Самолет с вертикальным взлётом. Самолет вертикального взлета: новое — это хорошо забытое старое Вертикальный взлет самолета

Владимир Смирнов, Оксана Соломатина

В России с 2017 года ведутся работы по созданию нового самолёта вертикального взлёта и посадки. По словам вице-премьера Юрия Борисова, сроки реализации этого проекта в рамках госпрограммы вооружений определяются технологическим циклом создания. Таким образом, ожидается, что самолёт поступит в серию через 7-10 лет. Эти боевые машины должны стать будущим российской палубной авиации. Эксперты отмечают высокую актуальность создания современных самолётов вертикального взлёта и посадки. При этом конструкторы и инженеры смогут в полной мере использовать обширные наработки в этой области, сделанные во времена СССР.

• Як-141 на Международном авиакосмическом салоне МАКС-1995 в Жуковском
• РИА Новости
• Сергей Субботин

В России с 2017 года в рамках госпрограммы вооружений ведутся работы по созданию нового самолёта вертикального взлёта и посадки. Такое заявление на полях форума «Армия-2018» сделал вице-премьер Юрий Борисов.

«Эта работа действительно включена в государственную программу вооружений. Она ведётся по поручению Верховного главнокомандующего. Сейчас разрабатываются концептуальные модели, прототипы... Концептуально такие работы ведутся в Министерстве обороны с прошлого года», — рассказал зампред правительства России.

«Сроки определяются технологическим циклом создания, как правило, это 7—10 лет, если выходить в серию. Это новый самолёт», — отметил Борисов.

По его словам, подобная техника станет будущим палубной авиации, для которой характерно использование технологий укороченного или вертикального взлёта и посадки.

«Для всех авианесущих кораблей необходим будет новый парк летательных аппаратов. Именно для этого используются различные технологии, которые позволяют обеспечить укороченные взлёт и посадку либо просто вертикальный взлёт», — заявил вице-премьер.

О планах создания перспективного самолёта для авианосцев тот же Борисов (занимавший должность замминистра обороны) рассказывал ещё в июле 2017 года на международном авиакосмическом салоне МАКС-2017. Тогда он отметил, что в рамках этого проекта Минобороны рассматривает вариант обращения к ОКБ имени Яковлева.

«Это развитие «яковской» линии, которая была прекращена», — рассказал Борисов.

Он уточнил, что новые самолёты будут включены в состав авиагруппы кораблей, которые планируется заложить в рамках госпрограммы вооружений 2018—2025 годов.

Отметим, что среди всех проектов самолётов вертикального взлёта и посадки (СВВП), которые с 1950-х годов пытались создать ведущие авиастроительные компании СССР, США и Европы, до серийного производства дошли лишь советский Як-38 и семейство британских и позднее британо-американских самолётов Harrier.

Палубный штурмовик Як-38 не получил серьёзного применения в качестве вида вооружения, а из 231 произведённой машины 48 были потеряны в результате различных инцидентов. Однако в рамках этого проекта было отработано множество технологических и конструктивных решений, а также получен богатый опыт пилотирования и эксплуатации подобной техники. Во многом благодаря этой программе были созданы как новые авианесущие корабли, так и следующее поколение советских СВВП — Як-141.

Эта машина, созданная специалистами ОКБ Яковлева в 1970—1980-х годах, стала одним из первых самолётов вертикального взлёта и посадки, преодолевших скорость звука. Як-141 должны были войти в состав авиагрупп тяжёлых авианесущих крейсеров проекта 1143, в том числе ТАВКР «Тбилиси» (в 1990-м переименованного в «Адмирал Кузнецов»).

Уникальная машина, по своим характеристикам превосходившая зарубежные аналоги, была представлена широкой публике на авиасалоне в британском Фарнборо в 1992 году. Однако по ряду причин проект Як-141 был сначала заморожен в разгар его лётных испытаний, а в начале 2000-х закрыт.

При этом в середине 1990-х в ОКБ Яковлева велась работа над эскизным проектом Як-201, который должен был стать дальнейшим развитием палубного Як-141 и его сухопутного аналога Як-43.

По некоторым данным, этот проект стал прообразом американского истребителя пятого поколения F-35, включая его корабельную версию F-35B.

В апреле 2018 года ряд порталов, в том числе The National Interest и Task and Purpose , сообщили, что в середине 1990-х годов компания Lockheed Martin, предположительно, подписала соглашение о сотрудничестве с ОКБ Яковлева, что позволило Соединённым Штатам получить критически важные данные испытаний, которые легли в основу создания двигателей F-35B.

«Почти наверняка данные, собранные из старого советского проекта СВВП, использовались при разработке варианта VTOL F-35 Joint Strike Fighter. Это означает, что F-35 хотя бы частично своим существованием обязан программе вооружений советской эпохи», — писал Task and Purpose.

«Время вернуться к теме»

По словам бывшего заместителя главкома ВВС России генерал-полковника Николая Антошкина, создание нового российского самолёта с вертикальным взлётом и посадкой представляется перспективным. В беседе с RT он отметил, что в этом проекте можно использовать наработки и опыт, полученные в ходе работы над Як-141, однако «к старому нельзя возвращаться».

Говоря о размещении самолётов на кораблях, эксперт отметил, что у СВВП есть некоторые преимущества по сравнению с существующими палубными вариантами скоростных самолётов (вариации Су-27 и МиГ-29К), которым нужна соответствующая полоса и дополнительные устройства торможения. Вместе с тем генерал-полковник отметил определённые особенности СВВП.

«Это самолёты не наступательные, а оборонительные... Они могут базироваться не только на авианосцах, но и на земле без всяких взлётно-посадочных полос. Удобный вариант — это я вам как бывший командующий фронтовой авиацией могу сказать. Удобный самолёт. Главное, чтобы он хороший получился», — отметил Антошкин.

В свою очередь, заслуженный лётчик-испытатель РФ, почётный президент авиакосмических салонов МАКС Магомед Толбоев рассказал RT о высокой актуальности создания самолётов с вертикальным взлётом и посадкой.

«Это показывают события в Сирии. В 1970-х годах это показала Фолклендская война, когда британские самолёты Harrier уничтожили аргентинскую авиацию и флот. Очень актуально. Видимо, сейчас время вернуться к теме, остаётся реанимировать», — отметил Толбоев.

При этом заслуженный военный лётчик, заместитель главного редактора журнала «Авиапанорама» Владимир Попов заявил, что актуальность вопроса создания самолёта вертикального взлёта и посадки «не уходила за пределы технического творчества и инженерной мысли современности».

«У нас есть очень хорошие модели на базе Су-27 (Су-30СМ, Су-33, Су-34) — самолёты, которые могут быть использованы на коротких взлётно-посадочных полосах, но всё равно самолёты повышенной оперативности на ограниченных участках местности или же в море с кораблей, конечно, должны работать ещё и с вертикальным взлётом и посадкой. Например, на кораблях без большой взлётно-посадочной полосы», — отметил эксперт.

По словам собеседника RT, для повышения обороноспособности России целесообразно использовать самолёты с СВВП, тем более что у оборонно-промышленного комплекса есть очень хороший задел в этой области.

«Отказываться от такого направления деятельности в боевой авиации нецелесообразно. Поэтому очень хорошая идея — возродить работу конструкторов, инженеров и технологов в направлении создания боевых самолётов вертикального взлёта и посадки», — подчеркнул Попов.

По его словам, в свете создания нового самолёта наиболее перспективным выглядит восстановление наработок по программе Як-141 и полноценное их использование с поправкой на то, что за последнее время появились новые материалы и технологии.

«Есть возможность на 10—15% улучшить эффективность качества работы с отдачей топливной автоматики, новых двигателей, а это много значит. Сегодня создать такой аппарат вертикального взлёта и посадки будет гораздо проще по материальной части, по материалам и автоматизированным системам управления, чем 20 лет назад», — отметил Попов.

Эксперт подчеркнул, что это будет совершенно новая машина, поскольку в настоящее время речь идёт об использовании так называемых стеклянных кабин (панелей кабины пилотов с электронными дисплеями системы управления полётом), новых систем управления и навигации, включая применение систем ГЛОНАСС. Всё это облегчает самолёт и существенно повышает его боевые возможности.

Собеседник RT отметил, что у России есть опыт эксплуатации СВВП не на полноценных авианосцах, а на авианесущих крейсерах, таких как «Адмирал Кузнецов», и кораблях меньших размеров, которые могут одновременно действовать и как флотская ударная единица, и как авианесущий корабль, который способен вокруг себя организовать оборону и прикрыть проливные зоны и зоны фарватеров.

«Мы занимаемся сегодня оборонительными системами, нам важно защитить своё государство, свой народ, а не завоевать что-то, где-то и когда-то, и этот подход нам ближе в стратегии развития вооружённых сил и авиации. Он, наверное, и социально будет более правильно принят нашим народом», — подытожил Попов.

За всю историю авиации было создано всего несколько самолетов, способных обходиться без взлётно-посадочных полос и буквально «зависать» в воздухе. Большинство этих машин являлись экспериментальными: слишком дорого приходилось «покупать» столь необычное свойство. Только Британии удалось, не без помощи США, создать неплохой самолет вертикального взлета и посадки «Харриер». В СССР аналогичный истребитель тоже имелся – это был Як-38, но для реальных боевых действий он не подходил. Гораздо более многообещающим мог бы стать сверхзвуковой палубный многоцелевой Як 141. Он уже проходил испытания, готовилось и серийное производство, однако, распад СССР не позволил довести этот проект до его логического завершения.

История разработки самолета вертикального взлета Як-141

В 1970 году в городе Николаеве началось строительство первого советского авианосца «Киев». В 1975 году он был передан в распоряжение заказчика, а затем на воду были спущены еще три корабля того же проекта – «Минск», «Новороссийск» и «Баку». Первоначально предполагалось, что все они будут вооружены палубными штурмовиками Як-38. Этот самолет взлетал и садился вертикально, что в своё время произвело сильное впечатление на военное руководство СССР.

С самого начала было понятно, что боевые возможности советского палубного штурмовика весьма ограничены. Дозвуковой Як с вертикальным взлётом не мог поднимать больше одной тонны полезной нагрузки, не имел бортовой радиолокационной станции , не был способен к энергичному маневрированию, так как отличался крайне малым боевым радиусом – 195 километров (а на практике еще в два раза меньше).

В КБ А.С. Яковлева велись работы по усовершенствованию Як-38, однако, еще в 1973 году конструкторы начали продумывать более новое решение, предусматривающее создание совершенно новой машины. Добиться радикального улучшения основных характеристик самолета предполагалось благодаря особому двигателю. Его главным новшеством должна была стать способность к работе на форсаже не только в ходе обычного горизонтального полёта, но и во время взлёта в вертикальном режиме.

Как показывали расчеты, мощности в 15 000 кгс вполне достаточно для того, чтобы поднять в воздух палубный самолет, но еще на раннем этапе работы было решено использовать силовую установку, состоящую из нескольких двигателей, поскольку иначе не удалось бы добиться равновесия во время выполнения вертикального взлёта и посадки.

В 1977 году правительство СССР официально поручило ОКБ Яковлева создание нового палубного истребителя, который мог бы эксплуатироваться и в обычных ВВС . Разработкой основного (подъёмно-маршевого) двигателя должны были заняться конструкторы авиамоторного научно-технического комплекса «Союз». За два года до этого для самолёта был введено название Як-41. Проведение государственных испытаний запланировали на 1982 год.

«Яковлевцы» вполне могли уложиться в предложенные сроки, поскольку уже к 1980 году основные вопросы, связанные с компоновкой и бортовым оборудованием были решены. Государственная комиссия положительно оценила полноразмерный макет истребителя, и речь уже пошла об изготовлении первых четырёх самолётов, предназначавшихся в основном для проведения различных опытных работ.

Но создание подъемно-маршевого двигателя затянулось. Особые трудности вызвало проектирование принципиально нового сопла – подобных конструкций тогда не было ни в одной стране мира. В итоге государственные испытания перенесли сначала на 1985, а затем и на 1987 год.

Первый полёт будущий истребитель с вертикальным взлётом Як-41 совершил 9 марта 1987, причем на этот раз он поднимался в воздух и садился как обычный самолет – с разбегом и пробегом. К этому моменту машину (по особому требованию министерства обороны) несколько переделали – её постарались сделать многоцелевой. Цикл испытаний заметно затягивался: сказывалось ухудшающееся финансовое положение СССР. К тому же еще в 1984 году скончался Д.Ф.Устинов, который был, пожалуй, главным сторонником самолетов с вертикальным взлётом – проект остался без «покровителя».

В 1989 году истребитель переименовали в Як-141. Это решение было обусловлено откровенным срывом всех ранее обозначенных сроков по программе создания самолета. Как ни странно, смена названия в какой-то мере помогла – в конце того же года впервые был опробован вертикальный взлёт и висение. 13 июня 1990 года Як-141 совершил, наконец, первый полноценный вылет – поднялся в воздух без разбега, выполнил пилотирование, а затем вернулся в исходную точку и приземлился без пробега.

К осени 1991 года всё было готово к проведению испытаний на «штатном» для нового истребителя корабле – тяжелом авианосном крейсере «Адмирал флота Советского Союза Горшков» (первое название – «Баку»). Первые полёты прошли успешно, однако, 5 октября при выполнении посадки Як-141 разбился. Летчик катапультировался и был спасён, но этот инцидент послужил поводом к закрытию программы по созданию самолёта.

В других условиях всё могло быть иначе, но СССР уже погибал – спустя два месяца страна распалась. Руководители «новой России» и «незалежной Украины», как нетрудно догадаться, не проявили к Як-141 никакого интереса. В 1992 году истребитель был показан на авиасалоне в Фарнборо, и это стало его «лебединой песней». Попытки найти иностранных покупателей успехом не увенчались, поэтому перспективный самолет превратился в музейный экспонат. Все четыре построенных для него авианосца были выведены из состава ВМФ . Один из них разрезали на металлолом, два других превращены в «развлекательные технические парки», и только бывший «Адмирал Горшков» продолжает службу, но не в российском, а в индийском флоте.

Особенности конструкции

Имеется три основных принципиальных отличия истребителя Як-141 от всех обычных «горизонтальных» самолётов:

1. Комбинированная силовая установка с поворотными соплами двигателей;
2. Струйные рули;
3. Автоматическая система катапультирования.

Именно эти особенности позволяют машине совершать полностью вертикальный или укороченный взлёт, обеспечивая при этом необходимый уровень безопасности для лётчика.

Планер

При создании самолёта конструкторы выбрали нормальную аэродинамическую схему. При этом Як-141 заметно отличается от своего предшественника, штурмовика Як-38, в первую очередь расположением крыла – новый самолет стал высокопланом. Основной материал, использованный при изготовлении планера – сплавы на основе алюминия и лития. Они составляют почти 74% по массе. Остальное приходится в основном (26%) на композитные материалы. Отдельные детали сделаны из сплавов на основе титана, устойчивых к воздействию высокой температуры, а также из стали, прошедшей закаливание.

Фюзеляж

Нос фюзеляжа использован для размещения закрытого заостренным обтекателем радара «Жук» и кабины пилота. Далее, следует отсек подъёмных двигателей и емкости для топлива. В хвосте находится основной двигатель и небольшой отсек для парашюта (может использоваться при «горизонтальной» посадке для сокращения пробега). При проектировании фюзеляжа учитывалось правило площадей.

Крыло

Як-141 является сверхзвуковым самолётом, что обеспечивается, в частности, выбранной для этой машины трапециевидной формой крыла, на задней кромке которого имеется излом, а на корне - наплывы. Механизация состоит из закрылков, элевонов (орган управления, выполняющий роль элерона и руля высоты одновременно) и поворотных носков. Крыло сделано складывающимся, что упрощает транспортировку истребителя и его размещение на небольшой площадке.

Хвостовое оперение

Як-141 имеет два киля. Они установлены с незначительным углом наклона на консольные балки, расположенные в задней части самолета, по обе стороны от сопла основного двигателя и вынесенные назад на довольно большое расстояние. Кили снабжены рулями поворота. Кроме того, в состав хвостового оперения входят два цельноповоротных стабилизатора. Они установлены несколько ниже продольной линии крыла.

Воздухозаборники

Чтобы обеспечить подъемно-маршевый двигатель необходимым объемом воздуха во время взлёта, регулируемые прямоугольные воздухозаборники снабжены специальными боковыми клапанами.

В режиме вертикального взлёта для повышения эффективности работы двигателя используются поперечные щитки (перегородки), которые выдвигаются под воздухозаборниками и помогают избежать рециркуляции воздушных струй. Чтобы горячие газы лучше отрывались от фюзеляжа, на боках воздухозаборников, в нижней их части, имеются специальные продольные перегородки.

Шасси

Самолет способен выдержать падение «плашмя» с высоты пяти метров. Это обеспечивается трёхопорными шасси. Все опоры – одноколёсные. Уборка основных стоек осуществляется под каналы воздухозаборников, вперед по ходу полета. Переднее колесо убирается в противоположном направлении, в фюзеляжную нишу.

Силовая установка

Як-141 оснащается тремя двигателями. Два из них (подъемные) включаются только на взлете и посадке, третий, основной (подъемно-маршевый), работает на протяжении всего полета.

Подъемно-маршевый двигатель

Специально для многоцелевого самолета Як-141, АМНТК «Союз» создало подъемно-маршевый двигатель Р79В-300 с отклоняемым в вертикальной плоскости вектором тяги, что обеспечивается соплом, которое можно поворачивать вниз, вплоть до угла в 95 градусов. Площадь сечения сопла – регулируемая. На форсаже этот двигатель создает тягу в 15 500 кгс.

Механизм поворота сопла обладает ресурсом в полторы тысячи циклов (это минимальная оценка). Двигатель обеспечивает полностью вертикальный, укороченный и сверхкороткий взлёт. В двух последних случаях угол поворота сопла должен составлять 65 градусов. Следует отметить, что взлёт с пробегом, даже самым коротким, позволяет существенно повысить массу полезной нагрузки и увеличить боевой радиус.

Подъемные двигатели

Истребитель оборудуется двумя подъемными двигателями РД-41, которые были созданы в Рыбинском КБ моторостроения. Для их размещения используется особый отсек, находящийся непосредственно позади кабины. Благодаря использованию специального устройства, закрепленного на сопле каждого из двигателей, имеется возможность отклонять продольный вектор тяги на углы в диапазоне от -12,5 до +12,5 градусов.

Чтобы сформировать единую реактивную струю при выполнении взлёта, взлетные двигатели разворачиваются навстречу друг другу. В горизонтальном полете они отключаются, а предусмотренный для них отсек автоматически закрывается специальными створками (на земле они тоже находятся в закрытом положении).

Предусматривалась возможность использования подъемных двигателей для совершения различных эволюций в воздухе, однако, такое возможно только при полете на скорости в 550 км/ч и менее.

Струйные рули

Поскольку при выполнении вертикального взлёта и посадки обычные органы управления использовать не представляется возможным, Як-141 оснащается струйными рулями – небольшими соплами, которые находятся в законцовках крыла и в передней части фюзеляжа. С их помощью можно изменить угол крена и направление (курс). Чтобы поднять или опустить нос истребителя, летчик может варьировать соотношение тяги подъемно-маршевого и подъемных двигателей.

Топливные баки

Приблизительно в середине фюзеляжа Як-141 находятся внутренние ёмкости для горючего. Кроме того, в задней части корпуса, внутри каждой из хвостовых балок, тоже размещается топливо. На стандартные узлы крепления, расположенные под крылом, могут быть установлены дополнительные подвесные баки, а место для еще одной ёмкости (конформной, на 2000 литров) находится под фюзеляжем.

Бортовое оборудование и системы

На борту истребителя установлено несколько основных видов авиационного оборудования, предназначенного для управления самолетом, навигации, поиска целей и наведения на них управляемых ракет, а также для выполнения различных контрольных функций. Вся эта аппаратура распределена по трём отсекам, один из которых размещен в хвосте, другой – в передней части фюзеляжа и третий – вблизи от воздухозаборников.

Радиоэлектронное и прицельное оборудование

Главной частью системы управления вооружением является радиолокационная станция «Жук», слегка модифицированная по сравнению с тем её вариантом, который устанавливался на истребителях МиГ-29 . Уменьшение диаметра основной антенны, вызванной необходимостью «вписать» РЛС в контуры фюзеляжа Як-141, несколько снизило характеристики радара, при этом он всё же способен обнаруживать на восьмидесятикилометровой дистанции цели размером с F-16.

Корабли противника, в том числе катера, «Жук» может засечь на удалении до 110 километров. Обеспечивается автоматическое сопровождение десяти целей с одновременным обстрелом четырёх из них. Обработка данных осуществляется бортовым компьютером.

Як-141 применяет активные помехи. Необходимые для этого аппараты размещены на законцовках консолей крыла и в верхней части каждого из килей. Предполагалось также оснастить самолет устройством для выброса пассивных помех.

Антенна, находящаяся перед кабиной, является частью системы «Пароль», использующейся для государственного опознавания.

Пилотажно-навигационный комплекс

Хотя система ГЛОНАСС в 80-е годы еще не существовала, Як уже был приспособлен для её применения. При выполнении испытательных полетов, для решения навигационных задач использовалась обычная инерциальная система. Кроме того, имелось оборудование, обеспечивающее посадку на палубу корабля в автоматическом режиме.

Основная система управления – электродистанционная. С её помощью контролируется не только оперение, но и струйные рули. Устанавливалось также и механическое управление, которым можно было воспользоваться в аварийных ситуациях.

Комплекс связи и наведения

Летчику Як-141 обеспечивается возможность для связи с наземными пунктами наведения и другими самолетами как в дециметровом, так и в метровом диапазоне волн. Для каждого из них на борту имеется особая радиостанция. Кроме того, устанавливалось оборудование, при помощи которого осуществлялось шифрование переговоров.

Система электроснабжения

Резервными источниками электричества для Як-141 являются две аккумуляторные батареи. Основное питание обеспечивается генераторами, подключенными к основному двигателю. В комплект оборудования, кроме того, входят два выпрямителя и статические преобразователи.

Оборудование регистрации, контроля и сигнализации

Левая хвостовая балка истребителя использована для установки бортового регистратора, записывающего всё, что происходит во время полета. Проверка исправности оборудования осуществляется специальной контрольной автоматизированной системой. Имеется также сигнализация, оповещающая пилота о возникновении опасных или аварийных ситуаций.

Кабина Як-141

Спасение лётчика обеспечивается размещенным в кабине креслом К-36ЛВ, которое может быть приведено в действие как самим пилотом, так и автоматикой. Фонарь изготовлен из оргстекла и снабжен плоской передней деталью, сделанной из прозрачной брони. Отображение полетной информации предполагалось осуществлять на многофункциональные индикаторы, такие же, как на МиГ-29, но установить их попросту не успели. Тем не менее ИЛС (устройство для проецирования полетной информации на плоскость лобового стекла) уже имелось. Предусматривалось также использование нашлемной системы целеуказания.

Летно-технические характеристики

Дальность дана для полета под нагрузкой в одну тонну с укороченным взлетом и посадкой. Использование самолета в режиме вертикального подъема сокращает боевой радиус. В этом случае даже без нагрузки дальность Як-141 уменьшается до 1400 км на большой высоте, и до 650 км при полете у земли.

Тактико-технические характеристики

Развитие проекта

После 1992 года никаких работ по дальнейшей «доводке» самолета Як-141 уже не проводилось. Иностранным заказчикам этот истребитель тоже не понадобился, видимо, из-за его специфичности. Словом, эта необычная крылатая машина стала жертвой «демократизации».

Проявили некоторый интерес к истребителю только представители американской фирмы «Локхид-Мартин». К сожалению, всё «сотрудничество» фактически свелось к вывозу в США технической документации. По всей видимости, она затем была использована при разработке палубной версии самолета F-35. Во всяком случае, отдельные элементы этой машины похожи на Як-141.

В последний раз про несостоявшийся палубный истребитель в правительстве вспомнили в 2017 году, когда заместитель министра обороны заявил, что необходимо развивать самолеты укороченного взлета и посадки «по образцу Яка».

Скорее всего, за этими словами ничего не стоит, ведь старую машину реанимировать поздно, а создавать новую дорого, не говоря уже о том, что для неё потребуется строить новые корабли. Правда, планы по их созданию тоже озвучивались, но затем все разговоры прекратились.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

в Избранное в Избранном из Избранного 0

Предисловие: Этот самолёт был создан на самом закате существования Советского Союза. И естественно, после развала СССР ни денег, ни желания, ни, главное, необходимости в доведении этой машины до серии не было. Но сегодня, когда начал возрождаться российский флот, мне кажется, имеет смысл возродить и проект этого самолёта. Тем более, за прошедшие двадцать лет он, на мой взгляд, абсолютно не потерял актуальности.

Особенно его актуальность видна, если рассмотреть этот самолёт в качестве палубного самолёта, для принимаемых на вооружение Российскими ВМФ . При наличии у России самолётов Як-141, вертолётоносцы Мистраль станут единственными в мире кораблями подобного класса, на палубе которых будут, как у полноценного авианосца, базироваться сверхзвуковые истребители.

Далее предлагаю вашему вниманию очень хорошую и подробную статью с сайта Аирвар , посвящённую этому уникальному самолёту.

В сентябре-октябре 1991 года на Северном флоте проходил испытания самолет вертикального/короткого взлета и посадки (В/КВП) Як-41М. Испытания проводились на тяжелом авианесущем крейсере (ТАКР) «Адмирал Флота Советского Союза С.Г. Горшков» (до 1991 г. – ТАКР «Баку»), Самолет Як-41М стал не только следующим после Як-38 этапом в развитии отечественных самолетов В/КВП, но и этапной машиной в истории мировой авиации – первым сверхзвуковым самолетом вертикального взлета и посадки.

Первые проработки сверхзвукового вертикально взлетающего самолета-истребителя, предназначенного для обороны авианесущих кораблей от атак с воздуха, были выполнены на ММЗ «Скорость» в 1974 году. С учетом опыта создания и эксплуатации самолета Як-38 в 1975 году началось проектирование нового самолета под индексом Як-41 (изделие «48»). Был выполнен большой объем работ по выбору аэродинамической схемы машины, рассматривалось несколько альтернативных вариантов силовой установки. Результаты исследований и проработок легли в основу предложений по самолету с единым подъемно-маршевым двигателем.

Постановлением Правительства, принятым в ноябре 1977 года, было утверждено предложение ВВС, ВМФ и МАП с поручением ММЗ «Скорость» создать сверхзвуковой истребитель вертикального взлета-посадки и представить его на государственные испытания в 1982 году. Одновременно Постановлением предусматривалось создание учебно-тренировочного варианта самолета – Як-41УТ – с предъявлением его на испытания в 1983 году, а также – разработка в 1978 году технического предложения по созданию на базе Як-41 корабельного сверхзвукового СВВП-штурмовика.

В 1977 г. специалистами филиала ЗОЦНИИ были разработаны, а затем предъявлены тактико-технические требования (ТТТ) ВВС ВМФ к новому истребителю вертикального взлета и посадки, предназначенному для базирования на авианесущих кораблях проектов: 1143.3 («Новороссийск»), 1143.4 («Баку»), 1143.5 («Тбилиси»), а также ТАКР проекта 1143 («Киев» и «Минск») после их модернизации. В случае задержки при создании нового самолета предусматривалось укомплектовать авиагруппу крейсера проекта 1143.4 самолетами Як-38М.

Разработка сверхзвукового СВВП велась под руководством заместителя Генерального конструктора С.А. Яковлева (сына А.С.Яковлева) и выполнялась точно в установленные сроки. Постепенно конструкторы.стали отдавать предпочтение схеме самолета с комбинированной силовой установкой по типу использовавшейся на Як-38. Но работы по машине с единым подъемно-маршевым двигателем (ПМД) не прекращались.

В марте 1979 года ОКБ завершило разработку эскизного проекта самолета с единым ПМД Р-79В-300 и постройку его макета. Одновременно с ним на рассмотрение комиссии Министерства обороны были предъявлены материалы по многоцелевому истребителю с расширенным составом вооружения и комбинированной силовой установкой.

По результатам работы комиссии было принято указание МАП о разработке на ММЗ «Скорость» эскизного проекта и постройке макета истребителя с комбинированной силовой установкой.

При создании комбинированной силовой установки решили использовать два подъемных двигателя РД-41 с тягой каждого по 4100 кг и один подъемно-маршевый двигатель Р-79 (Р-79В-300) с тягой 15 500 кг. Силовая установка из трех двигателей с электронной системой управления согласно расчетам могла обеспечить вертикальный взлет или взлет с коротким разбегом (в пределах длины палубы авианесущего корабля) самолета с максимальной взлетной массой 19 500 кг.

В ходе проведения проектных работ, аэротрубных и стендовых испытаний площадь крыла самолета (первоначально – 29,3 м²) пришлось значительно увеличить.

Между тем, сроки разработки и создания силовой установки затягивались. Кроме того, изменились взгляды на предназначение самолета в соответствии с новыми задачами корабельной авиации. В результате было разработано дополнение к ТТТ ВВС ВМФ, в соответствии с которым предписывалось на базе разработанного проекта создавать самолет-штурмовик Як-41.

В начале 1980 года в соответствии с директивой Генштаба о переориентации авиационного парка проектируемого пятого ТАКР на самолеты вертикального и укороченного взлета была произведена корректировка ТТТ к самолету, утвержденных в 1978 году.

В ноябре того же года Главкомы ВВС и ВМФ утвердили уточнение ТТТ к истребителю Як-41, согласно которым ММЗ «Скорость» была поставлена задача обеспечить укороченный взлет с разбегом 120–130 м, взлет с трамплина и посадку с коротким пробегом. В том же месяце состоялось рассмотрение комиссией МО (ВВС ВМФ) эскизного проекта и макета Як-41, но на утверждение протокола комиссии ушло почти полгода.

Несколько позже в рамках общего развития взглядов на самолет корабельного базирования и возможности его создания по срокам было разработано следующее дополнение к ТТТ. Самолет стал создаваться как многоцелевой – предназначенный для перехвата воздушных целей, ведения маневренного воздушного боя и нанесения ударов по морским и наземным объектам. С учетом опыта использования самолета Як-38 с сухопутных аэродромов и малоразмерных площадок номенклатура вооружения была расширена по требованию заказчика.

Параллельно с конструкторскими работами специалисты МАП и ВВС в 1982–1983 годах провели теоретические исследования, показавшие возможность существенного повышения боевой нагрузки и времени барражирования Як-41 при патрулировании с ПТБ при взлете с коротким разбегом или с трамплина. На самолетах Як-38 отрабатывалась методика выполнения взлета с коротким разбегом.

Из-за задержек в создании двигателей в ноябре 1983 года было принято Решение ВПК при Совете Министров СССР о переносе срока выхода на испытания самолета Як-41 на 1985 год, но и этот срок пришлось корректировать. Подъемно-маршевый двигатель Р-79В-300 был подготовлен для проведения натурных испытаний только в конце 1984 года.

События 1984 года: смерть министра обороны Д.Ф. Устинова, поддерживавшего развитие СВВП, и уход на пенсию А.С. Яковлева замедлили работы по машине. Постановление 1977 года о создании Як-41 и все последующие его дополнения остались невыполненными.

В мае 1986-го принимается очередное постановление о создании на ММЗ «Скорость» многоцелевого корабельного самолета Як-41М с использованием задела по корабельному истребителю Як-41. Задавались сроки предъявления на государственные испытания самолета Як-41М – 1988 год (начало поставок авиации ВМФ – 1990 год), а учебного Як-41УТ – 1989 год. Работы по созданию штурмовика на базе Як-41 прекращались.

С изменением назначения и расширением задач самолета с комбинированной силовой установкой очередной корректировке подверглись ТТТ в части летно-технических характеристик: снижались максимальная скорость на высоте, практический потолок и дальность полета при вертикальном взлете; утверждались новые характеристики дальности полета с ПТБ и максимальная нагрузка при укороченном разбеге (120 м).

Ведущим конструктором по самолету был назначен Г.А. Матвеев.

Для проведения испытаний Як-41М была построена малая серия из четырех экземпляров. Один экземпляр предназначался для статических испытаний, второй – с бортовым номером «48» – для оценки сил и моментов, действующих на самолет в различных режимах полета, и работы силовой установки. Два летных экземпляра имели бортовые номера «75» и «77». Под этими номерами они проходили испытания на сухопутных аэродромах и на ТАКР «Адмирал флота Советского Союза С.Г. Горшков», находящемся на Северном флоте. Самолет с бортовым «77» являлся предсерийным экземпляром.

В процессе создания самолета, проведения стендовых и заводских испытаний был решен ряд научно-технических и технологических задач. Были исследованы температурные поля от газовых струй двигателей силовой установки и создана система защиты двигателей от попадания горячих газов в воздухозаборники при их работе. Особое внимание обращалось на взаимовлияние этих полей на силовые установки самолетов при групповом взлете.

Самолет Як-41М в ходе проектирования был оптимизирован для вертикального взлета и сверхзвукового полета. Он способен выполнять вертикальный взлет с полной нагрузкой. С этой целью предусмотрен форсажный режим работы двигателей. Объединенная триплексная цифровая электродистанционная система управления самолетом и силовой установкой связывает отклонение цельноповоротного стабилизатора с режимом работы подъемных и подъемно-маршевого двигателей. Система управляет отклонением сопел всех трех двигателей. Подъемные двигатели могут работать до высоты 2500 метров при скорости полета не более 550 км/ч.

Запас топлива с использованием подвесных топливных баков может быть увеличен на 1750 кг. Предусмотрена возможность установки подвесного конформного топливного бака.

На летных экземплярах самолета применены системы струйного управления, причем на разных экземплярах эти системы имеют различия. В ходе испытаний оценивалась эффективность предложенных вариантов. На самолете 75 струйные рули установлены в хвосте и имеют эжекторы в канале путевого управления. На самолете 77 поворотные сопла струйных рулей установлены в носовой части фюзеляжа.

В систему отображения информации включены многофункциональный электронный индикатор (дисплей) и индикатор на лобовом стекле кабины.

Прицельный комплекс имеет бортовую вычислительную машину, вокруг которой сгруппированы: бортовая радиолокационная станция М002 (С-41), система управления огнем, нашлемная система целеуказания и лазерно-телевизионная система наведения.

Пилотажно-навигационный комплекс позволяет определять координаты местоположения самолета в полете как от наземных (корабельных) радиотехнических систем, так и по спутниковым системам навигации. В комплексе имеются системы дистанционного и траекторного управления самолетом, автономный навигационный вычислитель и др.

Масса пустого самолета 11 650 кг.

Встроенное стрелковое вооружение – высокоэффективная пушка ГШ-301 калибра 30 мм с боекомплектом 120 снарядов различных типов, обеспечивающая поражение воздушных и наземных (надводных) легкобронированных целей.

Максимальная боевая нагрузка Як-41М составляет 2600 кг и размещается на внешней подвеске на четырех пилонах под крылом.

Варианты вооружения формируются в зависимости от характера поражаемых целей и подразделяются на три основных группы: «воздух-воздух» (УР P-27Р, Р-27Т, Р-77, Р-73), «воздух-море» (УР Х-31А) и «воздух-поверхность» (УР Х-25МП, Х-31П, Х-35).

Штатное вооружение самолета включает в себя ракеты класса «воздух-воздух» ближнего боя и средней дальности с активными и пассивными радиолокационными и тепловыми головками самонаведения,

Неуправляемое вооружение как ракетное (снаряды С-8 и С-13 в блоках, С-24), так и бомбовое (ФАБ, контейнеры малых грузов – КМГУ) предусмотрено в достаточно широкой номенклатуре.

В 1985 году был построен первый опытный экземпляр самолета Як-41М («изделие 48М», бортовой номер 48), стендовые испытания которого начались в 1986 году.

Первый полет на Як-41М при взлете и посадке «по-самолетному» был выполнен летчиком-испытателем А.А. Синицыным 9 марта 1987 года.

Однако в предусмотренный постановлением срок (в 1988 году) представить самолет на Государственные испытания не удалось. При корректировке сроков проведения испытаний было в очередной раз изменено обозначение самолета, который стал называться Як-141.

Як-141 имеет следующие преимущества перед Як-38:

• взлет без выруливания на ВПП непосредственно из укрытия по выводной рулежной дорожке с обеспечением массового ввода в бой подразделения Як-141;
• эксплуатация самолета с поврежденных аэродромов;
• рассредоточение самолетов на большом количестве малоразмерных площадок с обеспечением повышенной выживаемости и скрытности базирования;
• сокращение в 4–5 раз времени взлета подразделения самолетов Як-141 из положения готовности 1 по сравнению с подразделением обычного взлета;
• сосредоточение группировки истребительной авиации для перехвата воздушных целей на угрожаемых направлениях вне зависимости от наличия там развитой аэродромной сети;
• ведение ближнего маневренного боя, нанесение ударов по наземным и надводным целям;
• малое время реагирования на вызов сухопутных войск за счет небольшого подлетного времени и одновременного взлета большого количества самолетов с рассредоточенных площадок, находящихся вблизи линии фронта;
• базирование как на авианесущих кораблях ВМФ, так и на судах морского флота, не имеющих развитой полетной палубы, а также на ограниченных взлетно-посадочных площадках и участках автодорог.

Отработка режима вертикального старта с висением началась в конце 1989 года. 13 июня 1990-го летчик А.А. Синицын выполнил первый полет с вертикальными взлетом и посадкой.

Уникальные характеристики новой машины, выявленные в ходе испытаний, позволяли рассчитывать на возможность официально занять лидирующие мировые позиции среди самолетов данного класса. К апрелю 1991 года один из летных экземпляров Як-41М с комплектом контрольных грузов был подготовлен к рекордным полетам. В течение 15 дней летчик-испытатель ОКБ им. А.С. Яковлева А.А. Синицын установил 12 мировых рекордов в классе летательных аппаратов «Н» (аппараты вертикального взлета и посадки с реактивной подъемной силой).

Активная фаза испытаний самолета Як-41М в корабельных условиях началась в сентябре 1991 года.

В группу по обеспечению испытаний входили специалисты из разных организаций промышленности и Министерства обороны. В составе группы находился и автор этих строк. Вылетели мы с аэродрома ЛИИ на самолете Як-42 и примерно через 2,5 часа были уже в Североморске, где велась подготовка к встрече на береговом аэродроме двух опытных самолетов Як-41М.

Готовились к проведению испытаний и на авианесущем корабле. На крейсере были выделены помещения для размещения специальной аппаратуры, велась подготовка палубы для приема самолетов и их размещения. Сложность состояла в том, что на ТАКР «Адмирал Горшков» не было предусмотрено задержников, необходимых для удержания самолета при включении форсажного режима работы подъемно-маршевого двигателя для разгона при коротком взлете. Чтобы самолет не скользил по палубному настилу при выводе двигателя на взлетный режим, в ОКБ им. А.С. Яковлева разработали профильные задерживающие устройства (упоры). В процессе подготовки к испытаниям эти упоры были прикреплены к палубе, а при необходимости они легко снимались.

В связи с переводом на борт крейсера части специалистов, участвующих в испытаниях, а также представителей комиссии для них выделялись жилые и рабочие помещения, отрабатывался порядок обеспечения питанием и т.п.

Всеми мероприятиями по проведению летных испытаний руководил заместитель главного конструктора ОКБ К.Ф. Попович.

По мере подготовки корабля уточнялась программа испытаний. Кроме испытаний одиночного самолета, рассматривались различные варианты группового взлета самолетов с корабля, в том числе нетрадиционные. По расчетам, проведенным в ОКБ и НИИ, они могли быть реализованы на практике.

Подготовка к испытаниям Як-41М как в ОКБ, так и на корабле велась с учетом опыта испытаний и эксплуатации штурмовика Як-38. В ходе эксплуатации Як-38 имели место инциденты, связанные с рассогласованием двигателей (подъемных и подъемно-маршевого) по тяге, раскачкой самолета по крену и тангажу, самопроизвольным кренением и разворотом («подхватом») по курсу. Для предотвращения подобных моментов Як-41М оборудовали более совершенными струйными рулями и автоматикой, а также системой предотвращения попадания горячих газов на вход силовой установки. 24 сентября 1991 года начался перелет самолетов с аэродрома «Жуковский» к месту проведения очередного этапа испытаний.

После подготовки на аэродроме «Североморск» самолеты перелетели на корабль. Взлет проводился по-самолетному. Полеты новых машин вызывали всеобщее восхищение. Схемы и условия полета самолетов Як-41М по датам их выполнения при проведении испытаний на ТАКР «Адмирал флота Советского Союза С.Г. Горшков» приведены ниже.

Посадка первого самолета была выполнена блестяще. Летчик-испытатель ОКБ А.А. Синицын мягко посадил машину на палубу корабля, но при выключении силовой установки допустил увеличение тангажа. Это произошло из-за того, что на опытной машине было раздельное выключение двигателей силовой установки, и летчик сначала выключил ПМД, а затем ПД. В результате уже стоявший на палубе самолет стал задирать нос и слегка коснулся палубы стабилизатором и створками реактивного сопла. Но все завершилось благополучно.

Вторым успешно произвел посадку летчик-испытатель ОКБ В.А. Якимов. Надо заметить, что для него это была первая в жизни посадка на палубу авианосца.

Начались корабельные испытания новой машины. Была проведена оценка возможности эксплуатации самолета на корабле, спуск и подъем на подъемниках, варианты швартовки, возможности размещения на ангарной палубе и в ремзоне. В результате самолет был практически полностью адаптирован к корабельному базированию и эксплуатации. Возникали и некоторые проблемы, но они по оценкам специалистов легко разрешались.

30 сентября начались испытательные полеты. Всего их было выполнено три, в том числе два – с коротким разбегом и один полет на висение со взлетом по-вертикальному. Все посадки производились вертикально.

Как уже говорилось, для обеспечения короткого взлета на палубе установили профильные упоры. Для взлета летчик выруливал и устанавливал самолет на эти упоры, выводил двигатель на форсажный режим и отпускал тормоза. Самолет перекатывался через упоры и начинал разбег.

Программой испытаний предусматривалась отработка действий в реальных условиях нахождения корабля в открытом море. Для этого ТАКР выходил в Баренцево море, однако полеты не состоялись из-за плохих погодных условий. Прогноз погоды не обещал улучшения, и корабль вернулся на базу.

В процессе испытаний мне приходилось сравнивать взлет с коротким разбегом самолета Як-41М с трамплинным взлетом самолетов Су-27К и МиГ-29К. Сравнивать было с чем, незадолго до этого мне пришлось побывать на ТАВКР «Тбилиси» и участвовать в испытаниях самолетов трамплинного взлета и аэрофинишерной посадки. Взлет с коротким разбегом Як-41М выглядел более спокойным по сравнению с динамикой трамплинного взлета Су-27К и МиГ-29К. По времени разгон «Яка» был несколько выше, но организовать групповой взлет Як-41М предлагалось проще и по времени быстрее, используя при этом нетрадиционные варианты взлета.

Много внимания проблеме организации группового взлета уделял А.А. Синицын. Мы с ним ходили и промеряли палубу, составляли варианты предстартовой расстановки машин и разрабатывали предложения по достижению безопасных условий взлета. Эти условия были связаны и с некоторыми доработками элементов палубы, не требующими создания лете №75 совершил А.А. Синицын. Полет прошел успешно, задание было выполнено.

Следующим взлетел В.А. Якимов на самолете №77. Полет проходил нормально, но при посадке летчик допустил превышение вертикальной скорости, в результате чего произошла авария.

Все испытания Як-41М были прекращены. Началось расследование этого происшествия. Разбор полета проходил в каюте командира корабля, сюда же поступила вся информация с самолетных бортовых регистраторов.

Как показали результаты расследования, аварийная ситуация возникла на завершающем этапе полета. При подходе к кораблю на самолете возникли боковые силы от воздухозаборников из-за бокового ветра, которые летчик компенсировал отклонением педалей с большим расходом.

В таком положении самолет подходил к палубе. Руководитель полетов давал команды летчику держать курс. Сильный боковой ветер, близость корабельной надстройки и ограниченный размер палубы – все это в совокупности порождало у летчика желание скорее произвести посадку. Поддержки со стороны руководителя полетов по обеспечению безопасной вертикальной скорости не последовало. Находясь над палубой на высоте 10–13 метров, летчик допустил превышение предельной вертикальной скорости снижения. Самолет сел грубо, ударившись о палубу, основные стойки шасси пробили топливный бак, возник пожар. Летчик В.А. Якимов после неоднократных команд руководителя полетов катапультировался.

Находившаяся в состоянии повышенной готовности поисково-спасательная служба ТАКР не была задействована – приводнившегося Якимова быстро подобрал спасательный катер. Пожар на самолете был потушен противопожарными службами корабля с использованием штатных средств.

Надо отдать должное уникальным средствам спасения Як-41М, которые сработали безукоризненно. Кресло К-36ЛВ было создано в НПО «Звезда» (руководитель предприятия Г.И. Северин). От ОКБ им. А.С. Яковлева работы по созданию катапультного кресла Як-41М возглавлял Б.С. Прусаков. Кресло К-36ЛВ обеспечивает автоматическое спасение летчика на вертикальных и переходных режимах полета, а также безопасное покидание самолета практически на всех режимах полета в случае возникновения аварийной ситуации или боевого поражения.

В авиации, особенно при испытаниях авиационной техники, к сожалению, иногда происходят чрезвычайные происшествия, хотя безопасность полета и сохранение жизни экипажа в случае возникновения аварийной ситуации стоят в основе создания авиационной техники. В ситуации, которая произошла с Як-41М, летчик благополучно катапультировался и вскоре снова летал. Но тогда все мы были удручены происшедшим. Конечно, тяжелее всех было В.А. Якимову.

Мы прекрасно понимали, какая сложилась в стране обстановка, и что авария может быть использована для свертывания работ по этой теме. Но об этом даже не хотелось говорить, когда мы собрались с руководителями испытаний перед отъездом с корабля. На память о первой посадке Як-41М на ТАКР «Адмирал Горшков» у меня осталась фотография самолета, который был предсерийным авиационным комплексом и предназначался для вооружения советских авианесущих кораблей.

Самолет Як-141 (Як-41М №75) после прекращения испытаний впервые был публично представлен 6–13 сентября 1992 года на авиасалоне в Фарнборо, а позднее неоднократно демонстрировался на других авиасалонах. Второй Як-41М (бортовой номер «77») после восстановления стал музейным экспонатом.

Нарастающий кризис и развал союзного государства не позволил запустить в серийное производство эту машину. Авария послужила лишь формальным поводом для того, чтобы сначала заморозить, а затем и вовсе прикрыть тематику развития в нашей стране самолетов В/КВП. Однако в ОКБ еще некоторое время продолжались работы по новым перспективным проектам.

В процессе создания и эксплуатации самолетов В/КВП был накоплен огромный опыт. В результате конструкторам и ученым нашей страны удалось создать сверхзвуковой самолет В/КВП, не имеющий аналогов в мире. О высоких летно-тактических характеристиках свидетельствуют мировые рекорды, установленные на одном из опытных самолетов Як-141 летчиком-испытателем А.А. Синицыным.

К концу 1991 года работы на Саратовском авиазаводе по подготовке серийного производства Як-41М были прекращены из-за отсутствия финансирования.

Работы по доводке и улучшению характеристик самолета в ОКБ в последующие годы велись на собственные средства в расчете на перспективные, в том числе и экспортные заказы. На базе Як-41М (Як-141) и его перспективных модификаций могла быть создана гибкая мобильная оборонительная система с высокой степенью боевой живучести, способная обеспечить сохранение боевого потенциала обороняющейся стороны в случае внезапного массированного удара противника.

Появление и развитие самолетов В/КВП было обусловлено всем ходом научно-технического прогресса. Авторы некоторых публикаций утверждают, что развитие СВВП было ошибочным направлением, что они никогда не достигнут ЛТХ самолетов обычного взлета и посадки. Это не совсем так. СВВП – это ЛА, который получил по сравнению с самолетом обычной аэродинамической схемы новые свойства, а следовательно, и новые возможности. Так, например, опыт боевого применения СВВП AV-8В «Харриер» показал, что при использовании тактических приемов вертолетов в ближнем воздушном бою он в 2–3 раза превосходит истребители-штурмовики F/A-18 «Хорнет» и истребители F-14A «Томкэт», хотя в дальнем бою проигрывает им с соотношением 1:4.

При дальнейшем развитии проектирования самолетов типа Як-41М получили право на жизнь аэродинамические схемы, реализовав которые можно получить ЛА, мало в чем уступающий самолету обычной (классической) схемы, но имеющий ряд преимуществ. Такие схемы в дальнейшем предполагалось реализовать в самолетах типа Як-141М, Як-43 и др. Эти схемы были представлены на различных выставках и опубликованы в ряде научно-технических журналов.

В проектах перспективных самолетов В/КВП прорабатывались вопросы повышения их боевой эффективности. С этой целью предлагалось следовать в направлении значительного увеличения боевого радиуса действия и времени барражирования в заданном районе, повышения массы полезной нагрузки, наращивания номенклатуры вооружения и совершенствования систем управления огнем, снижения радиолокационной и ИК заметности. Это подтверждается расчетами, согласно которым тактико-технические характеристики перспективного самолета Як-141М отличаются в лучшую сторону по сравнению с Як-141.

При разрыве пути развития какого-либо направления неизбежно происходит торможение прогресса в области науки, техники и знаний, потеря научно-технического и технологического задела, а также подготовленных кадров ученых, конструкторов, инженеров и других специалистов.

В начале 1990-х годов авария самолета Як-41М явилась лишь «зацепкой», чтобы свернуть все работы по тематике создания самолетов В/КВП новых поколений. Сверхзвуковой Як-41М стоял у порога грядущих океанских походов, осуществить которые помешала изменившаяся общественно-политическая и экономическая обстановка в стране, приведшая к развалу СССР и неосуществлению многих замыслов по созданию авиационных комплексов новых поколений.

Конструкция самолета

СВВП Як-141 выполнен по схеме высокоплана, с комбинированной силовой установкой и с такой же схемой расположения двигателей, как и у Як-38, двукилевым вертикальным оперением и трёхопорными шасси.

Конструкция планера самолёта на 26% (по массе) выполнена из КМ, включая углепластиковые поверхности хвостового оперения, закрылки, наплывы и носки крыла, причём остальная конструкция выполнена главным образом из коррозионностойких алюминиево-литиевых сплавов, чтобы уменьшить массу.

По словам генерального директора АО «Саратовский авиационный завод» Александра Ермишина, коэффициент сложности самолета Як-141 по сравнению с истребителем МиГ-29 составляет 1,7.

Схема расположения двигателей такая же, как и на Як-38 – предыдущем СВВП ОКБ им. А.С. Яковлева – один подъемно-маршевый двигатель располагается в хвостовой части фюзеляжа и два маршевых двигателя размещены сразу за кабиной летчика.

Фюзеляж прямоугольного сечения, выполнен по правилу площадей, имеет заострённую носовую часть, в которой размещается кабина пилота с катапультным креслом К-36В, как на самолёте Як-38, конструкции ОКБ Звезда, обеспечивающим автоматическое покидание самолёта на вертикальных и переходных режимах полёта при возникновении критической ситуации. Эта система автоматически переходит в режим готовности при отклонении сопла ПМД на угол более 30 градусов. Принудительное автоматическое катапультирование лётчика происходит при превышении заданного угла тангажа или заданной комбинации угла крена и угловой скорости крена. Два подъёмных двигателя расположены сразу за кабиной пилота, подъёмно-маршевый двигатель расположен в хвостовой части самолёта.

Крыло высокорасположенное, стреловидное, с изломом задней кромки и корневыми наплывами, имеет отрицательное поперечное V 4 гр. и угол стреловидности по передней кромки 30 гр. При размещении самолёта на корабле консоли могут складываться, почти вдвое уменьшая размах крыла. Крыло имеет развитую механизацию, состоящую из поворотных носков в корневой и складывающихся частях, закрылков в корневой части и элеронов на складывающихся частях.

Хвостовое оперение расположено на двух консольных балках, вынесенных далеко назад за подъемно-маршевый двигатель, и включает два киля с рулями направления, установленных с небольшим развалом, и цельноповоротный стабилизатор, размещенный ниже плоскости крыла. От килей вперед вдоль фюзеляжа идут вертикальные перегородки.

Шасси трехопорное с крепящимися к фюзеляжу одноколесными стойками, передняя стойка убирается назад, основные – вперед под каналы воздухозаборников.

Силовая установка включает один подъемно-маршевый двигатель Р-79 Московского НПО «Союз» и два подъемных двигателя РД-41 Рыбинского КБ моторостроения, используемых при взлете и посадке. Каждый из коробчатых воздухозаборников двигателя Р-79 отличается большой площадью поперечного сечения, сильно скошен на входе и имеет регулируемый клин и две перепускные створки, круглое сопло поворачивается на угол до 95 гр. для отклонения тяги. Ресурс механизма поворота сопла сосвавляет не менее 1500 циклов поворота. Максимальный поворот используется при вертикальном взлете и посадке. Помимо чисто вертикального взлета, Як-141 может использовать еще, как минимум, два способа взлета. Это короткий взлет с разбегом и сверхкороткий взлет с проскальзыванием. Для обоих этих видов взлета нормальное отклонение сопла подъемно-маршевого двигателя – 65 гр., причем при взлете с разбегом поворот сопла на этот угол происходит после начала разбега, а при взлете с проскальзыванием (с длиной разбега около 6 м) угол поворота 65 град при работе двигателя на форсаже устанавливается до начала движения самолета.

Применение невертикальных видов взлета увеличивает грузоподъемность самолета, так как при этом устраняется отрицательное влияние экранного эффекта (снижение тяги двигателя в результате попадания в воздухозаборники отраженных от ВПП горячих реактивных струй и подсасывающего действия этих струй). При повороте сопла в вертикальное положение тяга может достигать 80% горизонтальной тяги. При взлете и посадке используется форсаж, что может затруднить использование самолета с наземных аэродромов из-за повышенной эрозии покрытия взлетной площадки.

В процессе испытаний к лету 1991 г. поворот сопел в горизонтальном полете для боевого маневрирования не использовался. К осени 1992 г. построено 26 двигателей Р-79, из них 16 готовы к эксплуатации на самолете, а семь двигателей испытаны в полете на самолете.

Подъемные двигатели РД-41 установлены один за другим позади кабины и имеют убирающиеся створки, закрывающие воздухозаборники и сопла в горизонтальном полете. Двигатели наклонены примерно на 10 град вперед относительно вертикали, их сопла могут поворачиваться в диапазоне от +12.5 до -12.5 гр. в продольной плоскости, площадь поперечного сечения сопла может регулироваться в диапазоне 10%. При вертикальном взлете сопла подъемных двигателей развернуты друг к другу для формирования единой струи (в противном случае две отдельные струи приводят к нежелательному образованию восходящего фонтана), при взлете с коротким разбегом сопла обоих двигателей отклонены на максимальный угол назад (суммарный угол каждого сопла с учетом наклона оси двигателя составляет около 22.5 град) для создания горизонтальной составляющей тяги. К концу 1991 г. построено около 30 двигателей РД-41.

При вертикальном взлете под воздухозаборниками выдвигаются две поперечные перегородки для предотвращения рециркуляции горячих газов (из зоны восходящего фонтана, образующегося между струями подъемных и подъемно-маршевого двигателей) и попадания в воздухозаборники посторонних предметов, а по бокам нижней части воздухозаборников – две продольные горизонтальные перегородки – для организации отрыва потока горячих газов от фюзеляжа.

Система управления двигателями цифровая трехканальная, с полной ответственностью. При переходе от вертикального полета к горизонтальному летчик вручную уменьшает угол отклонения тяги подъемно-маршевого двигателя до 65 гр., дальнейший поворот вектора тяги до нулевого происходит автоматически. Тяга подъемных двигателей уменьшается автоматически, не допуская разбалансировки самолета на протяжении всего перехода к горизонтальному полету.

Пилотажно-навигационный комплекс обеспечивает ручное, директорное и автоматическое управление самолетом от взлета до посадки в любое время суток в различных метеоусловиях на всех географических широтах. В состав пилотажно-навигационного комплекса входит ИНС, САУ, радиотехническая система ближней навигации и посадки, радиовысотомер, автоматический радиокомпас, спутниковая система навигации. Управление угловым положением самолета в горизонтальном полете осуществляется с помощью аэродинамических поверхностей (цельноповоротный стабилизатор, элероны, рули направления), на режимах висения и полета с малой скоростью – струйными рулями, расположенными на концах крыла (по крену) и хвостовых балок (по рысканию), а также дифференциальным изменением тяги подъемных и подъемно-маршевого двигателей (по тоннажу).

Воздух для струйных рулей отбирается от компрессора подъемно-маршевого двигателя. Аэродинамические и струйные рули управляются цифровой электродистанционной системой с полной ответственностью и с трехканальной схемой резервирования, разработанной московским НПК «Авионика», имеется резервная механическая система управления полетом (по некоторым сообщениям, на одном из опытных самолетов установлена не цифровая, а аналоговая ЭДСУ без резервной механической системы).

Система катапультирования летчика обеспечивает автоматическое покидание самолета на вертикальных и переходных режимах полета при возникновении критических ситуаций. Эта система автоматически переходит в режим готовности при отклонении сопла подъемно-маршевого двигателя на угол более 30 гр. Принудительное автоматическое катапультирование летчика происходит при превышении заданного угла тангажа или заданной комбинации угла крена и угловой скорости крена.

Радиоэлектронное и прицельное оборудование включает систему управления вооружением с многофункциональной импульсно-доплеровской РЛС «Жук» (РП-29), которая стоит и на МиГ-29, ИЛС и многофункциональный МФД на передней панели, возможна установка лазерного дальномера и телевизионной системы наведения. (Всё это оборудование стояло только на потерянном 2-м экземпляре Як-141). Бортовая РЛС способна обнаруживать воздушные цели с ЭПР 3 кв.м на дальности до 80 км, катер – на удалении до 110 км. Может также устанавливаться сопряженный с РЛС и лазерным дальномером ИК датчик поисково-следящей системы.

Аппаратура радиоэлектронного подавления смонтирована в законцовках крыла и килей. В перегородках, простирающихся от килей Як-141 вперед, могут размещаться устройства выброса тепловых ложных целей или дипольных отражателей.

Система управления вооружением позволяет выполнять одновременную атаку нескольких целей и производить обзор земной поверхности с высокой разрешающей способностью.

Истребитель Як-141 вооружен расположенной в фюзеляже пушкой ГШ-301 калибром 30 мм с боезапасом в 120 снарядов. На четырех (а позднее на шести) подкрыльных пилонах могут подвешиваться УР класса «воздух-воздух» (Р-27 средней и Р-73 или Р-60 малой дальности) и «воздух-поверхность» (В-3 Х-25 и Х-29), пушечные установки или пусковые ракетные блоки.

Варианты подвески вооружения:

УР класса «воздух-воздух»:

• 4× Р-77;
• 4×Р-77 + 1×ПТБ (2000 л);
• 2×Р-27Э + 2×Р-73Э + 1×ПТБ (2000 л);
• 2×Р-60 + 2×Р-73;
• 2×Р-60 + 2×Р-77

УР класса «воздух-море»:

• 2×Х-35 + 2×Р-73Э + 1×ПТБ (2000 л);
• 4×Х-35А + 1×ПТБ (2000 л);
• 4×Х-35П + 2×РВК-АЭ + 1×ПТБ (2000 л)

Боеприпасы для действий по наземным целям:

• 6×АБСП (500 кг);
• 4 блока с НУРС калибра 80–249 мм + 1×ПТБ (2000 л);
• 2×Х-31П + 2×Р-77 + 1×ПТБ (2000 л);
• 2×Х-25 + 2×Р-73Э + 1×ПТБ (2000 л);
• 4×пушечные контейнеры 23 мм (250 снарядов) + 1×ПТБ

Мировые рекорды, установленные на Як-141:

		Вид рекорда	Результат
		Время подъёма на 12 км без груза
		Время подъёма на 12 км с 1 т груза
		Время подъёма на 3 км с 1 т груза
		Время подъёма на 6 км с 1 т груза
		Время подъёма на 9 км с 1 т груза
		Наибольший груз, поднятый на 2 км
		Высота полёта с 1 т груза
		Высота полёта с 2 т груза
	25.04.1991	Время подъёма на 3 км с 2 т груза
	25.04.1991	Время подъёма на 6 км с 2 т груза
	25.04.1991	Время подъёма на 9 км с 2 т груза
	25.04.1991	Время подъёма на 12 км с 2 т груза

ЛТХ:

Модификация: Як-141

Размах крыла, м:

• в развернутом положении 10,10
• в сложенном положении 5,90

Длина самолета, м: 18,30

Высота самолета, м: 5,00

Площадь крыла, м²: 31.70

Масса топлива, кг:

• во внутренних баках 4400
• в подвесных 1750

Максимальная взлетная масса, кг:

• при разбеге 120 м – 19 500
• при вертикальном взлете – 15 800

Тип двигателя (тяга, кгс):

• подъемно-маршевый – 1 ТРДДФ Р-79 (1×15 500 / 1×9000)
• подъемные – 2 ТРД РД-41 (2×4260)

Максимальная скорость, км/ч:

• у земли 1250
• на высоте 11 км 1800

Перегоночная дальность, км:

• при ВВП у земли 650
• при ВВП на высоте 10–12 км 1400

Практическая дальность, км:

• у земли 1010
• на высоте 10–12 км – 1400
• на высоте 10–12 км с ПТБ – 2100

Боевой радиус действия, км: 690

Время барражирования, ч:: 1,5

Практический потолок, м: 15 000

Макс. эксплуатационная перегрузка: 7

Экипаж, чел.: 1

Вооружение: одна 30-мм пушка ГШ-301 (120 патронов).

На четырех, а позднее на шести подкрыльевых пилонах могут подвешиваться УР класса «воздух-воздух» Р-77 или Р-27 средней дальности и Р-73 малой дальности или Р-60 ближнего воздушного боя и «воздух-поверхность» Х-25, Х-31, пушечные установки (23 мм, 250 патронов) или пусковые блоки НАР калибром от 80 до 240 мм, до шести бомб калибром 500 кг.

0

Конструирование самолетов с вертикальным взлетом и посадкой сопряжено с большими трудностями, связанными с необходимостью создания легких двигателей, управляемостью на околонулевых скоростях и др.

В настоящее время известно много проектов схем самолетов вертикального взлета и посадки, многие из которых уже воплощены в реальные аппараты.

Самолеты с воздушными винтами

Одним из решений проблемы вертикального взлета и посадки является создание самолета, у которого подъемная сила при взлете и посадке создается поворотом оси вращения винтов, а в горизонтальном полете - крылом. Поворот оси вращения винтов может быть достигнут поворотом двигателя или крыла. Крыло такого самолета (рис. 160) выполняется по многолонжеронной схеме (минимум два лонжерона) и крепится к фюзеляжу на шарнирах. Механизм поворота крыла чаще всего представляет винтовой домкрат с синхронизированным вращением, обеспечивающий изменение угла установки крыла на угол больше 90°.

Крыло снабжается по всему размаху многощелевыми закрылками. На участках, где крыло не обдувается воздушным потоком от винта, или там, где скорости обдувания невелики (в центральной части крыла), устанавливаются предкрылки, способствующие устранению срыва потока при больших углах атаки. Вертикальное оперение отличается относительно большими размерами (для повышения путевой устойчивости при малых скоростях полета) и оснащается рулем направления. Стабилизатор такого самолета обычно управляемый. Углы установки стабилизатора могут изменяться в больших пределах, обеспечивая переход самолета от вертикального взлета к горизонтальному полету и обратно. Основание киля переходит в вынесенную назад хвостовую балку, на которой в горизонтальной плоскости крепится хвостовой винт небольшого диаметра, изменяемого шага, обеспечивающий продольное управление на режиме висения и переходных режимах полета.

Силовая установка состоит из нескольких мощных турбовинтовых двигателей, отличающихся небольшими размерами и малым удельным весом порядка 0,114 кГ/л. с., что очень важно для летательного аппарата вертикального взлета и посадки любой схемы, так как у таких аппаратов при вертикальном взлете тяга должна быть больше веса. Кроме преодоления веса, тяга должна преодолевать аэродинамическое сопротивление и создавать ускорение для разгона самолета до такой скорости, при которой подъемная сила крыла будет полностью компенсировать вес самолета, а рулевые аэродинамические поверхности будут достаточно эффективны.

Серьезный конструктивный недостаток самолетов вертикального взлета и посадки с воздушными винтами заключается в том, что обеспечение безопасности полета и надежной управляемости самолета при вертикальном взлете и на переходных режимах полета достигается ценой утяжеления и усложнения конструкции за счет применения механизма поворота крыла и трансмиссии, синхронизирующей вращение воздушных винтов.

Сложной является также система управления самолетом. Управление во время взлета и посадки и в крейсерском полете по трем осям осуществляется с помощью обычных аэродинамических поверхностей управления, но на режиме висения и. переходных режимах до и после крейсерского полета применяются иные методы управления.

Во время вертикального набора высоты продольное управление осуществляется с помощью горизонтального рулевого винта (с изменяемым шагом), расположенного за килем (рис. 160, б), путевое управление - дифференциальным отклонением концевых секций закрылков, обдуваемых струей от воздушных винтов, а поперечное управление - дифференциальным изменением шага крайних воздушных винтов.

На переходном режиме осуществляется постепенный переход к управлению с помощью обычных поверхностей; для этого используется смеситель команд, работа которого программируется в зависимости от угла поворота крыла. В систему управления включен механизм стабилизации.

Улучшение характеристик самолетов вертикального взлета и посадки с воздушными винтами в настоящее время возможен за счет того, что воздушный винт заключают в кольцевой канал (короткую трубу соответствующего диаметра). Такой винт развивает тягу на 15-20% больше, чем тяга винта без «ограждения». Объясняется это тем, что стенки канала препятствуют перетеканию сжатого воздуха с нижних поверхностей винта на верхние, где давление понижено, и исключают рассеивание потока от винта в стороны. Кроме того, при подсасывании воздуха винтом над кольцевым каналом создается область пониженного давления, а так как винт отбрасывает вниз поток сжатого воздуха, разность давлений на верхнем и нижнем срезе кольца канала приводит к образованию дополнительной подъемной силы. На рис. 161, а представлена схема самолета вертикального взлета и посадки с воздушными винтами, установленными в кольцевых каналах. Самолет выполнен по схеме тандем с четырьмя винтами, приводимыми в движение общей трансмиссией.

Управление по трем осям в крейсерском и вертикальном полете (рис. 161, б, в, г) производится в основном путем дифференциального изменения шага воздушных винтов и отклонения закрылков, расположенных горизонтально в струях, отбрасываемых винтами за каналами.

Следует отметить, что самолеты вертикального взлета и посадки с воздушными винтами способны развивать скорость 600- 800 км/ч. Достижение более высоких дозвуковых, а тем более сверхзвуковых скоростей полета возможно лишь при использовании реактивных двигателей.

Самолеты с реактивной тягой

Известно много схем самолетов вертикального взлета и посадки с реактивной тягой, однако их можно достаточно строго разделить на три основные группы по типу силовой установки: самолеты с единой силовой установкой, с составной силовой установкой и с силовой установкой с агрегатами усиления тяги.

Самолеты с единой силовой установкой, у которой один и тот же двигатель создает вертикальную и горизонтальную тягу (рис. 162), теоретически могут летать со скоростями, превышающими скорость звука в несколько раз. Серьезным недостатком такого самолета является то, что отказ двигателя на взлете или при посадке грозит катастрофой.

Самолет с составной силовой установкой может совершать полет также со сверхзвуковыми скоростями. Его силовая установка состоит из двигателей, предназначенных для вертикального взлета и посадки (подъемные), и двигателей для горизонтального полета (маршевые), рис. 163.

Подъемные двигатели имеют вертикально расположенную ось, а маршевые - горизонтально расположенную. Отказ одного или двух подъемных двигателей на взлете позволяет продолжать вертикальный взлет и посадку. В качестве маршевых двигателей могут использоваться ТРД, ДТРД. Маршевые двигатели на взлете могут также участвовать в создании вертикальной тяги. Отклонение вектора тяги производится или поворотными соплами, или поворотом двигателя вместе с гондолой.

На самолетах ВВП с реактивными двигателями устойчивость и управляемость на режимах взлета, посадки, висения и переходных режимах, когда аэродинамические силы отсутствуют или малы по величине, обеспечивается управляющими устройствами газодинамического типа. По принципу работы они разделяются на три класса: с отбором сжатого воздуха или горячих газов от силовой установки, с использованием величины тяги движителей и с применением устройств отклонения вектора тяги.

Управляющие устройства с отбором сжатого воздуха или газов наиболее просты и надежны. Пример компоновки управляющего устройства с отбором сжатого воздуха от подъемных двигателей представлен на рис. 164.

Самолеты ВВП, оснащенные силовой установкой с агрегатами усиления тяги, могут иметь турбовентиляторные агрегаты (рис. 165) или газовые эжекторы (рис. 166), которые и создают необходимую вертикальную тягу на взлете. Силовые установки этих самолетов могут быть созданы на базе ТРД и ДТРД.

Силовая установка самолета с агрегатами усиления тяги, представленная на рис. 165, состоит из двух ТРД, установленных в фюзеляже и создающих горизонтальную тягу. При вертикальном взлете и посадке ТРД используются в качестве газогенераторов для привода во вращение двух турбин с вентиляторами, размещенных в крыле, и одной турбины с вентилятором в носовой части фюзеляжа. Передний вентилятор используется только для продольного управления.

Управление самолетом на вертикальных режимах обеспечивается вентиляторами, а в горизонтальном полете - аэродинамическими рулями. Самолет с эжекторной силовой установкой, представленный на рис. 166, имеет силовую установку из двух ТРД. Для создания вертикальной тяги поток газов направляется в эжекторное устройство, расположенное в центральной части фюзеляжа. Устройство имеет два центральных воздушных канала, из которых воздух направляется в поперечные каналы с щелевыми соплами на концах.

Каждый ТРД соединен с одним центральным каналом и половиной поперечных каналов с соплами, чтобы при выключении или выходе из строя одного ТРД эжекторное устройство продолжало работать. Сопла выходят в эжекторные камеры, которые закрываются створками на верхней и нижней поверхностях фюзеляжа. При работе эжекторной установки вытекающие из сопла газы эжектируют воздух, объем которого в 5,5-6 раз больше объема газов, что на 30% превышает тягу ТРД.

Вытекающие из эжекторных камер газы имеют небольшую скорость и температуру. Это позволяет эксплуатировать самолет с взлетно-посадочных площадок без специального покрытия, кроме того, эжекторное устройство понижает уровень шума ТРД. Управление самолетом на крейсерском режиме осуществляется обычными аэродинамическими поверхностями, а на режиме взлета, посадки и переходных режимах - системой струйных рулей, обеспечивающих устойчивость и управляемость самолету.

Силовые установки с усилением вектора тяги обладают несколькими очень серьезными недостатками. Так, силовая установка с турбовентиляторным агрегатом требует больших объемов для размещения вентиляторов, что затрудняет создание крыла с тонким профилем, нормально работающего в сверхзвуковом потоке. Еще больших объемов требует эжекторная силовая установка.

Обычно при таких схемах возникают трудности с размещением топлива, что ограничивает дальность полета самолета.

При рассмотрении схем самолетов ВВП может сложиться ошибочное мнение о том, что возможность вертикального взлета должна окупаться уменьшением поднимаемого самолетом полезного груза. Даже приближенные расчеты подтверждают вывод о том, что вертикально взлетающий самолет, обладающий большой скоростью полета, может быть создан без значительных потерь в полезной нагрузке или дальности, если с самого начала проектирования самолета в основу его положить требования вертикального взлета и посадки.

На рис. 167 представлены результаты анализа весов самолетов обычной схемы (нормального взлета) и ВВП. Сравниваются самолеты равного взлетного веса, имеющие одинаковую скорость крейсерского полета, высоту, дальность и поднимающие одинаковую полезную нагрузку. Из диаграммы рис. 167 видно, но самолет ВВП (с 12 подъемными двигателями) имеет силовую установку тяжелее обычного самолета примерно на 6% взлетного веса самолета нормального взлета.

Кроме того, гондолы подъемных двигателей еще на 3% от взлетного веса увеличивают вес конструкции самолета ВВП. Расход топлива на взлет и посадку, включая движение по земле, больше, чем у обычного самолета, на 1,5%, а вес дополнительного оборудования самолета ВВП на 1%.

Этот неизбежный для вертикально взлетающего самолета дополнительный вес, равный примерно 11,5% взлетного веса, может быть скомпенсирован уменьшением веса других элементов его конструкции.

Так, для самолета ВВП крыло выполняется меньшего размера по сравнению с самолетом обычной схемы. К тому же отпадает необходимость в применении механизации крыла, и это уменьшает вес примерно на 4,4%.

Дальнейшей экономии веса самолета ВВП можно ожидать от уменьшения веса шасси и хвостового оперения. Вес шасси самолета ВВП, рассчитанного на максимальную скорость снижения 3 м/сек, может быть уменьшен на 2% взлетного веса по сравнению с самолетом обычной схемы.

Таким образом, весовой баланс самолета ВВП показывает, что вес конструкции самолета ВВП больше веса обычного самолета приблизительно на 4,5% максимального взлетного веса самолета обычной схемы.

Однако обычный самолет должен иметь значительный резерв топлива для полетов в зоне ожидания и для поиска запасного аэродрома в плохую погоду. Этот резерв топлива для вертикально взлетающего самолета может быть значительно уменьшен, так как он не нуждается во взлетно-посадочной полосе и может приземляться практически па любой площадке, размеры которой могут быть незначительны.

Из вышесказанного следует, что самолет ВВП, имеющий взлетный вес такой же, как и у самолета обычной схемы, может нести ту же полезную нагрузку и совершать полет с той же скоростью и на ту же дальность.

Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Храмов Максим Анатольевич

План работы.

Введение.

Что такое самолёт вертикального взлёта посадки?

Прошлое СВВП.

Настоящее СВВП

Предполагаемое будущее СВВП.

Заключение.

Введение.

Мы привыкли думать, что самолёты обязательно должны взлетать, разгоняясь по взлётной полосе. Но история знает немало конструкций самолётов вертикального взлёта и посадки (для краткости их называют СВВП). Но реально массовым стал лишь британский Харриер и его модификации. Я поставил цель - в этой работе рассказать о развитии СВВПв прошлом и определить вероятные пути развития СВВП в течении ближайших 30-40 лет (шестое поколение).

Что такое самолёт вертикального взлёта посадки?

Для начала я хочу уточнить, что такое Самолёт Вертикального Взлёта Посадки. Я понимаю под этим термином самолёт с двигателями, размещёнными в фюзеляже и оснащёнными системой управления вектором тяги, которая позволяет ему совершать вертикальный взлёт или посадку, но при этом не лишает его возможности взлетать как обычный самолёт с взлетной полосы. Машины именно такого типа появились лишь в 50-е годы, хотя и до этого были проекты вертикально взлетающих самолётов, но они не были реализованы в силу сложности конструкции. К традиционным СВВП относятся получившие распространение Харриер, Як-38, и, не получившие распространения, Як-141 и F-35В. У этих машин были свои недостатки и свои преимущества.

Почему он появился?

Необходимость в СВВП того типа, каким я его определил, появилась в 50-60х годах, когда СССР готовился к боевым действиям в Европе. Американские стратеги логично предполагали, что в случае начала войны аэродромы будут быстро выведены из строя или, того хуже, захвачены. ПВО брала на себя часть задач по противодействию советской авиации, вертолёты так же брали на себя часть задач поддержки войск при отступлении (бундесвер не смог бы выдержать превосходящих сил Советской армии), но они были слишком несовершенны для этого, слишком медлительны, слишком хрупки, слишком слабо вооружены. Поэтому требовался самолёт поддержки войск на поле боя, а заодно, противодействия самолётам. Проблему подогревала требовательность тогдашних истребителей к длине и качеству взлётных полос. Ещё одним способом применения таких самолётов могла стать установка на авианосцы, заложенные во время войны, т.к. из-за их малых размеров авианосцы не могли принимать современные им палубные истребители. Задача была поставлена и работа началась.

Прошлое самолёта вертикального взлёта посадки

Первым серийным самолётом вертикального взлёта и посадки и единственным, реально принимавшим участие в боевых действиях (Фолклендская война), был Харриер. Он появился благодаря уникальному мотору Rolls-Royce Pegasus, который имел не одно, а сразу четыре сопла, разнесённых симметрично на разные стороны, это минимизировало «мёртвый груз» систем вертикального взлёта посадки, но устанавливать сопла, а, соответственно, двигатель пришлось в центре масс, очень близко к кабине. Благодаря своему двигателю, самолёт мог использовать в воздушном бою вертолётные приёмы, что его не раз спасало, но предъявляло к лётчику дополнительные требования. Теоретически, при должном развитии мотора и усовершенствовании аэродинамики вполне можно было бы получить сверхзвуковую скорость.

Отечественные СВВП проектировались сначала просто как ответ западным, без чёткой цели, но в результате им нашли применение. СВВП намеревались использовать в качестве палубных самолётов. Отечественные СВВП Як-38 и Як-141 имели другую систему получения вертикальности нежели Харриер, на них было установлено три двигателя: два подъёмных и один подъёмно-маршевый, различалась только их мощность. Несмотря на отсутствие принципиальных различий, самолёты получились очень разными, как по характеристикам, так и по внешнему виду. Скорость, дальность, полезная нагрузка на Як-141 были в разы больше, чем на Як-38, который из-за своей малой дальности даже получил прозвище «самолёт обороны фок мачты». Вызвано это было низкой тяговооружённостью Як-38 и общей недоразвитостью самолёта, который по сути дела, являлся опытной машиной и создавался как переходная ступень для отработки инфраструктуры и приёмов пилотирования. Именно с отсутствием опыта пилотирования связано большинство аварий. Но и Як-141 не был вершиной прогресса отечественных СВВП, на его основе прорабатывался проект Як-43. Информации об этом самолёте мало, но известно, что на него планировали ставить бомбордировочный мотор НК-25 тягой 25000 кгс или Р134-300 тягой 17000 кгс. Но одно известно достоверно - это должен был быть самолёт с применением технологий снижения радиолокационной заметности. Этот самолёт должен был стать самым совершенным СВВП.

Настоящее самолёта вертикального взлёта и посадки

Но перестройка и последовавший за ней развал Советского Союза передали знамя прогресса в этой области США, где в это время появилась новая оборонная программа JSF (Единый ударный истрибитель). По этой программе, предусматривавшей создание единого истребителя для армии, флота и корпуса морской пехоты, было представлено два прототипа: X-35 от компании Локхид Мартин и Х-32 от компании Боинг. Прототип Боинга представлял из себя развитие идей заложенных в Харриере и, на мой взгляд, был более прогрессивным. Но из-за более слабого мотора он проиграл прототипу от Локход Мартин, который и получил индекс F-35. F-35, в общем и целом, представляет из себя скрещивание Як-141, F-22 Raptor и развитие более раннего проекта F-24. От Як-141 он взял идею двигательной установки, двигатель с поворачиваемым в вертикальной плоскости соплом и дополнительным мотором. Отдельно хочу сказать о вращающихся в разные стороны роторах, на Яке это было сделано для компенсации гироскопического момента. От F-22 Raptor он взял хвостовое оперение. От F-24 носовую часть с воздухозаборниками и кабиной. Новым было трапецевидное крыло. Имелось три разные модификации:F-35B для корпуса морской пехоты на замену AV-8B Harrier II, F-35A для ВВС на замену F-16 и F-35C, для ВМС на замену F/A-18. F-35B отличался от всех наименьшими размерами и массой, а так же наличием подъёмного импеллера. Вместо подъёмных моторов, как на Як-141, на нём стоит импеллер с приводом от двигателя Pratt & Whitney F-135, самого мощного из истребительных.

Предполагаемое будущее самолёта вертикального взлёта и посадки.

На мой субъективный взгляд,будущее СВВП весьма туманно, им просто нет применения. Сейчас разработаны СВВП пятого поколения, которые удовлетворяют потребности военных. Но поскольку разработка последнего и самого совершенного СВВП F-35B стоила Пентагону свыше 56 миллиардов долларов, а так же в связи с уменьшением расходов американского военного бюджета на 500 миллиардов долларов, разработка СВВП шестого поколения в США остаётся под большим вопросом. Другое дело Россия. У нас имеется большой опыт в разработке СВВП. К тому же, мы увеличиваем военный бюджет и, можно надеяться, что в будущем Россия приступит к разработке СВВП шестого поколения.

Во- первых, я думаю, что будущее за двухдвигательными СВВП. Большинство классических СВВП, таких как F-35, Харриер, Як-141 имеют один двигатель. Один двигатель хорош тем, что он весит меньше, чем два и потребляет меньше топлива, но это так же прибавляет проблем. Чтобы обеспечить необходимую тяговооружённость, либо самолёт должен быть лёгким, либо двигатель должен быть очень мощным . А так как самолёты со временем становятся всё тяжелее и тяжелее, то необходимо устанавливать на СВВП два двигателя. К тому же, два двигателя - это в два раза больше шансов, что при отказе или повреждении ракетой, снарядом, птицей, в конце концов, самолёт сможет вернуться на аэродром.

Во- вторых, возникает проблема - какой это будет двигатель? Единый подъёмно-маршевый двигатель, такой как Rolls-Royce Pegasus на Harrier и Pratt & Whitney F119-PW-100 на Boeing X-32, минимизирует вес оборудования для вертикального взлёта и посадки, но так как подъёмные сопла должны размещаться в центре тяжести, двигатель приходится делать, либо с вынесенными за обводы фюзеляжа маршевыми соплами, что негативно сказывается на аэродинамике, ЭПР, скорости истечения газов из сопел и так далее, либо делать двигатель длинным или самолёт коротким, чтобы вывести реактивную струю на расположенное в хвосте сопло.

F119-PW-100(SE614) Rolls-Royce Pegasus

Разделённая на, по сути дела, два разных мотора двигательная установка как Pratt & Whitney F135-400 на Lockheed Martin F-35 Lightning II и Р79В-300+2хРД-41 на Як-141 снимает часть ограничений по длине самолёта. Платой за это становится то, что самолёту приходится таскать за собой весь полёт почти безполезную подъемную двигательную установку, которая в случае F-35 заставляет делать самолёт более широким, а в случае Як-141 заставляет таскать с собой дополнительный запас топлива.

Подъёмно- маршевый двигатель самолёта Як-141 Схема ДУ самолёта F-35B

Выбор двигателя так же зависит от назначения самолёта. Для штурмовика важна живучесть, неприхотливость, надёжность.
Для истребителя тяга, низкий расход топлива. Поэтому, в зависимости от предназначения СВВП, двигатель может быть разным.
На штурмовиках нужен двигатель подобный Rolls-Royce Pegasus, обеспечивающий высокую манёвренность и не занимающий большие объёмы. Для истребителя следует выбирать разделённую двигательную установку, так как она позволит обеспечить меньшую ЭПР, а так же большую тяговооружённость.

Основной задачей штурмовика с вертикальным взлётом будет поддержка морских десантов. Он будет базироваться на универсальных десантных кораблях. Истребитель вертикального взлёта будет базироваться на лёгких авианосцах и выполнять все те же функции, что и стандартный палубный истребитель на суперавианосцах.

Выводы.

В ходе работы я рассмотрел историю и перспективы СВВП и считаю, что они будут летать в 21 веке, потому что СВВП могут выполнять те задачи, которые не могут выполнить ни самолеты, в силу их привязанности к взлетно-посадочным полосам, ни вертолеты из-за их ограниченной скорости. К сожалению, пока непреодолимым препятствием развитию СВВП, с технической точки зрения, является колоссальный расход топлива на взлётных режимах. Но по мере развития техники этот недостаток удастся преодолеть. И, вероятно, наступит такой момент, когда СВВП заменят вертолеты, как слишком медленные, и самолеты, как требующие сложной инфраструктуры, и образуют единый класс летательных аппаратов будущего.

Источники информации

Е.И. Ружицкий.Европейские самолеты вертикального взлета. - Москва. Астель АСТ. 2000 стр. 20-44; 105-108; 144-150.

Энциклопедия для детей. Техника. Издательство "Аванта" 2005. стр.566; 574; 585-586; 593

http:/ /ru.wikipedia.org/wiki/Hawker_Siddeley_Harrier

http://ru.wikipedia.org/wiki/McDonnell_Douglas_AV-8_Harrier_II

http://ru.wikipedia.org/wiki/Як-141

http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_X-32

http://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_F-35_Lightning_II

http://ru.wikipedia.org/wiki/Як-38

http://ru.wikipedia.org/wiki/Як-36

http://ru.wikipedia.org/wiki/BAE_Harrier_II

http://www.airwar.ru/enc/fighter/yak141.html

http://www.airwar.ru/enc/fighter/x35.html

http://www.airwar.ru/enc/attack/harrgr1.html