Ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռ. VTOL

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Բազմաֆունկցիոնալությունն ու դիզայնի կատարելությունը համատեղում են եզակի ավիացիոն տեխնիկա՝ ուղղահայաց թռիչք և վայրէջք ինքնաթիռ: Ռուսաստանի, Անգլիայի և ԱՄՆ-ի լավագույն ուղեղները երկար տարիների զարգացման և հետագա արդիականացման միջոցով մրցակցային պայքարում ստեղծել են լեգենդար մոդելներ։ Արագության, թռիչքի բարձրության, կրողունակության, ինչպես նաև մարտական արդյունավետության բարձրացումը կապված է ծանր աշխատանքային ռեակտիվ շարժիչի անընդհատ կատարելագործման հետ։ Ահա թե ինչն է ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռները դարձրել աշխարհի ռազմաօդային ուժերի հիմնական բազային ստորաբաժանումը:

Առաջին ուղղահայաց

1954 թվականին փորձնականորեն ստեղծված առաջին ուղղահայաց թռիչքի և վայրէջքի տեխնիկան մոդել 65 օդային փորձարկման մեքենայի մշակումն էր: Նախագծված դիզայնը բաղկացած էր տարբեր օդանավերի հասանելի ստորաբաժանումներից. ֆյուզելյաժը և ուղղահայաց պոչը փոխառված էին ինքնաթիռի շրջանակից, թևերից:- Cessna Model 140A ինքնաթիռի վրա, իսկ շասսին - Bell Model 47 ուղղաթիռի վրա: Մինչ այժմ ժամանակակից դիզայներները զարմանում են, թե ինչպես այս առանձին տարրերի համադրությունը կարող է նման արդյունք տալ:

Ամերիկյան Bell ընկերության ինքնաթիռը պատրաստ էր 1953 թվականի վերջին։ Մեկ ամիս անց տեղի ունեցավ առաջին թռիչքը՝ սավառնելով օդում, իսկ վեց ամիս անց՝ առաջին անվճար թռիչքը։ Սակայն օդանավի արդիականացումը չի դադարել, ևս մեկ տարի այն հասցվել է պահանջվող կատարողականին՝ օդում փորձարկումներով և փորձարկումներով։

Ռեակտիվ, բայց ոչ շատ

Ֆյուզելյաժի կողքերում տեղակայված շարժիչները 90 աստիճանով շրջվել են ներքև՝ այդպիսով ստեղծելով թռիչքի բարձրացում և մղում: Տուրբո լիցքավորիչը ապահովում էր ինտենսիվ էներգիայի մատակարարում անմիջապես օդային վարդակներին թևի և փետրածածկի ծայրերում: Սա ապահովեց օդանավի ողջ կառուցվածքի կառավարումը սավառնող ռեժիմում և այդ հնարավորության պահպանմամբ նույնիսկ ցածր արագությամբ շարժվելիս։

Բայց շուտով, ըստ թեստի արդյունքների, Բելը հրաժարվեց շարունակել աշխատել այս նախագծի հետ: Առաջին VTOL օդանավն ուներ այնպիսի ռեակտիվ մղում, որ հազիվ գերազանցեց սեփական թռիչքի քաշը, թեև այն չափազանց մեծ էր հորիզոնական շարժման համար:

Նման բնութագրերով օդաչուի համար դժվար էր արագությունը պահել ընդունելի արժեքներում՝ չգերազանցելով հորիզոնական թռիչքի առավելագույն արագության սահմանները։ Հետևաբար, ամերիկացիների ուշադրության անկյունը տեղափոխվել է այլ զարգացումներ։

Աշխարհի միակ Yak-141

1992 թվականին հատուկ հրավիրված հավատարմագրված լրագրողները զարմացան այս տեխնիկայի նկատմամբ արևմտյան առաջատար ավիաընկերությունների հետաքրքրությունից։ Փորձագետները նկատել են ինքնաթիռի առանձնահատկությունները, որոնք դուրս են եկել մարտական ինքնաթիռի մասին ստանդարտ պատկերացումներից: Ակնհայտ դարձավ, որ երկար տարիների հետազոտությունների ընթացքում, որոնք զուգահեռաբար անցկացվել են մի քանի երկրներում, խորհրդային ինքնաթիռն արժանիորեն կստանա ափը։

Դա Յակ-141-ն էր՝ այն ժամանակ աշխարհում միակ գերձայնային VTOL ինքնաթիռը։ Այն առանձնանում էր մարտական առաջադրանքների լայն շրջանակով, բարձր արագությամբ և յուրօրինակ մանևրելու հնարավորություններով, ինչի համար անմիջապես արժանացավ համաշխարհային ճանաչումին։

Ամերիկացիներն ու եվրոպացիները սկսեցին իրենց զարգացումն այս ուղղությամբ 60-ականներին։ 1961 թվականին Ֆարնբորոյում կայացած ցուցահանդեսում միայն անգլիական ընկերությունն է կարողացել արժանի արդյունք ներկայացնել։ Բրիտանական ռազմաօդային ուժերի ապագա հիմնական մարտական ինքնաթիռը՝ Harrier VTOL կործանիչը, ոչ միայն ամենահետաքրքիրն էր, այլև ամենապաշտպանված ցուցանմուշը։

Բրիտանացիները ոչ մեկին ներս չթողեցին, նույնիսկ իրենց դաշնակիցներին՝ ամերիկացիներին։ Միակ մեկը, ում համար բացառություն արվեց նացիստական Գերմանիայի դեմ տարած հաղթանակում առանձնահատուկ արժանիքների և ավանդի համար, խորհրդային մարտիկների հայտնի դիզայներ Ա. Ս. Յակովլևն էր: Նա ոչ միայն հրավիրված էր, այլեւ ծանոթ էր այս տեխնիկայի հնարավորություններին։

Համաշխարհային տերությունների ուղղահայաց մրցավազք

ԽՍՀՄ-ում այն ժամանակվա զարգացումը որոշակի հաջողությունների հասավ, բայց դեռ զգալիորեն զիջում է բրիտանացիներին։ Հորինված տուրբոֆլայի հետ փորձերը դիզայներներին արժեքավոր փորձ տվեցին, դա հնարավոր դարձավօդանավի վրա երկու տուրբոռեակտիվ շարժիչների տեղադրում։ Նրանց վարդակները կարող էին պտտվել 90 աստիճանով։

Թեստ Վ. Մուխինը երկինք բարձրացրեց Յակ-36 անունով ինքնաթիռը: Բայց դա դեռ լիարժեք մարտական մեքենա չէր։ Ցուցադրական ներկայացումների ժամանակ հրթիռների փոխարեն կախել էին հատուկ մոդելներ։ Ի վերջո, ինքնաթիռը դեռ պատրաստ չէր իսկական զենքի։

1967 թվականին ԽՄԿԿ Կենտկոմը խնդիր դրեց Յակովլևի նախագծային թիմի համար ստեղծել ուղղահայաց թռիչքով թեթև ինքնաթիռ։ Թարմացված մոդելը, որը կոչվում է Յակ-38, թերահավատ արձագանք է առաջացրել անգամ Ա. Տուպոլևի կողմից։ Բայց արդեն 1974 թվականին պատրաստվեցին առաջին 4 ինքնաթիռները։

Բրիտանական Harrier ռմբակոծիչների միանշանակ գերազանցությունից հետո Ֆոլկլենդյան պատերազմում երկնքում, Խորհրդային Միության կառավարության համար ակնհայտ դարձավ, որ նա պետք է կատարելագործի իր Yak-38-ը: Հետևաբար, 1978-ին Minaviaprom-ի հանձնաժողովը հաստատեց Յակովլևի նախագծային բյուրոյի նախագիծը՝ նորացված ուղղահայաց թռիչք Յակ-141 կործանիչի ստեղծում:

Խորհրդային Միության ռեկորդակիր

Կատարյալ կառավարման համակարգով հագեցած եզակի շարժիչ է ստեղծվել Ռուսաստանում՝ հատուկ ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռների համար։ Աշխարհում առաջին անգամ լուծում է գտնվել հետայրիչ պտտվող վարդակի համար, մի բան, որի վրա ոչ միայն խորհրդային, այլև օտարերկրյա ինքնաթիռների դիզայներներն աշխատում են արդեն մեկ տասնամյակ: Սա հնարավորություն տվեց ավարտել Yak-141-ի ցամաքային փորձարկման ցիկլը և ուղարկել այն թռիչքի: Առաջին փորձարկումներից նա հաստատեց իր լավագույն թռիչքային կատարումը։

Ամենից մեկն էրգաղտնի ավիացիոն նախագծեր, արևմտյան հետախուզական գործակալություններին 11 տարի պահանջվեց՝ պարզելու համար, թե ինչ տեսք ունի այն: 4-րդ սերնդի կործանիչ Յակ-141 բազմաֆունկցիոնալ ավիակիր ինքնաթիռը սահմանել է 12 համաշխարհային ռեկորդ։ Այն նախատեսված էր օդային գերակայություն ձեռք բերելու և հակառակորդից տեղակայման ծածկույթ ապահովելու համար։ Նրա տեղորոշիչը թույլ է տալիս խոցել ինչպես օդային, այնպես էլ ցամաքային թիրախները։ Մինչև 1800 կմ/ժ առավելագույն արագություն ձեռք բերելու ունակություն։ Մարտական ծանրաբեռնվածություն՝ 1000 կգ։ Մարտական հեռահարությունը 340 կմ է։ Թռիչքի առավելագույն բարձրությունը մինչև 15 կմ է։

Գորբաչովի քաղաքականությունը

Պաշտպանական արդյունաբերության ծախսերի կրճատման հետագա քաղաքականությունն իր ազդեցությունն է ունեցել: Արտաքին տնտեսական հարաբերություններում ջերմացումը ցուցադրելու համար կառավարությունը զգալիորեն ճշգրտեց ավիակիրների արտադրությունը։ 1987 թվականից հետո ռուսական նավատորմից ավիակիրների դուրսբերման հետ կապված նավերի բացակայության պատճառով Յակ-141-ի զարգացումը դադարեց։

Չնայած դրան, Յակ-141-ի հայտնվելը նշանակալի քայլ էր ինքնաթիռների նախագծման պրակտիկայում: Ռուսական ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռները դարձել են ռազմաօդային ուժերի անփոխարինելի սարքավորում, և կործանիչների հետագա արդիականացման ժամանակ գիտնականները հիմնականում հիմնվել են Յակովլևի երկարամյա աշխատանքի արդյունքների վրա:

MiG-29 (հենակետ)

Մշակված Ա. Միկոյանի նախագծային բյուրոյի կողմից՝ չորրորդ սերնդի ռուսական ՄիԳ-29 կործանիչը միավորում է օդային մարտերի լավագույն բնութագրերը միջին և կարճ հեռահարության հրթիռների հետ:

Սկզբում VTOL MiG-ը նախատեսված էր ոչնչացնելու համարցանկացած տեսակի օդային թիրախ ցանկացած եղանակային պայմաններում: Պահպանում է իր ֆունկցիոնալությունը նույնիսկ միջամտության առկայության դեպքում: Հագեցված է բարձր արդյունավետությամբ երկշղթա շարժիչներով, այն ունակ է խոցել նաև ցամաքային թիրախները: Նախագծված 70-ականների սկզբին, առաջին թռիչքը տեղի ունեցավ 1977 թվականին։

Բավականին հեշտ է օգտագործել: 1982 թվականին ծառայության անցնելով ռազմաօդային ուժերում՝ ՄիԳ-29-ը դարձավ Ռուսաստանի ռազմաօդային ուժերի գլխավոր կործանիչը։ Բացի այդ, ավելի քան 25 երկրներ գնել են ավելի քան հազար ինքնաթիռ։

Ամերիկյան թեւավոր գիշատիչ

Միշտ բծախնդիր լինելով պաշտպանության հարցում՝ ամերիկացիները գերազանցում են նաև հզոր կործանիչներ կառուցելու գործում։

Գիշատիչ թռչնի անունով կոչված Harrier-ը նախագծվել է որպես բազմաֆունկցիոնալ և թեթև հարձակողական ինքնաթիռ՝ ցամաքային զորքերի օդային աջակցության, մարտական և հետախուզության համար: Իր գերազանց կատարողականության շնորհիվ այն օգտագործվում է նաև իսպանական և իտալական նավատորմում։

Դառնալով իր դասում առաջինը, բրիտանական VTOL Hawker Siddeley Harrier-ը դարձավ AV-8A Harrier-ի անգլո-ամերիկյան մոդիֆիկացիայի նախատիպը 1978 թվականին: Երկու երկրների կոնստրուկտորների համատեղ աշխատանքով այն բարելավվել է Հարիեր ընտանիքի երկրորդ սերնդի գրոհային ինքնաթիռի համար։

1975 թվականին Մակդոնել Դուգլասը փոխարինեց Անգլիային, որը լքել էր նախագիծը՝ ղեկավարության ֆինանսական բյուջեին դիմակայելու անկարողության պատճառով։ AV-8A Harrier-ի հիմնովին մոդիֆիկացիայի համար ձեռնարկված միջոցառումները հնարավորություն են տվել ձեռք բերել AV-8B կործանիչը։

Ընդլայնված AV-8B

Տեխնոլոգիայի վրա հիմնվածՆախորդ մոդելը՝ AV-8B-ը զգալիորեն բարելավվել է որակի արդիականացման առումով: Խցիկի խցիկը բարձրացվեց, ֆյուզելյաժը վերանախագծվեց, թեւերը թարմացվեցին՝ յուրաքանչյուր թևի համար ավելացնելով մեկ լրացուցիչ կախովի կետ: Բարձր ճշգրտության զենքերը նետվում են անմիջապես արձակման գոտի մտնելիս, շեղման հավանականությունը կարող է լինել մինչև 15 մ։

Մոդելը հետագայում բարելավվեց աերոդինամիկայի առումով և այդպիսով ստեղծեց ԱՄՆ-ում ուղղահայաց թռիչքով լավագույն ինքնաթիռը: Հագեցված լինելով Pegasus նորացված շարժիչով, այն հնարավորություն է տվել կատարել ուղղահայաց թռիչք և վայրէջք: AV-8B-ը ծառայության մեջ մտավ ԱՄՆ հետևակայինների հետ 1985 թվականի սկզբին:

Զարգացումը չդադարեց, և ավելի ուշ AV-8B(NA) և AV-8B Harrier II Plus մոդելները ստացան սարքավորումներ գիշերային մարտական գործողությունների համար։ Հետագա բարելավումը դարձրեց այն հինգերորդ սերնդի ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռի լավագույն ներկայացուցիչներից մեկը՝ Harrier III:

Խորհրդային դիզայներները քրտնաջան աշխատել են կարճ թռիչքի առաջադրանքի վրա: Այս նվաճումները ամերիկացիները ձեռք են բերել F-35-ի համար։ Խորհրդային նախագծերը մեծ դեր խաղացին բազմաֆունկցիոնալ գերձայնային հարձակվող F-35-ի կատարելագործման գործում: VTOL այս կործանիչը հետագայում արժանիորեն ծառայության է անցել բրիտանական և ԱՄՆ ռազմածովային ուժերում:

Բոինգ. Սահմաններից այն կողմ

Աերոբատիկայի վարպետությունը և եզակի հատկանիշներն այժմ ցուցադրվում են ոչ միայն կործանիչների, այլև մարդատար ինքնաթիռների կողմից: Boeing 787 Dreamliner-ը ալայն թափքով երկշարժիչով ուղղահայաց թռիչքի մարդատար Boeing.

Բոինգ 787-9-ը նախատեսված է 300 ուղևորի համար՝ 14000 կմ հեռահարությամբ: 250 տոննա կշռող օդաչուն Ֆարնբորոյում կատարել է զարմանալի հնարք՝ նա բարձրացրել է մարդատար ինքնաթիռ և կատարել ուղղահայաց թռիչք, որը հնարավոր է միայն կործանիչի համար։ Լավագույն ավիաընկերությունները անմիջապես գնահատեցին դրա արժանիքները, դրա գնման պատվերները սկսեցին անմիջապես ժամանել աշխարհի առաջատար երկրներից: 2016 թվականի սկզբի կարգավիճակի համաձայն վաճառվել է 470 միավոր։ VTOL Boeing-ը դարձել է յուրօրինակ ուղևորային ստեղծագործություն:

Օդանավերի հնարավորություններն ընդլայնվում են

Ռուս դիզայներները հաջողությամբ աշխատում են քաղաքացիական նախագծի վրա՝ ուղղահայաց թռիչք և վայրէջք ունեցող ինքնաթիռի մշակման համար, որը թռիչքի վայրերի կարիք չունի։ Այն կարող է արդյունավետորեն աշխատել տարբեր տեսակի վառելիքի վրա՝ հիմնված և՛ ցամաքի, և՛ ջրի վրա:

Ունի կիրառությունների լայն տեսականի:

• անհետաձգելի բժշկական օգնության տրամադրում;
• օդային հետախուզություն;
• փրկարարական աշխատանքներ;
• մասնավոր օգտագործում պաշտոնական նպատակներով:

Եվ նաև մասնավոր նպատակների համար

Հնարավոր օգտվողներ կարող են լինել Արտակարգ իրավիճակների նախարարությունը և փրկարարական ծառայությունները, Ներքին գործերի նախարարությունը, բժշկական ծառայությունները և սովորական առևտրային կազմակերպությունները:

Նոր ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռ, որը կարող է թռչել մինչև 10 կմ բարձրության վրա՝ զարգացնելով մինչև 800 կմ/ժ արագություն։

Այս ինքնաթիռի նոր սերնդի հնարավորությունները նախատեսված են օգտագործելու համար նույնիսկսահմանափակ տարածքներ՝ քաղաքում, անտառում, անհրաժեշտության դեպքում, նույնիսկ արտակարգ իրավիճակներում:

Նման օդանավի պտուտակով կազմված շրջանագիծը համարվում է նրա կրող տարածք։ Բարձրացնող ուժը ստեղծվում է հիմնական ռոտորի պտույտից, որն օգտագործում է օդը վերևից, ուղղորդում դեպի ներքև։ Արդյունքում, տարածքի վերևում ստեղծվում է նվազեցված ճնշում, իսկ դրանից ներքև՝ ավելացել:

Նախագծված է ուղղաթիռի անալոգիայով, ըստ էության, լինելով նրա ավելի կատարելագործված և տարբեր պայմաններին հարմարեցված մոդելը, այն կարող է ուղղահայաց թռիչք, վայրէջք և սավառնել մեկ վայրում:

Սառը պատերազմը վերադառնում է

Օդանավ նախագծողների ձեռքբերումներն այս օրինակում հաստատել են, որ բարձր տեխնոլոգիաները և ուղղահայաց թռիչքի ինքնաթիռը կարող են հավասարապես օգտակար և պահանջված լինել ինչպես պետական, այնպես էլ քաղաքացիական նպատակների համար:

Սառը պատերազմի ժամանակաշրջանում աշխարհի առաջատար տերությունները հիացած էին մարտական ինքնաթիռ ստեղծելու նախագծերով, որոնք ավանդական օդանավակայաններ չէին պահանջում: Դա բացատրվում էր նման օբյեկտների աննշան խոցելիությամբ՝ տեղակայված ինքնաթիռներով հակառակորդի նկատմամբ։ Բացի այդ, թանկարժեք թռիչքուղու պաշտպանությունը երաշխավորված չէր։ Այս շրջանը համարվում է ինքնաթիռների նախագծման գործունեության զարգացման ամենակարեւոր փուլը։

Արևմտյան և հայրենական ռազմավարները 30 տարի ջանասիրաբար արդիականացնում են VTOL ինքնաթիռները՝ հասնելով կատարելության հինգերորդ սերնդի կործանիչներում։ Իսկ որդեգրված հիմնարար տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս օգտագործել աշխարհի առաջատարների երկարաժամկետ զարգացումներըինքնաթիռների դիզայներներ.