Струмінь газів дуже сильна і гаряча. Відриваючи від землі пару десятків тонн, вона здатна буквально знищити асфальт під літаком. Виходить, що перевага використання "в поле" нівелюються вимогою зробити нормальне покриття майданчика. До речі, в реальному поле такі літаки не зможуть злітати, пил може вивести двигуни з ладу.

Історія створення СВВП

У п'ятдесяті роки минулого століття промисловістьзмогла досягти такого рівня розвитку турбогвинтових і турбореактивних двигунів, що можна було задуматися і про літаки з вертикальним злетом / посадкою.

Хороше запитання: Чому птахи стикаються з літаками?

Особливо актуально це було на хвилі переходу відвинищувачів, які могли злітати і сідати на ґрунтові смуги, до сучасних надзвуковим машинам, яким потрібна була смуга з твердим покриттям. Такий смуги могло не бути поруч з місцем конфліктів і військових дій. Звичайно, можна було побудувати такі смуги, але противник міг легко вивести їх з ладу. В цьому випадку, всі літаки на базі ставали б марними іграшками. До речі, багато в чому саме через військових баз з ВПП впливові країни і заводять союзників в різних кінцях світу. Завжди приємно, коли хтось надасть аеродром для базування твоїх літаків.

Перераховані труднощі змусили військовихповірити в перспективність проектів літака нового типу. В першу чергу, ця зацікавленість була саме з боку військових. Для цивільної авіації це було дорого і не дуже потрібно. Тому прототипи або не вийшли в серію, або і зовсім залишилися тільки на папері. Найвідомішим з них можна назвати Hawker Siddeley HS-141.

Так міг би виглядати пасажирський СВВП Hawker Siddeley HS-141

Природно, були створені десятки прототипів,більшу частину яких бачили буквально кілька людей. Вони зазнавали аварії вже під час першого польоту, після чого в конструкції вносилися зміни і літак змінювався до невпізнання.

У середині 1961 року технічну комісія НАТОоголосила вимоги до єдиного винищувачу-бомбардувальнику з вертикальним зльотом / посадкою. Це підштовхнуло галузь до створення надзвукових СВВП. За прогнозами, в 60-70-х роках у війська країн, що входять в Альянс, повинна була бути поставлена ​​близько 5000 нових літаків.

Як не важко здогадатися, за такий ласийшматочок військового пирога вирішили поборотися буквально все. Серед компаній, які займалися проектуванням СВВП були такі монстри своєї справи, як Мессершмітт, Локхід, Дассо, Ролс-Ройс і навіть італійський Фіат.

Головною проблемою виробництва єдиного літакадля всіх країн НАТО було те, що компанії проектували літаки принципово різного типу. У кожної країни було своє бачення того, яким повинен бути СВВП - ніхто не хотіли йти на поступки і погоджуватися на монополію іншого. Це дуже сильно загальмувало проект загального літака, і компанії продовжили проектувати власні літаки, які іноді були дуже химерними.

Прототип літака Ryan X-13 Vertijet. Платформа розумілася, після чого літак не без зусиль злітав.

Інженери навіть намагалися підійти до справинестандартно і пробували реалізувати проект, отримав назву Ryan X-13 Vertijet. Суть літака полягала в тому, що його підвішували вертикально перед запуском. Після цього двигуни на максимальній тязі повинні були підняти літак у повітря. Коли була набрана висота в пару метрів, він відходив в сторону від троса і вертикально відлітав вгору, як ракета. Для стабілізації на закінцівках крил розташовувалися газоструйние керма. Для основної тяги і управління, зокрема, при зльоті, використовувався двигун з відхилюваними вектором тяги.

Зі злетом літака все зрозуміло, але посадка буласправжнім витвором мистецтва. У літака навіть на запасний варіант не було шасі. Пілот повинен був знову поставити літак на хвіст, після чого підвести його до тросу та, скинувши тягу, повісити літак на нього спеціальним гаком в носовій частині. Так як огляд був дуже поганим, в посадці допомагав наземний оператор. Сумнівна схема ... Таких літаків було створено всього дві штуки, і випробувальні польоти тривали менше року. Весь абсурд ідеї усвідомили досить швидко. На щастя, обидва літаки вціліли і знаходяться в музеях США. Були і гвинтові аналоги Ryan X-13 Vertijet, але з них і зовсім нічого не вийшло.

Найвдалішим виявився проект багатоцільовоголітака British Aerospace Sea Harrier. Ви могли його бачити в фільмі "Правдива брехня". На ньому літав герой Арнольда Шварцнегера. Чи варто говорити, що без підготовки він не зміг би на ньому літати?

Кадр з фільму «Правдива брехня». Герой Арнольда Шварцнегера за штурвалом британського See Harrier

Перший політ цього літака відбувся 20 серпня1978 року, а завершилася експлуатація тільки в травні 2016 року. Всього було вироблено 111 літаків в трьох модифікаціях. Це зовсім не багато. Для прикладу, можна сказати, що багатоцільовий винищувач F-16 Fighting Falcon, перший політ якого відбувся в 1974 році, випустили в кількості понад 4600 одиниць і продовжують випускати.

«Харрієрів» було випущено всього 111 штук. Навіть Як-38 вийшов великим тиражем.

Зараз в версії з можливістю вертикальногозльоту / посадки випускається винищувач п'ятого покоління F-35 Lightning II. Поки їх вироблено відносно небагато, але на нього робиться велика ставка в ВПС США та інших країн НАТО.

Російські і радянські літаки з вертикальним злетом

Була програма СВВП і в Радянському Союзі. В основному їй займалося конструкторське бюро Яковлєва. Розробки велися з 1960 року, а першою моделлю став Як-36. Виглядав він не дуже симпатично, зате в цілому справлявся зі своїми завданнями. Задачі ці були дослідними, і для них було створено лише 4 літаки. Вони навіть не могли підняти більш-менш серйозний вага озброєння - при демонстраційному польоті над Домодєдово в 1967 році використовувалися муляжі.

Носова штанга Як-36 була аж ніяк не простою прикрасою. У ній було сопло стабілізаційного двигуна.

Дійсно важливим для країни літаком ставЯк-38, який на етапі розробки називався Як-36М. Він був позбавлений більшості проблем попереднього "тестового" покоління і на 27 років (1977-2004 рр.) Став основною радянської і російської флоту СВВП. На зміну йому повинен був прийти Як-141, але в 2004 році програму згорнули.

Красень Як-141, який так і не пішов у серію

Більше серйозних напрацювань і масових моделейСВВП в нашій країні не було. Виною тому мала перспективність таких апаратів і фінансові труднощі, з якими зіткнулися конструкторські бюро в дев'яності роки минулого століття.

Як-38 виглядав куди краще свого попередника. Функціональність його теж була вищою.

перспективи СВВП

У наш час літаки з вертикальним злетом НЕтак актуальні, як раніше. Це стало можливо завдяки більш розвиненим системам ППО, які можуть захистити злітно-посадочні смуги від руйнування противником. Крім того, зараз на перший план вийшли багатофункціональність і мала радіолокаційна помітність літаків.

СВВП не можуть забезпечити такі потреби, таще й мають велику витрату палива, більший вага і малу ефективність розподілу озброєнь. Такі літаки, звичайно, не завадять і багато компаній не хочуть повністю відмовлятися від планів на їх рахунок. Час таких літаків ще не настав, або майже пройшло. Скоро дізнаємося, що з цього треба "підкреслити".