Mūsdienu militārās aviācijas „Ahileja papēdis” ir lidlauki. Pat ne tik daudz kā skrejceļi. Visvairāk "triks" pēdējā paaudzes kaujas lidmašīnas būs bezjēdzīgas, ja ienaidnieks to iznīcinās. Katrai mūsdienu armijai ir duci līdzekļu šādai operācijai. Īpaši attiecas uz aviokompāniju.
Taču ir ļoti vienkāršs risinājums šai problēmai: lai pārliecinātos, ka plaknei vispār nav nepieciešams skrejceļš. Mēs runājam par vertikālu pacelšanās un nosēšanās lidmašīnām (VTOL), kas var burtiski iet uz debesīm no neliela plākstera.
Diskusijas par šāda gaisa kuģa izveidi jau sen bija apmeklējušas dizaineri, VTOL lidmašīnu dizaina izstrāde sākās neilgi pēc aviācijas laikmeta sākuma. Bet tehniskās iespējas neļāva inženieriem pārvērst savus sapņus par realitāti.
Otrais pasaules karš iezīmēja lidmašīnu pārvadātāju laikmeta sākumu - milzīgus peldošus lidlaukus, kas spēj pārvadāt desmitiem gaisa kuģu. Ne mazāks par šo kuģu lielumu un to izmaksām. Tieši tāpēc klāja balstītu VTOL lidmašīnu izmantošana flotē izskatījās īpaši vilinoša: šajā gadījumā gaisa kuģu pārvadātāji varētu būt mazāki, manevrētspējīgāki un lētāki.
Bet tehniski šī problēma izrādījās sarežģītāka nekā sākumā. Tas saasinājās ar lidmašīnu rašanos: jaunajam gaisa kuģim vajadzēja vēl lielāku skrejceļu.
Neskatoties uz šādas idejas kārdinājumu, pasaulē ir maz lidmašīnu, kas var pacelties un nosēsties vertikāli. Pacelšanās un nolaišanās gadījumā viņi izmanto gāzes strūklas enerģiju no reaktīvā dzinēja, lai gan to konstrukcija var ievērojami atšķirties. Horizontālā lidojuma laikā pacelšanas spēku rada fiksēti spārni.
PSRS tika uzbūvētas vairākas VTOL lidmašīnas, no kurām slavenākais bija Jak-38. To izmantoja flotē, un šo mašīnu nevar saukt par veiksmīgu. 1980. gadu beigās tika izveidota jauna padomju vertikālā pacelšanās un nosēšanās lidmašīna - Jak-141. Tas bija fundamentāli jauns kaujas transportlīdzeklis - virsskaņas cīnītājs, kas plānoja nodrošināt daudzsološus padomju gaisa kuģu pārvadātājus.
Tomēr pēc dažiem gadiem valsts sabruka, ne jauni gaisa kuģu pārvadātāji, ne cīnītāji nebija absolūti nepieciešami. Pēdējais projekts Yak-141 lidmašīnas izveidei tika apglabāts 2003. gadā.
Radīšanas vēsture
Darbs pie VTOL lidmašīnas izveides sākās pagājušā gadsimta 50. gados. Lai lidmašīna varētu darboties bez skrejceļa, bija vajadzīgs pilnīgi cits dzinējs ar ļoti augstu vilces koeficientu (tas ir gaisa kuģa masas attiecība pret dzinēja vilces spēku).
Galvenais klients šajā jomā bija flote.
Pirmā VTOL lidmašīna bija amerikāņu X-13 Vertijet, kas savu vertikālo pacelšanos veica 1957. gadā. Tā bija ļoti interesanta mašīna, kas pacēlās no vertikāla stāvokļa (piemēram, raķete). Tomēr šis lidaparāts bija ļoti sarežģīts, un tā raksturojums nebija iespaidīgs, tāpēc projekts tika slēgts.
Izstrādājot šādus gaisa kuģus, dizaineriem bija jārisina daudz jaunu tehnisku problēmu. Bija skaidrs, ka zemos ātrumos, kad reaktīvā lidmašīna sasalst tikai uz reaktīvā lidmašīnas, aileronu un dažādu stūres izmantošana ir bezjēdzīga. Jūs varat vadīt mašīnu tikai ar papildu reaktīvo plūsmu palīdzību, un dizaineri veica mikromotoru izveidi reaktīvajā dzinējā.
Līdzīgi pētījumi tika veikti PSRS, bet daudzus gadus praktiski nebija zinātnisku pētījumu.
Pirmie padomju lidmašīnas ar vertikālu pacelšanos un nosēšanos bija Jak-36, kas aizsākās 1966. gadā. Šī projekta turpinājums bija sērijas Yak-38.
VTOL veiksmīgāka attīstība bija Apvienotajā Karalistē. Jau 1960. gadā Hawker izveidoja lidmašīnu prototipu, kas spēja veikt vertikālu pacelšanos. Viens no šī projekta panākumu galvenajiem elementiem bija Rolls-Royce izveidot unikālu dzinēju, kas spēj attīstīt 3600 kilogramus vilces četrās šarnīra sprauslās, kas nodrošināja automašīnas pacelšanos. 1969. gadā British Air Force pieņēma Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL lidmašīnu. Šodien Harrier ir vairākas paaudzes kaujas lidmašīnas, kas tiek ekspluatētas ar vairākām valstīm (tostarp Lielbritāniju un Amerikas Savienotajām Valstīm), kas piedalījušās cīņās un kurām ir augsta lidojumu veiktspēja.
PSRS vertikālās pacelšanās un nolaišanās lidmašīnu liktenis ir cieši saistīts ar programmas (1143 projekti) izstrādi lidmašīnu pārvadājošo kruīzu būvniecībai - kuģiem, kuriem ir gan raķešu, gan lidmašīnu bruņojums.
Astoņdesmito gadu vidū sākās VTVP pārvadātāja balstīta cīnītāja attīstība, kas spēj aizsargāt kuģi no ienaidnieka gaisa reidi. "Vertikālu" radīšanas pieredze PSRS bija tikai Jakovlavas Dizaina birojā, un šo pieredzi nevar saukt par pozitīvu.
Yak-38, ko pieņēma PSRS jūras kara flote, bija ļoti zems vilces un svara attiecība, un tas bija aprīkots ar trim dzinējiem. Dizaineriem bija jādara automašīna pēc iespējas vieglāk, viņi pat izņēma borta radaru. Dzinēji nevēlējās darboties sinhroni, jo dienvidu platuma grādos viņi vienkārši nesākās. Lidmašīna varēja uzņemt tikai mazas bumbas un nesankcionētas raķetes, kas samazināja kaujas vērtību gandrīz līdz nullei. Ar šīm lidmašīnām vienmēr ir bijušas katastrofas.
Turklāt, lai samazinātu pacelšanās svaru Yak-38 bija spiests veikt ierobežotu degvielas piedāvājumu, kas ievērojami samazināja tā darbības rādiusu.
Projekts, lai izveidotu jaunu lidmašīnu Yak-141 flotei flotes vajadzībām, sākās 1975. gadā. Valsts pārbaudes tika plānotas 1982. gadā. Jaunais lidaparāts tika iecerēts kā virsskaņas cīnītājs, sākotnēji tika plānots aprīkot ar vienu dzinēju, bet vēlāk priekšroka tika dota gaisa kuģim ar kombinēto spēkstaciju.
Yak-141 bija paredzēts, lai tas sāktu darboties ar lidmašīnu pārvadājošiem kruīziem (TAKR) Baku, Uljanovsku, Rīgu un Tbilisi. Arī jaunais cīnītājs plānoja šo kuģu modernizācijā iesaistīt Minskas un Kijevas raķetes. Yak-141 bija paredzēts aizstāt novecojušu un neveiksmīgu Yak-38.
Elektrostacija sastāvēja no trim dzinējiem: divi pacelšanas RD-41 un viens pacelšanas un kreisēšanas R-79. Elektrostacijas darbu kontrolēja elektronika, kas varētu nodrošināt Jak-141 vertikālu vai saīsinātu pacelšanos no kuģa klāja.
1980. gadā militārpersonas nedaudz mainīja savas prasības attiecībā uz nākotnes lidmašīnām: tai jābūt daudzfunkcionālai - tā var ne tikai iznīcināt gaisa mērķus, bet arī pārsteidzošus ienaidnieku kuģus un zemes mērķus. Tas ir, veikt uzbrukuma lidmašīnu funkcijas.
Dzinēja problēmu dēļ Yak-141 testi tika nepārtraukti pārsūtīti. Tie sākās tikai 1987. gadā, un līdz 1990. gadam tika uzcelti četri cīnītāja prototipi. 1991. gada septembrī notika pilna pacelšanās un nolaišanās pārbaude uz kuģa klāja. Pārbaudes laikā tika noteikti 12 pasaules ātruma un ātruma ieraksti. Testu laikā viens no gaisa kuģiem avarēja. Pilots izspieda, bet automašīna netika atgūta. Negadījuma cēlonis bija izmēģinājuma kļūda.
Šis lidaparāts bija ne tikai nozīmīgs posms iekšzemes gaisa kuģu ražošanas attīstībā, bet arī pasaules aviācijas vēstures zīmē - pirmajās vertikālajās pacelšanās un nosēšanās lidmašīnās, kas izjauca skaņas barjeru. Jāatzīmē, ka Yak-141 spēj pacelt vertikāli ar pilnu kaujas slodzi.
Šī lidmašīna bija ļoti neveiksmīga, tā parādījās tajā pašā brīdī, kad milzīga valsts jau dzīvoja pēdējos mēnešus, un ekonomika nokrita bezdibenī. Karavīri bija ļoti aizdomīgi par "vertikālām cilpām", jo viņiem ir bijusi rūgta pieredze Yak-38 darbībā. Ne mazāk svarīgo lomu šī daudzsološā projekta nežēlīgajā beigās spēlēja arī Yak-141 negadījums testu laikā. 1992. gadā nebija naudas, lai turpinātu darbu ar šo ļoti daudzsološo lidmašīnu.
Jakovlavas Dizaina birojā tika izveidoti vēl divi VTOL modeļi: Jak-43 un Jak-201, bet tie palika uz papīra. Izstrādātāji mēģināja piedāvāt jaunu automašīnu ārvalstu pircējiem, bet pasūtījumu nebija. Bija īsa sadarbība ar amerikāņiem (Lockheed Martin), bet tā arī beidzās bez rezultāta.
2003. gadā Yak-141 cīnītāja projekts tika oficiāli slēgts.
Apraksts
Yak-141 ir augsts profils, tas ir izgatavots saskaņā ar parasto aerodinamisko konfigurāciju un ir aprīkots ar kombinēto spēkstaciju. 26% no lidmašīnas fizelāžas ir izgatavoti no kompozītmateriāliem, daži no elementiem ir izgatavoti no karstumizturīgiem titāna sakausējumiem. Lieta tiek aktīvi izmantota alumīnija-litija sakausējumiem ar mazāku svaru.
Lidmašīnas vilciens ir daļēji monokols ar taisnstūra šķērsgriezumu. Pacelšanas braucošais dzinējs atrodas tā astē, vēl divas pacelšanas - priekšā, tieši aiz kabīnes. Fuzelas deguna forma ir smaila.
Spārni ir trapecveida, ar augstu sviru un sakņu uzpūšanos. Spārns ir veidots tā, lai gaisa kuģis varētu sasniegt virsskaņas ātrumu, veikt manevrējamu gaisa kaušanu un veikt ilgu kruīza lidojumu.
Aizsargplēve ir divslāņota, sastāv no stūres un visu pagrieziena stabilizatoru. Tā ir piestiprināta pie diviem attāliem stariem, starp kuriem ir pacelšanas galvenā dzinēja sprausla.
Gaisa ieplūdes ir taisnstūra formas, tās atrodas tieši aiz kabīnes. Gaisa plūsmu kontrolē ar horizontālu ķīli.
Izkraušanas ierīce ir tricikls, tā var izturēt gaisa kuģa krišanu piecu metru augstumā.
Elektrostacijas Yak-141 konstrukcijā ir divi celšanas dzinēji (PD) RD-41 un viens maršruts un pacelšana (PMD) R-79. Arī manevru laikā vertikālā pacelšanās laikā tiek izmantoti reaktīvo stūri, kurus darbina pacelšanas / kreisēšanas dzinējs. Pēc dizaina Yak-141 ir tuvu mūsdienu amerikāņu VTOL F-35B, kas ir aprīkots arī ar kombinēto spēkstaciju.
Pacelšanas motori RD-41 atrodas lidmašīnas priekšā, speciālā nodalījumā, tieši aiz kabīnes. Horizontālā lidojuma vai autostāvvietas laikā dzinēji ir slēgti ar speciāliem atlokiem augšpusē un apakšā. Pacelšanās vai nolaišanās laikā tie atveras, nodrošinot dzinējiem un atvēršanas sprauslām gaisu. Dzinēji ir uzstādīti 10 ° leņķī pret vertikāli, sprauslas var novirzīties par ± 12,5 ° vertikāli no motora ass. RD-41 ir viena ķēde, viena vārpsta turbodzinējs, tas var darboties ar ātrumu, kas nepārsniedz 550 km / h.
Pacelšanas un uzturēšanas dzinējs P79V-300 ir divu kontūru turbokompresoru dzinējs ar pēcgaismas un mainīgu vilces vektoru. Tas atrodas gaisa kuģa aizmugurē. Šī dzinēja rotori rotē dažādos virzienos, kompresoriem ir raksturīga paaugstināta gāzes dinamiskā stabilitāte, sadegšanas kamerā ir unikāli virpuļdedzes degļi. Motora sprausla ir rotējoša, ar regulējamu šķērsgriezuma laukumu, tā var novirzīt vilces vektoru par 95 °. Maksimālais Р79В-300 spiediens ir 15 500 kgf.
Yak-141 var pacelties trīs dažādos veidos: vertikāli, īsā laikā un ar slīdēšanu (ļoti īsa pacelšanās). Galvenā dzinēja sprausla ar vertikālu pacelšanos novirzās maksimālajam leņķim, pacelšanās ar īsu nolaišanos un slīdēšana ir 65 °. Braucot ar slīdēšanu, skrejceļa garums ir seši metri.
