X-13 Vertijet, експериментален VTOL реактивен самолет, е поръчан от Военновъздушните сили на САЩ от Ryan Aeronautical в средата на 50-те години. Построени са два самолета.
Първият самолет с вертикално излитане и кацане (VTOL), X-13 "Vertijet", е построен през 1955 г. и започва наземни изпитания в база на ВВС на САЩ, където извършва редица полети, използвайки допълнителен колесник, за да позволи за конвенционално излитане и кацане. Наземните тестове включват 15 часа тестове на стенд във вертикално положение и 10 часа в хоризонтално положение.
Първият полет на висене на VTOL X-13 "Vertijet" е извършен в началото на 1956 г., а първият полет с преход от вертикално излитане към хоризонтален полет и след това към вертикално кацане през ноември 1956 г.

През 1956 г. компанията Ryan построи втория експериментален самолет с вертикално излитане X-13 с конвенционален триколесен колесник, който излиташе с разбег, превключваше на зависене и след това извършваше кацане с разбег. В процеса на тестване на самолета X-13 Vertijet Райън се сблъсква с редица нови проблеми, един от които е необходимостта от преодоляване на жироскопичния ефект на въртящите се маси на двигателя и жироскопичната прецесия, засягаща управлението по посока и дължина, което изисква разработването на система за автоматична стабилизация на X-13. Друг проблем беше сривът на триъгълното крило при ъгли на атака над 30 ° в преходни условия, което доведе до нестабилност на самолета.

Самолетът Х-13 "Вертиджет" е направен по безопашна схема с триъгълно крило и един турбореактивен двигател и няма конвенционален колесник.
Фюзелажът е леко удължен, пилотската кабина е разположена в носа му. По време на прехода от вертикално излитане към хоризонтален полет и обратно, седалката на пилота може да се наклони напред със 70 °. За подобряване на видимостта, особено по време на вертикално излитане и кацане, фенерът имаше голяма площостъкляване, а в кабината беше монтирано огледало за обратно виждане, като на кола.
Крилото е триъгълно, високо, ниско удължение, размах 6,4 m с стреловидност по предния ръб от около 60 °. Площ на крилото - 17 м2, натоварване на крилото 215 кг/м2. На крилото има елерони, а в краищата на крилото са монтирани малки вертикални шайби.

Конструктивната особеност на самолета X-13 "Vertijet" е липсата на колесник. За излитане и кацане на самолета се използва количка с монтирана на нея рампа, която може да се повдига с хидравлични силови цилиндри и да заема вертикално положение. При подготовката на самолета за излитане рампата се спуска, самолетът се монтира върху нея, след което се повдига. Самолетът има кука в носа на фюзелажа, която е закачена за буксирния кабел на рампата. Освен това, на експерименталния самолет, в централната част на фюзелажа, на базата на рампата, бяха монтирани спомагателни подпори на ферми. Когато рампата се издигне до вертикално положение, самолетът виси на куката "като прилеп".

По време на вертикално излитане от рампа, на която самолетът е окачен на кука, пилотът увеличава тягата на двигателя, докато самолетът се движи нагоре, куката се отделя от кабела и самолетът се издига вертикално, след което постепенно преминава към хоризонтален полет.
Преди кацане пилотът премества самолета от хоризонтално във вертикално положение, в което самолетът се поддържа от тягата на двигателя. С намаляване на тягата самолетът се спуска, след което, контролирайки тягата на двигателя и газовите и реактивните кормила, пилотът довежда самолета до рампата, докато куката се закачи за кабела. След това рампата, заедно със самолета, се спуска до хоризонтално положение.

За да може пилотът да определи точно разстоянието до рампата при приближаване към нея, на рампата в хоризонтално положение беше монтиран измервателен прът с отпечатани върху него деления. Освен това на върха на рампата има платформа, на която се намира операторът, който дава сигнали на пилота с ръцете си.
Според Райън този метод на излитане и кацане на вертикално излитащи самолети осигурява редица предимства, позволявайки значително да се опрости конструкцията на самолета, изоставяйки конвенционалните колесници и да се постигнат спестявания в конструктивното тегло. Рамповата количка може да се използва и за транспортиране на самолета до бойни зони и за поддръжка.

Силовата установка на самолета X-13 "Vertijet" се състои от един турбореактивен двигател Rolls-Royce Avon R.A.28, монтиран в задната част на фюзелажа, въздухът влиза в двигателя през страничните въздухозаборници. Тягата на двигателя е 4540 kgf, което при излетно тегло на самолета от 3630 kg позволява да се получи съотношение на тяга към тегло от 1,25.
При хоризонтален полет самолетът се управлява от елерони и рул. Във вертикални режими самолетът се управлява с помощта на газови кормила и реактивна система за управление: в краищата на крилото са разположени реактивни дюзи, към които се подава сгъстен въздух, взет от компресора на турбореактивния двигател.

И двата самолета VTOL преминаха успешно летателни изпитания, които завършиха без инциденти през 1958 г., когато разработката на самолета Kh-13 "Vertijet" VTOL беше прекратена от ВВС, които предпочетоха самолета VTOL с хоризонтално положение на фюзелажа. крайна ценаразработването, изграждането и тестването на два експериментални самолета X-13 VTOL надхвърлиха $ 7 милиона Въпреки това американските военновъздушни сили и флот многократно се връщаха към самолета VTOL с вертикално положение на фюзелажа, което предполага използването му за базирани на палубни изтребители на леки самолети носачи, излитащи от ротационни рампи.

Летателни характеристики VTOL X-13 "Vertijet"
Екипаж, хора: 1;
Дължина, м: 7,14;
Размах на крилата, m: 6,40;
Височина, м: 4,62;
Маса празен, кг: 2424;
Максимално тегло при излитане, kg: 3272;
Силова установка: 1 турбореактивен двигател Rolls-Royce Avon, тяга при излитане 4540 kgf;
максимална скорост, км/ч: 560;
Пробег, км: 307;
Практичен таван, m: 6100;

самолет с вертикално излитанесе появи в началото на ерата реактивна авиация, беше втората половина на петдесетте години. Първоначално те се наричаха турбоплани. По това време дизайнерите започнаха да разработват превозни средства, които можеха да се издигат във въздуха с минимално или никакво излитане. Такива устройства не изискват специална писта, за тях е достатъчно плоско поле или хеликоптерна площадка.

Освен това човечеството по това време се доближи до овладяването космическо пространство. Разработката започна Космически корабиспособни да кацат и излитат до други планети. Всяка разработка завършва с изграждането на прототип, който се подлага на цялостни тестове за по-нататъшно създаване на серийно оборудване. Първият турбосамолет е създаден през 1955 г. Изглеждаше много странно. На такава машина нямаше крила или опашка. Имаше само турбореактивен двигател, насочен вертикално надолу, малка кабина и резервоари за гориво.

Той се издигна поради реактивната струя на двигателя. Управлението се извършваше с помощта на газови кормила, т.е. струйна струя, излизаща от двигателя, която се отклонява с помощта на плоски пластини, разположени близо до дюзата. Първият апарат тежал около 2340 кг и имал тяга 2835 кг.

Снимка за вертикално излитане и кацане

Първите полети са извършени от пилота-изпитател Ю. А. Гарнаев. Тестовите полети бяха много непредвидими, защото имаше много голяма вероятност от преобръщане, устройството нямаше голяма стабилност. През 1958 г. устройството е демонстрирано на авиационен фестивал в Тушино. Устройството премина цялата тестова програма и беше натрупан огромно количество материал за анализ.

Събраният материал е използван за създаването на първия пълноценен съветски експериментален самолет с вертикално излитане. Такъв самолет беше наречен Як-36, а модифицираният самолет Як-38 влезе в производство. Самолетоносачите стават основна база за самолета и той изпълнява задачите на щурмови самолети.

Кратка история на самолетите VTOL

Благодарение на развитието на техническата страна на турбореактивните двигатели през 50-те години на миналия век стана възможно създаването на самолет с вертикално излитане. Голям тласък в развитието на самолетите VTOL беше активно развитиереактивни самолети в напредналите страни по света. Трябва да се отбележи, че тези превозни средства имаха висока скорост по време на кацане и излитане, съответно беше необходимо да се създаде писта с голяма дължина, съответно те трябва да имат твърда повърхност. Това изисква допълнителни парични инжекции. По време на военните действия имаше много малко летища, които можеха да приемат такива самолети, съответно създаването на самолет с вертикално излитане и кацане можеше да реши много проблеми.

През тези години са направени огромен брой варианти и прототипи, които са построени в един или два екземпляра. В повечето случаи те се сриваха дори по време на тестване, след което проектите бяха затворени.

През 1961 г. Комисията на НАТО изложи изисквания за изтребител с вертикално кацане и излитане, което даде допълнителен тласък на развитието на тази област на самолетостроенето. След това планираха да създадат конкурс за избор на най-обещаващите дизайни. Но състезанието така и не се състоя, защото стана ясно, че всяка напреднала страна има свои версии на такъв самолет.

Под влияние на технически и политически проблеми комисията на НАТО промени концепцията и постави нови изисквания към устройството. След това започна проектирането на многоцелеви машини. В крайна сметка бяха избрани само две опции. Първият е самолетът на френските конструктори "Мираж" III V", създадени са 3 машини и конструкторите на ФРГ VJ-101C са направени 2 екземпляра. След тестове бяха загубени 4 устройства. Поради това беше решено да се разработи фундаментално нова кола XFV-12A.

Развитие на VTOL на територията на СССР и в Русия

Първият самолет от този клас в СССР беше Як-36, който конструкторското бюро Яковлев започна да разработва от 1960 г. За целта е направена тренировъчна стойка. Първият полет е направен през март 1966 г., в този тест е извършено вертикално отделяне с преход към хоризонтален полет, след което колата също се приземява вертикално. След това са създадени Як-38 и по-известният Як-141. През 90-те години стартира друг проект с обозначението Як-201.

схема на оформление

В зависимост от позицията на фюзелажа

Вертикална.

• С винтове.

  Реактивен.

  • Използване на тяга директно от задвижващ реактивен двигател.

    Колеоптер (пръстенокрили).

Хоризонтално разположение

• С винтове.

  • Въртящ се тип крило и витла.

    Винтовете са разположени в края на крилата.

    Струите от витлата се отклоняват.

Реактивен.

• Ротационен двигател.

  Газовите струи от носещия двигател се отклоняват по време на излитане

  Мотор за повдигане.

Успоредно с това в Англия се разработваше подобен самолет. През 1954 г. е построен самолетът с вертикално излитане Harrier. Той е оборудван с два двигателя с тяга 1840 kg. Теглото на самолета е 3400 кг. Самолетът се оказва изключително ненадежден и се разбива. Гледам вертикално излитане и кацане.

Следващата стъпка в развитието на такива устройства беше американски самолет, построен през 1964 г. Строителството съвпадна с развитието на лунната програма.

Въпреки факта, че пробивите в областта на самолетостроенето не ни радват всеки ден, в областта на гражданската авиация има много нови разработки. Типичен пример за това е разработката на модерен пътнически самолет с вертикално излитане.

Основните характеристики на самолетите с вертикално излитане са на първо място, че не е необходимо голямо пространство за излитане и кацане на самолета - то трябва само малко да надвишава размерите на самолета и оттук има много интересен извод, че с разработването на самолети със система за вертикално излитане, въздушното пътуване между различни региони ще стане възможно, дори и тези, където няма летища. Освен това изобщо не е необходимо да се правят такива самолети просторни, защото те седалкив количество от 40-50 броя е достатъчно, което ще направи пътуването със самолет възможно най-рентабилно и удобно.

Въпреки това най-вероятно няма да се слави със скоростта си, тъй като дори във военните самолети тя не надвишава 1100 километра в час и като се има предвид, че пътникът самолет с вертикално излитанеще носи около голямо числодуши, тогава най-вероятно неговата крейсерска скорост ще бъде около 700 километра в час. Но от друга страна, надеждността на пътуването със самолет ще се увеличи значително, тъй като в случай на непредвидена ситуация самолет с вертикално излитанеможе лесно да седи на малка плоска площ.

Към днешна дата има редица концепции за бъдещи пътнически самолети със система за вертикално излитане. Доскоро те изглеждаха невероятни, но съвременни разработкив областта на самолетостроенето твърдят друго и е напълно възможно през следващите десет години първите модерни самолети с вертикално излитане да започнат да превозват своите пътници.

Недостатъци и предимства на самолетите VTOL

Без изключение всички устройства от този тип са създадени за военни нужди. Разбира се, предимствата на такива машини за военните са очевидни, тъй като самолетът може да се експлоатира на малки обекти. Самолетите имат способността да кръжат във въздуха и в същото време да извършват завои и да летят настрани. В сравнение с хеликоптерите е ясно, че най-голямото предимство на самолетите е скоростта, която може да достигне свръхзвукова скорост.

И все пак VTOL самолетите също имат значителни недостатъци. На първо място, това е сложността на контрола, за това са необходими пилоти от висок клас. Изисква се специално умение от пилота при прехода на режимите.

Именно сложността на управлението поставя много предизвикателства пред пилота. При преминаване от зависване към хоризонтален полет е възможно плъзгане настрани, което създава допълнителни проблеми при задържане на устройството. Този режим изисква много мощност, което може да доведе до повреда на двигателя. Недостатъците включват малката товароносимост на самолета VTOL, докато използва огромно количество гориво. По време на работа са необходими специално подготвени площадки, които да не се срутват под въздействието на изгорелите газове от двигателите.

Класификация на самолета:

И

б

AT

Ж

д

И

Да се

Л

О

VTOL самолет, общото съкращение е VTOLили английски. VTOL- Вертикално излитане и кацане - въздухоплавателно средство, способно да излита и каца при нулева хоризонтална скорост, използвайки вертикална тяга на двигателя.

Основната разлика между самолета VTOL и различните вертолети е, че в режим на хоризонтален полет при крейсерска скорост, както при конвенционален самолет, неподвижното крило създава повдигане.

Според оформлението

Положението на фюзелажа по време на излитане и кацане.

• Вертикална позиция (т.нар. tailsitter):
  • с винтове (пример: Convair XFY Pogo, Lockheed XFV);
  • реактивен;
    • с директно използване на тяга от главен реактивен двигател (пример - X-13 Vertijet);
    • с пръстеновидно крило (колеоптер);
• Хоризонтална позиция:
  • с винтове;
    • с въртящо се крило;
    • с ветрила в края на крилото;
    • с отклонение на струята от витлата;
  • реактивен;
    • с въртящи се двигатели;
    • с отклонение на струята от газове на задвижващия реактивен двигател;
    • с повдигащи двигатели;

Историята на създаването и развитието на самолетите VTOL

Развитието на самолетите VVP започва за първи път през 50-те години на миналия век, когато е достигнато подходящото техническо ниво на изграждане на турбореактивни и турбовитлови двигатели, което предизвика широк интерес към този тип самолети както сред потенциалните военни потребители, така и в конструкторските бюра. Значителен тласък в полза на развитието на самолетите VTOL беше широкото използване във военновъздушните сили на различни страни на високоскоростни реактивни изтребители с висока скорост на излитане и кацане. Такива бойни самолети изискваха дълги павирани писти: беше очевидно, че в случай на широкомащабни военни действия значителна част от тези летища, особено тези на фронтовата линия, бързо ще бъдат дезактивирани от врага. По този начин военните клиенти се интересуваха от самолети, излитащи и кацащи вертикално на всяка малка площ, тоест практически независимо от летища. До голяма степен поради такъв интерес на представители на армията и флота на водещите световни сили бяха създадени десетки експериментални самолети от различни системи. По-голямата част от дизайна е направен в 1-2 екземпляра, които като правило са претърпели аварии още по време на първите тестове и не са провеждани допълнителни изследвания върху тях. Техническата комисия на НАТО, която обяви през юни 1961 г. изискванията за VTOL изтребител-бомбардировач, по този начин даде тласък на развитието на свръхзвукови самолети БВП в западните страни. Предполагаше се, че през годините страните от НАТО ще имат нужда от около 5000 такива самолета, от които първите ще влязат в експлоатация още през 1967 г. Прогнозата за такива Голям бройпродукти предизвикаха появата на шест проекта на БВП самолети:

• P.1150английската компания Hawker-Siddley и западногерманската Focke-Wulf;
• VJ-101Западногерманската южна асоциация "EWR-Süd" ("Белков", "Хайнкел", "Месершмит");
• Д-24холандската фирма "Fokker" и американската "Ripablik";
• Г-95италианска фирма "Fiat";
• Мираж III-Vфренска фирма "Dassault";
• F-104Gвъв варианта GDP на американската фирма Lockheed, съвместно с британските фирми Short и Rolls-Royce.

Програма VTOL в СССР

Як-36 е първият съветски VTOL самолет. Разработката му се извършва в конструкторското бюро Яковлев от 1960 г. под ръководството на С. Г. Мордовин. По време на изпитанията първо беше построен и тестван летящ стенд "турболет", на който бяха отработени режими на вертикален полет. Водещи пилоти-изпитатели по програмата Як-36 бяха Ю. А. Гарнаев и В. Г. Мухин. На 24 март 1966 г. пилотът Мухин извършва първия полет с вертикално излитане, преминавайки към хоризонтален полети вертикално кацане. През 1967 г. по време на демонстрационни полети над летище Домодедово край Москва бяха показани три свръхзвукови самолета STOL (късо излитане и кацане), проектирани от А. И. Микоян, П. О. Сухой и един самолет с вертикално излитане и кацане, проектиран от А. С. Яковлев - Як-36.

Предимства и недостатъци на самолетите VTOL

Историята на развитието на самолетите VVP показва, че досега те са създавани почти изключително за военната авиация. Предимствата на самолетите VTOL за военна употреба са очевидни. Самолетът на БВП може да се базира на обекти, чиито размери не са много по-големи от неговите размери. В допълнение към възможността за вертикално излитане и кацане, VTOL самолетите имат допълнителни предимства, а именно възможността да кръжат, да се обръщат в това положение и да летят в странична посока, в зависимост от използваната задвижваща система и система за управление. В сравнение с други вертикално излитащи самолети, като хеликоптерите, VTOL самолетите имат несравнимо по-големи, до свръхзвукови (Як-141) скорости и като цяло предимствата, присъщи на самолетите с неподвижно крило. Всичко това доведе до ентусиазма за идеята за вертикално излитащ самолет, един вид "VTOL бум" в инженерството и дизайна и авиационните области като цяло през 1960-1970.

Кацащ VTOL AV-8B_Harrier_II. Виждат се вертикални газови струи.

Беше предвидено широко разпространение на този тип самолети, бяха предложени много проекти на военни и граждански, бойни, транспортни и пътнически самолети VTOL с различни конструкции (типичен пример за проекта за VTOL пътнически лайнер за 70-те години беше Hawker Siddeley HS-141 ).

Недостатъците на самолетите VTOL обаче също се оказаха значителни. Пилотирането на този тип машини е много трудно за един пилот и изисква от него да притежава високи умения в пилотската техника. Това засяга най-вече висенето и преходните режими в полет - в моментите на преход от висене към хоризонтален полет и обратно. Всъщност пилотът на реактивен VTOL самолет трябва да прехвърли подемната сила и, съответно, теглото на машината - от крилото към вертикалните газови струи или обратно.

Тази характеристика на техниката на пилотиране поставя сложни предизвикателства пред пилота VTOL. В допълнение, в режим на висене и преходни режими, VTOL самолетите обикновено са нестабилни, подложени на странично приплъзване и възможната повреда на повдигащите двигатели е голяма опасност в тези моменти. Подобна повреда често причинява инциденти в серийни и експериментални VTOL самолети. Също така, недостатъците включват значително по-ниския полезен товар и обхват на полета на самолетите VTOL в сравнение с конвенционалните самолети, висок разход на гориво във вертикални режими на полет, общата сложност и висока цена на дизайна на VTOL, разрушаване на повърхностите на пистата от изгорелите газове на двигателя.

Тези фактори, както и рязкото увеличение на световните пазарни цени на петрола (и съответно на авиационното гориво) през 70-те години на 20 век доведоха до практическото спиране на развитието в областта на пътническите и транспортни реактивни VTOL самолети.

От многото предложени проекти за реактивен транспорт VTOL само един самолет Dornier Do 31 беше практически завършен и тестван, но и тази машина не беше масово произведена. Въз основа на гореизложеното перспективите за широко развитие и масово използване на реактивни самолети VTOL са много съмнителни. В същото време има модерна дизайнерска тенденция, далеч от традиционното реактивна веригав полза на самолети VTOL с витлова група (по-често конвертоплани): по-специално тези машини включват масово произвеждания в момента Bell V-22 Osprey и разработения на негова основа Bell / Agusta BA609.

Вижте също

• Списък на самолетите по производители
• Класификация на самолетите по конструктивни характеристики и силова установка

Литература

• Е. Цихош "Свръхзвуков самолет" пр. "Самолет с вертикално излитане и кацане".

Самолет с вертикално (късо) излитане и кацане

VTOL самолети, летящи в крейсерски (хоризонтален) режим на полет като конвенционалните самолети, могат да кръжат във въздуха, както и да излитат и кацат вертикално, като хеликоптери. За да се осигурят режимите на вертикално излитане и кацане на такъв самолет, е необходимо да има специална електроцентрала, която осигурява създаването на подемна сила, надвишаваща теглото на самолета.
Стартовото вертикално съотношение на тяга към тегло (съотношението на подемната сила, създадена от двигателите, към теглото на самолета) на съвременните самолети VTOL е в диапазона 1,05-1,45.
В зависимост от това как се създава подемната сила в режимите на БВП и силата на тягата в маршируващите (крейсерски) режими, е възможно да се класифицира самолетът VTOL (фиг. 7.69).
Единна електроцентрала (SU) се състои от един или повече подемни и задвижващи двигатели , които в режими на БВП създават вертикална тяга, а в нормални режими маршова тяга. Тягата се създава или от витло, или от струя газове от реактивен двигател. Промяна в посоката на вектора на тягата на двигателите за повдигане и поддържане може да бъде конструктивно осигурена или чрез завъртане на целия двигател правилната посока, например спрямо крилото или заедно с крилото, на което са фиксирани, или чрез промяна на посоката на струята (и вектора на тягата) на реактивния двигател.

Принципна схема на едно от възможните устройства, които осигуряват промяна на посоката на вектора на тягата П с плъзгаща се козирка 1 , илюстрирано на фиг. 7.70.

Композитен SUвключва две групи двигатели: едната е за създаване на вертикална тяга в режими на БВП ( асансьорни двигатели ), другият - за създаване на маршова тяга ( главни двигатели ).
Комбиниран SUсъщо се състои от две групи двигатели: повдигане и ускоряване и повдигане и маршируване , които (в по-голяма или по-малка степен) участват в създаването както на вертикална, така и на маршова тяга.

Изборът на типа силова установка значително влияе върху възможността за решаване на специфични проблеми, възникващи при проектирането на самолети VTOL, и всъщност определя неговата концепция, аеродинамично и структурно-мощно оформление.
Двигатели 1 (Фиг. 7.71) създаване на повдигане ( P=G/2 ), балансирайки силата на гравитацията Ж самолет. На режими на работа близо до екрана 2 (повърхности на пистата) реактивни двигатели 3 създават сложни потоци около самолета поради взаимодействието на газови струи, отразени от екрана 4 с въздушни течения 5 вливащи се във въздухозаборниците на двигателите. Формата и интензивността на тези течения на

режими на зависване близо до екрана, взаимодействието на тези потоци с насрещния поток в режимите на БВП и преходни режими (от вертикално към хоризонтално движение) зависят от мощността, броя и разположението на двигателите (т.е. от разположението на самолета VTOL), което значително влияе върху аеродинамичните характеристики и характеристиките на въртящия момент на самолета VTOL, т.е. определя неговото разположение.
Въздействието на двигателните газови струи причинява ерозия на повърхността на летището , чиято степен зависи от вида на двигателите, които създават повдигане, и от тяхното местоположение. Частиците от повърхността на летището, измити от газови струи, заедно с високотемпературни възходящи течения, влияят на структурата на самолета VTOL и, попадайки във въздухозаборниците на двигателя, намаляват надеждността на тяхната работа, ресурс и характеристики на сцепление. За да се намали ефектът от струите върху повърхността на летището и върху самолета, техниката на управление на самолети VTOL в режим на кратко излитане и кацане (UVP), когато дистанциите за излитане и пробег са само няколко десетки метра. Това също така дава възможност да се увеличи възвръщаемостта на теглото на самолета VTOL поради значително по-ниския разход на гориво по време на излитане и кацане.
Един от основните проблеми, които възникват при разработването на самолети VTOL, е да се осигури тяхното балансиране, стабилност и управляемост в режимите на БВП и преходни режими, когато транслационната скорост е нулева или недостатъчно голяма за ефективна работааеродинамични повърхности, които създават балансиращи и управляващи сили и моменти.
Осигурява се и балансиране, стабилност и управляемост на самолетите VTOL в тези режими несъответствие (модулация)тяга на двигателя, т.е. увеличаване или намаляване на тягата на един двигател в сравнение с друг или с помощта на реактивни кормилни системиили комбинация от тези методи.

Несъответствие ∆P тяга (фиг. 7.72) носещи двигатели 3 поражда момент на отклонение ∆Mг, несъответствие ∆P 1 първа група асансьорни двигатели 1 поражда момент на крен ∆Mх. Несъответствие на тягата ∆P 1 и ∆P 2 първа и втора група подемни двигатели 2 поражда момент на накланяне ∆Mz .
Система за управление на струята VTOL самолет (фиг. 7.73) включва няколко реактивни дюзи, отдалечени от центъра на масата на самолета на максимално възможно разстояние ( 1, 5, 6 ), към които с помощта на тръбопроводи 4 сгъстен въздух се подава от компресора на подемно-задвижващия двигател 3 . Дизайн на дюзата 1 ви позволява да регулирате въздушния поток и следователно течението. Дизайн на дюзата 5 и 6 ви позволява да промените не само големината, но и посоката на силата на тягата към противоположната (обърнете тягата на дюзата).
Когато е балансиран по стъпка (спрямо оста З ) самолет (сумата от моментите на силите на тягата на соплото 1 , повдигане 2 и повдигащ двигател 3 спрямо центъра на масата е нула) увеличаване на силата на тягата на дюзата 1 ще предизвика момент на накланяне, намаляване - гмуркане.

Показано на фиг. 7.73 посока на струите от дюзите 5 и 6 кара самолета да се преобърне към лявото крило и да завие наляво.

Управлението на режима на работа на двигателя и реактивните кормила за промяна на силите и моментите, действащи върху самолета в БВП и преходни режими, се управлява от пилота, използвайки същите лостове за управление, както при конвенционален самолет, т.е. едновременно със създаването на управление реактивни сили, аеродинамичните сили на управление се отклоняват съответно повърхности (елеватор, елерони и рул), които обаче не създават управляващи сили при ниски (предеволюционни) скорости на движение на самолета. С увеличаване на скоростта на транслационното движение, силите върху кормилните повърхности също се увеличават и с помощта на автоматизацията постепенно се изключват от работата на системата за управление на струята.

Тук трябва да се отбележи, че при ниски (предеволюционни) скорости VTOL самолетът няма собствена стабилност, тъй като аеродинамичните сили, които могат да го върнат в първоначалното му положение при произволни външни влияния, са малки. Следователно стабилността на самолета VTOL в тези режими (стабилизирането му и поддържане на състоянието на равновесие) се осигурява от средствата за автоматизация, включени в системата за управление, които, реагирайки на ъгловите движения на самолета по време на смущения, без намесата на пилотът, използвайки реактивни кормила, връща самолета в първоначалната му позиция за балансиране.
Тук сме изброили само някои от проблемите за оформяне на външния вид на самолетите VTOL, чието решение вече е ранни стадиидизайнът изисква взаимодействие на дизайнери от различни специализации.
Към днешна дата в света са проектирани, построени и тествани повече от 50 типа самолети с вертикално (късо) излитане и кацане. В повечето от проектите на тези самолети изискванията за военна употреба бяха взети като основа.
В OKB е създаден първият домашен боен VTOL самолет. КАТО. Яковлев (виж раздел 20.2).
Предимствата на самолетите VTOL, които споменахме в началото на раздел 7.4, несъмнено ще доведат до създаването на самолети VTOL, способни да се конкурират с конвенционалните самолети при превоза на пътници и товари на къси и средни разстояния.

Хидроавиация

Работата по създаването на самолети, пригодени за излитане от водната повърхност и кацане върху нея, започна почти едновременно с работата по създаването на самолети, базирани на земята.
28 март 1910 г. първият полет на хидроплан (от хидро...(гр. хидро- вода) и самолет) по собствен дизайн е направен от французина А. Фабр.
Исторически произходът на местната аеронавтика и авиация са офицери военноморски флотРусия. Те първи в света разработиха тактиката на военноморската авиация, бомбардираха вражески кораб от въздуха, създадоха проект за самолетоносач и първи летяха в небето на Арктика.

Географските и стратегическите характеристики на театрите на военните действия от онова време, дългите морски граници в Балтийско и Черно море, липсата на специално оборудвани летища за експлоатация на сухопътни самолети и в същото време изобилие големи реки, езера, свободни морски пространства наложиха създаването на морска самолетна индустрия у нас.
Развитието на хидроавиацията започва с поставянето на наземни самолети на поплавъци. Първо плаващи самолети (фиг. 7.74) имаше два основни поплавъка 1 и допълнителни 2 (спомагателен) плувка в опашката или лъка.
В зависимост от това как самолетът е базиран и управляван от повърхността водни площи (от лат. аква- вода) - хидродроми , можете да класифицирате хидропланите (фиг. 7.75).
плаващи вериги в момента се използват за леки самолети, въпреки че още през 1914 г. четиримоторният тежък самолет "Иля Муромец" направи първия си полет (виж фиг. 19.1), поставен на поплавъци трипоплавкова схема с поплавък на опашката, през 1929 г. по маршрута Москва - Ню Йорк на самолета "Страната на Съветите" (виж фиг. 19.7) 7950 км - от Хабаровск до Сиатъл, самолетът лети над вода и в този участък кацането на земята предавката беше заменена с поплавък на двупоплавкова схема .

Нарастването на размера и масата на хидропланите и в резултат на това нарастването на размера на поплавъците направи възможно поставянето на екипаж и оборудване в тях, което доведе до създаването на хидроплани от типа "летяща лодка" еднолодка схеми и схема с две лодки - катамаран (от тамилски каттумарам, буквално - свързани трупи).
Интегрална схема най-подходящ за тежки многоцелеви океански хидроплани. Частично потопеното крило позволява намаляване на размера на лодката и увеличаване на аерохидродинамичното съвършенство на хидроплана.
самолет-амфибия (от гръцки. амфибиос- водене на двоен начин на живот) е пригоден за излитане от земя и вода и кацане върху тях.
По този начин, технически решения, които осигуряват базирането и експлоатацията на самолета от водната повърхност, всъщност определят облика (аеродинамичната схема) на хидроплана.
Сложността и броят на проблемите, които дизайнерите трябва да решат при създаването на хидроплан, нарастват значително, тъй като в допълнение към високите аеродинамични характеристики и характеристики за излитане и кацане на конвенционален самолет трябва да се осигури и мореходната годност, посочена в техническите изисквания.
Мореходните качества на хидроплана могат да бъдат оценени с помощта на методите на научната дисциплина "Хидромеханика", която изучава движението и равновесието на течности, както и взаимодействието между течности и твърди тела, напълно или частично потопени в течност.
Мореходност (мореспособност) хидроплан характеризират възможността за неговата работа във водни зони с определени хидрометеорологични условия - скорост и посока на вятъра, посока, скорост, форма, височина и дължина на вълната на водата.
Мореходните качества на хидроплана се оценяват по максималната вълна на акваторията, в която е възможна безопасна работа.
Точно както международната стандартна атмосфера (ISA) се използва за оценка на характеристиките на полета на самолета (вижте раздел 3.2.2), определена скала (математически модел) се използва за характеризиране на морските вълни, което установява връзка между вербалните характеристики на вълните , височината на вълната и оценката (от 0 до IX) - степен на възбуда .
В съответствие с тази скала, например, слабите вълни (височина на вълната до 0,25 m) се оценяват като I, значителните вълни (височина на вълната 0,75-1,25 m) се оценяват като III, силните вълни (височина на вълната 2,0-3,5 m) се оценяват като V, изключителни вълни (височина на вълната 11 m) се оценяват като IX.
Морска годност ( мореходност) на хидроплан включват характеристики на хидроплана като плаваемост , стабилност , управляемост , непотопяемост и т.н.
Тези качества се определят от формата и размера на подводното пространство изместителна част (лодка или поплавък) на хидроплан, разпределението на масите на хидроплана по дължина и височина.
В бъдеще, когато разглеждаме характеристиките на мореходността на хидроплана, ако те могат еднакво да бъдат приписани на лодка и поплавък без специална уговорка, ще използваме термина "лодка". Плаваемост- способността на хидроплана да плава в дадено положение спрямо водната повърхност.
Хидропланът, както всяко друго плаващо тяло, като например кораб, се поддържа на повърхността от Архимедова сила.

P = Уρ в ж = Ж,

гравитация на хидроплан Ж приложено в центъра на масата на въздухоплавателното средство (c.m), поддържаща сила (Архимедова сила, силата на въздействието на изместената течност върху лодката на хидроплана) Р приложен в центъра на масата на обема вода, изместен от лодката, или, в корабната терминология (която се използва широко от дизайнерите на хидроплани), в център на величината (c.v.).

Очевидно, за да се осигури балансът на самолета на повърхността (фиг. 7.76), силите Ж и П трябва да лежи на правата линия, свързваща c.m. и c.v., във вертикалната надлъжна равнина на симетрия на хидроплана - диаметралната равнина на лодката (DP). Очевидно е също, че основната равнина на лодката (OP) е хоризонтална равнина, минаваща през долната точка на повърхността на лодката, перпендикулярна на диаметралната равнина, и съответно долната хоризонтална сграда на лодката (LSG), строителната хоризонтала на самолета (SHS) и палубата 1 - горна повърхност на лодката общ случайне е успоредна на равнината на водната повърхност и линията на контакт между водната повърхност и корпуса на лодката на хидроплана Уотносно Лотносно.

Линия на контакт между спокойна водна повърхност и корпуса на хидроплан Уотносно Лотноснопри пълно излетно тегло и изключени двигатели - товарна водолиния (от гол. вода- вода и лийн- линия). Товарна водолиния (GVL) при отплаване прясна водане съвпада с GVL при плуване в морска вода, тъй като плътността на прясна речна или езерна вода ρ в\u003d 1000 kg / m 3, плътност морска вода ρ в\u003d 1025 kg / m 3.
съответно чернова (разстоянието от GVL до най-ниската част на лодката, характеризираща потапянето на лодката под нивото на водата) със същото тегло при излитане на хидроплан в прясна вода ще бъде по-голямо, отколкото в морска вода.
Определят се стойностите на газенето напред и назад кацане лодки с хидроплан спрямо повърхността на водата - подстригвам лодки (от лат. Differens (различен)- разлика) - неговият наклон в надлъжната равнина, който се измерва от ъгъла на подстригване φ 0 или разликата между газенето на кърмата и носа. Ако разликата е нула, се казва, че лодката „седи на равен кил“; ако газенето на кърмата е по-голямо от газенето на носа - лодката "седи с тапицерия на кърмата" (както е показано на фигура 7.76), ако е по-малко - лодката "седи с тапицерия на носа".
Стабилност (аналог на термина "стабилност" в морската терминология) при плуване - способността на хидроплан, отклонен от равновесно положение от външни смущаващи сили, да се върне в първоначалното си положение след прекратяване на смущаващите сили.
Очевидно при плуване на тяло, частично или напълно (напълно) потопено във вода, няма други сили, които да го върнат в равновесно положение, освен гравитацията. Ж и равна на нейната поддържаща сила Р . Следователно само взаимното положение на тези сили ще определи стабилността или нестабилността на плаващото тяло, което е илюстрирано на фиг. 7,77.

Ако центърът на масата на тялото е разположен под центъра на величината (фиг. 7.77, а), когато се отклони от равновесното положение, възниква стабилизиращ момент ΔM = Gl който връща тялото в първоначалното му положение стабилен баланс.
Ако центърът на масата на тялото е разположен над центъра на величината (фиг. 7.77, c), когато се отклони от равновесното положение, възниква дестабилизиращ момент ΔM = Gl , и тялото не може да се върне в първоначалното си положение само нестабилен баланс .
Ако позицията на центъра на масата на тялото съвпада с позицията на центъра на величината (фиг. 7.77, b), тялото е в безразлично равновесие.
Трябва да се отбележи, че положението на центъра на величината по същество зависи от формата на потопената част от тялото и ъгъла на нейното отклонение от първоначалното равновесно положение.
Стабилност на хидроплан (както и стабилността на съда) е обичайно да се определя взаимното положение на центъра на масата и метацентър - центърът на кривината на линията, по която се измества центърът на величината на тялото на преместване, когато то е извадено от равновесие.
Метацентър - от гръцки. мета- между, след, през - неразделна част от сложни думи, означаващи междинност, следване на нещо, преход към нещо друго, промяна на състоянието, трансформация и лат. - центърфокус, център.
Има напречна и надлъжна устойчивост на хидроплан (когато самолетът е наклонен съответно в напречна и надлъжна равнина).
напречна стабилност. Разгледайте случая на напречен наклон - отклонението на диаметралната равнина на лодката (DP) от вертикалата, например под въздействието на порив на вятъра.
Хидропланът (фиг. 7.78, а) е на повърхността в състояние на равновесие, гравитация Ж и поддържаща сила Р равни, лежат в диаметралната равнина, размер а определя издигането на центъра на масата над центъра на величината.

От страничния компонент на порив на вятъра Vв(Фиг. 7.78, b) ще има момент на накланяне Мкр в, в зависимост от главата на скоростта, площта и обхвата на наветрената (гледаща в посоката, от която духа вятърът) конзола на крилото, зоната на страничната проекция на хидроплана. Под въздействието на този момент самолетът ще се преобърне под някакъв малък (ще приемем - безкрайно малък) ъгъл γ и новата позиция на лодката ще определи новата водолиния на натоварване W 1 L 1, чиято равнина е наклонена под ъгъл γ от оригиналната водолиния Уотносно Лотносно.
Формата на подводната (водоизместителна) част на лодката ще се промени: обемът, ограничен във всяко напречно сечение на лодката с фигура 1 , ще излезе изпод водата и равен на него обем, ограничен във всяко напречно сечение на лодката с фигура 2 , ще отиде под вода. По този начин величината на поддържащата сила няма да се промени (P = Wρ в ж = Ж) ОТотносноточно ОТ 1 . Точка Мотноснопресичане на две съседни линии на действие на архимедовите сили под безкрайно малък ъгъл γ между тях и е начален метацентър .
Метацентричен радиус ρ 0 определя първоначалната кривина на линията на изместване на центъра на величината на лодката, когато се търкаля.
Мярка за страничната устойчивост на хидроплан е стойността метацентрична височина h o \u003d ρ o - a:
- ако чотносно> 0 - лодката е стабилна;
- ако ч относно= 0 - безразлично равновесие;
- ако чотносно < 0 - лодка неостойчива.
В разглеждания пример чотносно< 0. Нетрудно видеть, что перпендикулярные к поверхности воды и равни сили Р и Ж ще бъде съчетано с рамо л , и момента на тази двойка М kr G = гл съвпада по посока със смущаващия момент Мкр ви увеличете ъгъла на въртене. Така хидропланът, показан на фиг. 7,78, b, под действието на външни смущения, не се връща в първоначалното си положение, т.е. няма странична стабилност.
Очевидно, за да се осигури странична стабилност, центърът на масата трябва да е под най-ниската позиция на метацентъра.
Повечето съвременни хидроплани са направени по класическата аеродинамична схема с фюзелаж - лодка, на която са придадени подходящи форми за излитане от вода и кацане на вода, високо крило с монтирани на него двигатели или на лодка за максимално отстраняванеот водната повърхност, за да се предотврати наводняването на крилото с вода при движение по вода и попадането й в двигателите и витлата на самолети с витлова електроцентрала, поради което в повечето случаи центърът на масата на самолетът е по-висок от метацентъра (както на фиг. 7.78, b) и хидроплан с една лодка е напречно нестабилен.
Проблемите на страничната стабилност на хидроплан с еднопоплавъчна или еднолодкова схема могат да бъдат решени чрез използване на подкрилни поплавъци (фиг. 7.79).

Подкрилна плувка 1 монтиран на пилон 2 възможно най-близо до края на крилото 3 .Поддържащ (поддържащ) подкрилните поплавъци не докосват водата, когато хидропланът се движи по гладка вода 4 и осигуряват стабилна позиция на хидроплана с ъгли на наклон от 2-3° при паркиране, носещи подкрилни поплавъци частично потопени във вода и осигуряват паркиране без ролка.
Изместването на поплавъка е избрано по такъв начин, че под въздействието на вятъра с определена скорост Vвхидроплан на ръба на вълната 5 , съответстваща на граничната вълна на акваторията, определена в ТЗ за проекта, наклонена под определен ъгъл γ . В този случай възстановяващият момент на поплавъка се определя от опорната сила на поплавъка РПи разстояние bПот диаметралната равнина на поплавъка до диаметралната равнина на лодката, М n = РП bП, трябва да парира (балансира) моментите на крен Мкр вот вятъра и Мкр Гот нестабилна лодка.

Надлъжна стабилност определя се от същите условия като напречната. Ако под въздействието на външно смущение хидропланът (фиг. 7.80) получи надлъжен наклон от първоначалното положение, определено от водолинията Уотносно Лотносно, например, увеличаване на ъгъла Δφ трим към носа, това ще определи новата водолиния на натоварване W 1 L 1.
Обем на лодка 1 ще излезе изпод водата и равен на нея обем 2 ще отиде под вода, докато стойността на поддържащата сила няма да се промени (Р = Уρ в g = G) , обаче, центърът на величината ще се измести от първоначалната си позиция От 0точно от 1. Точка Мотносно *пресичане на две съседни линии на действие на опорни сили под безкрайно малък ъгъл Δφ между тях ще определи позицията начален надлъжен метацентър .
Мярка за надлъжната устойчивост на хидроплан - надлъжна метацентрична височина з о= Ро-а.
Надлъжната стабилност на хидроплана се постига по-лесно от страничната стабилност, в смисъл че лодка, която е силно развита на дължина, почти винаги има естествена надлъжна стабилност ( зотносно > 0).
Обърнете внимание, че моментът на гмуркане от тягата на двигателя, чиято линия на действие обикновено минава над центъра на масата на самолета, задълбочава носа на лодката, намалява ъгъла на първоначалния диферент, т.е. принуждава лодката да вземе малко трим на носа, което ще определи нов товар водолиния , което се нарича "инат" .
хидростатични сили (опорни сили), които осигуряват плаваемостта и стабилността на лодката в покой, естествено, в по-голяма или по-малка степен, се появяват в процеса на движение през водата.
Много важна характеристика на хидроплана, която определя неговите мореходни качества, е способността за преодоляване на водното съпротивление и развиване на необходимата скорост във водата с минимален разход на енергия.
Хидродинамична сила водоустойчивостта на движението на лодката в плувен режим се определя от триене на водата в граничния слой(съпротивление на триене) и разпределение на хидродинамичното налягане на водния потоквърху лодката (съпротивление на формата, свързано с образуването на вихрови течения - понякога се нарича съпротивление на водовъртеж) и зависи от скоростта на движение (скоростно налягане ρ в V 2/2 ), формата и състоянието на повърхността на лодката.
Тук е уместно да припомним, че плътността на водата ρ воколо 800 пъти по-плътна от въздуха на морското равнище!
Това съпротивление се допълва от вълново съпротивление, което, за разлика от вълновото съпротивление, свързано с необратими загуби на енергия в ударната вълна по време на полет при свръхкритични скорости (вижте раздел 5.5), възниква, когато тялото се движи близо до свободната повърхност на течността ( интерфейс между вода и въздух).
Вълнов импеданс - част от хидродинамичното съпротивление, което характеризира разхода на енергия за образуване на вълни.
Вълново съпротивление във вода (тежка течност) възниква, когато потопено или полупотопено тяло (поплавък, лодка) се движи близо до свободната повърхност на течността (т.е. границата между вода и въздух). Движещо се тяло упражнява допълнителен натиск върху свободната повърхност на течността, която под въздействието на собствената си гравитация ще се стреми да се върне в първоначалното си положение и да влезе в осцилаторно (вълново) движение. Носовата и кърмовата част на лодката образуват взаимодействащи вълнови системи, които осигуряват значително влияниеза съпротива.
В режим на плуване резултантната на хидродинамичните съпротивителни сили е почти хоризонтална.
Формата на водоизместителната част на хидроплана (както и формата на плавателния съд) трябва да осигурява възможност за движение през водата с минимално съпротивление и в резултат на това с минимални разходимощност ( задвижване на кораба , според морската терминология).
При проектирането на хидроплани (както и кораби), за избор на форми и оценка на хидродинамичните характеристики, резултатите от тестовете се използват чрез теглене („дърпане“) на динамично подобни модели в експериментални групи ( хидроканали ) или в открити водни зони.
Въпреки това, за разлика от плавателния съд, комплексът от характеристики на мореходността на хидроплана е много по-широк, основната от тях е способността за извършване на безопасно излитане и кацане на неравна повърхност с определена височина на вълната, докато скоростта на хидропланите по вода е многократно по-висока от скоростта на морските кораби.
Поради специалната форма на дъното на лодката с хидроплан се генерират хидродинамични сили, които повдигат носа и причиняват като цяло значително изкачване на лодката.
Следователно движението на хидроплан, за разлика от кораб, се извършва при променлива водоизместимост и ъгъл на диферент на лодката (всъщност ъгълът на водния поток на дъното, подобен на ъгъла на атака на крилото). При скорост на водата, близка до скоростта на излитане, водоизместимостта е практически нулева - хидропланът е в режим на планиране (от френски. глисер- слайд) - плъзгане по повърхността на водата. Отличителен белег режим на рендосване е, че резултатната от силите на хидродинамично съпротивление на водата има толкова голяма вертикална компонента ( хидродинамичен поддържаща сила ) тази лодка през по-голямата частот неговия обем на изместване излиза от водата и се плъзга по нейната повърхност. Следователно контурите (очертанията на външната повърхност) на лодката с хидроплан (фиг. 7.81) се различават значително от контурите на кораба.

Основната разлика е, че дъното (долната повърхност на лодката, която е основната опорна повърхност, когато хидропланът се движи през водата) има една или повече redans (Френски редан- перваз), първият от които, като правило, е разположен близо до центъра на масата на хидроплана, а вторият в кърмата. Направо по отношение на реданите (фиг. 7.81, а) създават много по-голямо съпротивление по време на полет от заострените (стрелообразни, огивни) редани (фиг. 7.81, b), чието хидродинамично съпротивление и образуването на пръски са значително по-малки. С течение на времето ширината на втория редан постепенно намалява, изрежете част от дъното започна да се сближава в една точка (фиг. 7.81, в) на кърмата на лодката.

В процеса на развитие на хидроавиацията се промени и формата на напречното сечение на лодката (фиг. 7.82). Лодки с плоско дъно (фиг. 7.82, а) и с надлъжни едани (фиг. 7.82, b), леко киловата (т.е. с лек наклон на долните секции от централната линия на кила към страните - фиг. 7.82, в) и с вдлъбнато дъно (фиг. 7.82, Ж) постепенно отстъпиха килови лодки с дъно с плосък кил (фиг. 7.82, д) или с по-сложен (по-специално, криволинеен) профил на мъртва точка (фиг. 7.82, д).
Тук трябва да се отбележи, че хидропланите нямат амортисьори (вижте раздел 7.3), способни да поемат и разсейват енергията на удара по време на кацане върху вода. Тъй като водата е практически несвиваема течност, силата на удара върху водата е съизмерима със силата на удара върху земята. Основно предназначение мъртъв изход - сменете амортисьора и

постепенно потапяне във водата на клиновата (киловата) повърхност по време на кацане за смекчаване на удара при кацане, както и въздействието на водата върху дъното на лодката при движение по груба водна повърхност.
Характерните контури на лодката на модерен хидроплан са показани на фиг. 7,83. Лодката има напречен и надлъжен дол на дъното.
Deadrise лодки (или ъгълът, образуван от кила и шините) се избира въз основа на условията за осигуряване на приемливи претоварвания в режимите на излитане и кацане и осигуряване на динамична стабилност на посоката.
Ъгълът на напречния мъртъв наклон на носа на лодката, започвайки от първия редан β r nпостепенно се увеличава към носа на лодката (изглед отпред А-А- насложени участъци по протежение на носа на лодката) по такъв начин, че да се образува вълнолом в носа на лодката, който "разбива" настъпващата вълна и намалява образуването на вълни и пръски.
Скула (линията на пресичане на дъното и страната на лодката) предотвратява полепването на водата по страните. За да се създаде приемливо образуване на вълни и пръски, се използва огъване носни скули, т.е. профилиране на дъното на носа на лодката по сложни извити повърхности.

Дъното на междинната част на лодката (в изглед отзад Б-Б- насложени секции по протежение на кърмата на лодката) обикновено с плосък кил - стойност на ъгъла β r mпостоянно. Мъртвите ъгли на редана обикновено са от порядъка на 15-30°.
Надлъжна мъртва точка лодки γ l = γ n + γ mопределя се от ъгъла на надлъжно наклоняване на носа γ nи ъгъла на надлъжно наклоняване на междинната част γ m.

Дължина, форма и надлъжна височина на лъка ( γ n @ 0¸3°), влияещи върху надлъжната стабилност и ъгъла на първоначалния диферент, са избрани така, че да предотвратят затрупването на носа и наводняването на палубата с вода при високи скорости.
Надлъжна мъртва височина на междинната част ( γ m @ 6¸9°) е избран така, че да осигури стабилно плъзгане, кацане на сушата при максимално допустимия ъгъл на атака и спускане във водата (за самолет-амфибия) съгласно съществуващите фишове (Английски) приплъзване, осветен. - плъзгане) - наклонени крайбрежни платформи, влизащи във водата, за да може земноводното да влезе във водата и да излезе на брега.
При достатъчно надлъжно издигане на междинната част, отделянето по време на излитане от водата може да се случи "с подкопаване" (увеличаване на ъгъла на атака) при максимално допустимия коефициент на повдигане.
Излитането от водата по време на излитане се усложнява от факта, че в допълнение към силите на водно съпротивление на движението на лодката, разгледани по-горе, между дъното на лодката и водата съществуват сили на сцепление (всмукване), особено в задната част на лодката.
Предназначение на редан- унищожи ефекта на засмукване на водата (засмукване) по време на излитане, намали съпротивлението на водата, позволи на лодката да се "отлепи"

От много години се говори за възможното строителство на нов руски самолетоносач, което обаче все още не е довело до началото на реална работа. В контекста на подобно развитие на флота често се обсъжда и въпросът за авиационна група за перспективен кораб. Правят се определени предложения, включително и най-смелите. Например, в миналото многократно беше предлагано да се възобнови работата по самолети с вертикално излитане и кацане. Според някои изявления на официални лица подобно предложение може да бъде реализирано в далечно бъдеще.

Настояще и планове

В момента палубната авиация на руския флот не може да се нарече многобройна. Пилотите имат на разположение само няколко десетки изтребители Су-33 и МиГ-29К. Всички тези машини са проектирани да излитат от палуба, оборудвана с трамплин. Кацането се извършва с помощта на ограничител. Подобна групировка е достатъчна за комплектоването на единствения наличен авионосен крайцер, но строителството на нови авионосачи ще изисква поръчване на определен брой допълнителни самолети.

Як-141 в полет

В момента руското военно ведомство проучва перспективите за разработване на палубни изтребители и вече формира някои предварителни предложения. И така, миналата година беше предложен любопитен вариант за по-нататъшно развитие на военноморската авиация. По време на международното авиационно-космическо изложение МАКС-2017 заместник-министърът на отбраната на Русия Юрий Борисов засегна темата за далечното бъдеще на флотската авиация. Както се оказа, Министерството на отбраната има много интересни планове.

Според Ю. Борисов съществуващите самолети Су-33 и МиГ-29К постепенно ще остаряват морално, в резултат на което след около 10 години ще се наложи разработването на нови самолети. В същото време военното ведомство вече има планове в това отношение. Те предвиждат разработването и производството на нови самолети с късо или вертикално излитане и кацане. Предполага се, че новият самолет с вертикално излитане ще стане своеобразно продължение на линията от подобно оборудване, разработено в миналото в OKB A.S. Яковлев.

Заместник-министърът на отбраната посочи, че модерният самолет ще служи на нов самолетоносач, чието строителство може да започне в средата на 20-те години. Други подробности за хипотетичен проект от бъдещето все още не са обявени. Очевидно разработката на нов самолет все още не е започнала, а специалистите от военното ведомство и авиационната индустрия все още не знаят какъв може да бъде нов руски палубен самолет.

Успехи от миналото

Миналогодишните изявления на говорител на Министерството на отбраната не разкриха никакви подробности, но дадоха интересен намек за възможно бъдещо развитие. Според Ю. Борисов, новият палубен изтребител ще бъде продължение на фамилията превозни средства на конструкторското бюро Яковлев. Ако такова предложение бъде избрано за реализация, тогава самолетът от бъдещето може да се окаже подобен на някои добре познати разработки. Това ви позволява да правите прогнози и да се опитвате да предвидите каква ще бъде новата технология.

Спомнете си, че дизайнерското бюро Яковлев започна да изучава темата за вертикално излитане още в края на петдесетте години. До средата на следващото десетилетие е създаден експериментален проект Як-36. Прототипите от този тип показаха основните характеристики на нов клас оборудване и позволиха да започне разработването на пълноценни бойни превозни средства. Въз основа на разработките на Як-36 е създаден палубният щурмови самолет Як-38. Имаше вградени оръжия и можеше да носи ракети и бомби. В края на седемдесетте години Як-38 е пуснат в експлоатация и влиза в състава на авиационни групи на редица кораби на ВМФ на СССР. Разработени са и няколко проекта за модернизация на такава машина.

Без да чака завършването на тестовете на Як-38, конструкторското бюро започна да разработва нов самолет с подобни характеристики на излитане и кацане, но с разширени бойни възможности. Новият Як-41 (по-късно проектът беше преименуван на Як-141) трябваше да бъде многоцелеви изтребител, способен да спечели превъзходство във въздуха, както и да нанася удари по наземни или надводни цели. Като част от проекта дизайнерите на няколко организации трябваше да решат голям брой доста сложни задачи, което доведе до известно забавяне на работата. Подготовка за теста експериментално оборудванезапочна само десетилетие след началото на дизайна.

Първият полет на един от опитните Як-41 се състоя през март 1987 г. През следващите няколко години прототипите изпълниха различни летателни програми, което направи възможно тестването на работата на всички бордови системи. В самия край на 1989 г. е извършен първият полет на висене, а през юни 1990 г. е извършено първото вертикално излитане и вертикално кацане. След нови полети от наземното летище започнаха проверки на палубата. В края на септември 1991 г. се състоя първото кацане на Як-141 на самолетоносач. Няколко дни по-късно те също излетяха.

В началото на октомври, по време на друго тестово вертикално кацане, един от експерименталните самолети превиши вертикалната скорост, което доведе до разрушаване на конструкцията и пожар. Този инцидент беше фатален за проекта. Нямаше възможност за изграждане на нов прототип, който да замени изгубения, и скоро беше решено проектът да бъде затворен. Работата официално приключи през 1992 г. Останалите Як-141 все още бяха показвани на различни изложби, но тези машини вече нямаха бъдеще.

Един от вариантите за външния вид на Як-201

Икономически проблеми и специфични възгледи по военно-политически въпроси накараха Русия да се откаже от създаването на нови самолети с вертикално / късо излитане и кацане в началото на 90-те години. Независимо от това дизайнерското бюро Яковлев не спря да развива обещаващи идеи и продължи да работи по собствена инициатива. В средата на 90-те години беше предложен нов проект на многоцелевия палубен изтребител Як-201.

Според известни данни проектът Як-201 включваше изграждането на планер, направен с помощта на стелт технологии, което позволи драстично да се намали видимостта на самолета по време на полет. Предвижда се автомобилът да бъде оборудван с един двигател, предназначен за вертикално излитане / кацане и хоризонтален полет. Предлага се излитане чрез промяна на тягата с помощта на въртяща се дюза. Тъй като двигателят беше поставен в опашката на колата, той трябваше да бъде допълнен от спомагателна повдигаща система. Между другото, се разработваше възможността за монтиране на допълнителен ротор в предната част на фюзелажа, задвижван от удължен вал на двигателя.

Конкретен двигател за Як-201 така и не беше избран, поради което повечето от данните за летателните характеристики не бяха точно изчислени. Самолетът трябваше да получи автоматично оръдие и вътрешни товарни отделения за ракети или бомби. Беше предложено извозването на изхвърленото на четири окачващи точки. Може би изтребителят може да получи и външни пилони за поставяне.

По очевидни причини проектът Як-201 никога не е напускал етапа на предварителна разработка. Потенциалният клиент не прояви интерес към такова оборудване, а освен това нямаше финансова възможност да поръча разработването и изграждането му. В резултат на това друго обещаващо предложение отиде в архива.

Според Ю. Борисов съществуващият парк от палубни самолети в далечно бъдеще ще остарее и ще трябва да бъде заменен. В момента се разглежда възможността за създаване на самолети с вертикално / късо излитане и кацане, което може да осигури определени предимства. В същото време все още не е уточнено какви ще бъдат те и какви възможности ще получат. Въпреки това се посочва, че военното ведомство възнамерява да продължи развитието на старите идеи на OKB A.S. Яковлев. По този начин можете да се опитате да си представите как ще изглежда един обещаващ самолетен изтребител.

Поглед в бъдещето

От всички проекти на самолети с вертикално излитане под марката Як, най-новият, предложен в средата на 90-те години и не достигнал пълноценна проектантска работа, може да представлява най-голям интерес. Работейки върху външния вид на автомобила на бъдещето, бюрото за дизайн на Яковлев предложи много интересно самолеткойто все още изглежда доста модерен. Някои компоненти на този проект може да изискват значителна обработка в съответствие с сегашните тенденции, но редица общи характеристики могат да бъдат запазени.

Трябва да се отбележи, че редица основни характеристики на проекта Як-201 ни напомнят за американския изтребител Lockheed Martin F-35B Lightning II, който има възможност за кратко излитане и кацане. Руските и американските проекти предвиждаха намалена видимост за средствата за откриване на противника, използваха комбинация от носещ двигател с въртяща се дюза и повдигащ ротор, а също така предлагаха вътрешното разположение на всички оръжия. Както показва сегашното състояние на американските самолети, такъв вариант на техническия облик на оборудването се оправдава и е подходящ за решаване на поставените задачи. В същото време трябва да се отбележи, че получаването на желаните резултати в рамките на американски проектбеше свързано с много технически затруднения, забавяне на работата и оскъпяване на програмата.

Тъй като Як-201 е разработен през 90-те години, а проектирането на нов подобен самолет започва едва в началото на 20-те години, директното заимстване на определени дизайнерски решения е практически изключено. Една от основните разлики на новия проект трябва да бъде най-широкото използване на съвременни материали и технологии, създадени след изоставянето на проекта на Як-201. Същият подход трябва да се приложи и при създаването на бордов комплекс от радиоелектронно оборудване.

Музей Як-141

Очевидно е, че планерът на обещаващ самолет трябва да бъде построен, като се вземе предвид намаляването на видимостта. Напълно възможно е неговата оптимална конфигурация да бъде подобна на планера на изтребител Су-57 от пето поколение. Във всеки случай обаче ще има най-съществените разлики. Според известни данни дори в рамките на проекта Як-201 са разработени няколко версии на аеродинамичния външен вид на незабележимо превозно средство. По-специално, проучено е предното и задното разположение на хоризонталната опашка.

От всички известни опции за електроцентрали, които осигуряват вертикално или късо излитане, най-изгодната е тази, предложена в проекта Як-201 и внедрена на самолета F-35B. Основният задвижващ двигател, показващ достатъчна производителност, трябва да има въртяща се дюза. В същото време неговият вал трябва да бъде свързан с предния ротор, който е отговорен за създаването на тяга под носа на корпуса. Освен това машината се нуждае от газоструйно управление по три оси във вертикален режим и при преминаване към хоризонтален полет.

Настоящият напредък в областта на електронните системи ни позволява да гледаме с оптимизъм в бъдещето. На борда на обещаващ самолет може да се появи радар с фазирана антенна решетка, включващ активни инструменти за оптично откриване на местоположението и модерна система за наблюдение и навигация. В съответствие с настоящите изисквания авиониката трябва да има пълна съвместимостсъс съществуващи и перспективни военни средства за комуникация и управление.

Съставът на оръжията ще бъде определен в съответствие с желанията на военните и предложените бойни задачи. Домашните самолети с вертикално излитане и кацане бяха оборудвани с вградено 30-мм автоматично оръдие и можеха да носят различни авиационни оръжия. По този начин проектът Як-141 предвиждаше използването на различни ракети въздух-въздух, включително продукти със среден обсег. За унищожаване на наземни или надводни цели беше предложена широка гама от управляеми и неуправляеми ракети и бомби. Същите възможности могат да бъдат предоставени и на обещаващ самолет. В същото време най-важната му характеристика ще бъде наличието на вътрешни товарни отделения за оръжия, което ще намали видимостта по време на полет.

Както следва от известните данни, засега руското министерство на отбраната разглежда само възможността за възобновяване на разработката и строителството на самолети с вертикално излитане. Такива предложения могат да се превърнат в реални проекти само след няколко години и тогава определено временеобходимо за всички необходима работа. В резултат на това готовите превозни самолети ще се появят не по-рано от втората половина на двадесетте години. До този момент се планира да започне изграждането на нов самолетоносач, на който ще служи новият самолет.

Разработката на нов самолет за авиацията на руския флот очевидно все още не е започнала и това обстоятелство е отличен повод да се правят прогнози и да се казва различни версии. Междувременно експерти от военното ведомство и авиационната индустрия могат да оценят перспективите на съществуващото предложение и да решат какво да правят по-нататък. Ако флотът наистина се нуждае от самолет с необичайни характеристики за излитане и кацане, тогава неговото развитие ще започне в близко бъдеще.

Според уебсайтовете:
http://rg.ru/
https://ria.ru/
http://tass.ru/
http://airwar.ru/
http://yak.ru/
http://avia.pro/