ГБОУ «Башкирский кадетский корпус Приволжского Федерального округа имени Героя России А.В.Доставалова»
Автор:Антон Антонов, 16 лет, кадет 9 а класса
Научный руководитель: к.и.н. Андрей Юрьевич Бабушкин

Истребители вертикального взлёта и их уникальность

Содержание

Введение
1. История создания истребителей вертикального взлёта и первые модели
2. Преимущества и недостатки самолётов вертикального взлёта
3. Вооружение самолётов вертикального взлёта
4. Самолёт-амфибия BBA-14
Заключение
Список используемой литературы

Введение

Я думаю, что очень многие люди регулярно совершают полёты на самолётах. В XXI веке это частое явление. Но некоторые очень боятся процессов взлёта и посадки самолёта, т.к. на этой стадии часто возникают аварии, вызванные человеческим фактором. Все имеют представление о том, что представляет собой взлёт самолёта. Сначала пилот уменьшает скорость, механики готовят самолёт к взлёту. После этого он едет на взлётно-посадочную полосу. После получения разрешения от диспетчера самолёт включается на полные обороты, пилот поднимает хвост. При помощи увеличения скорости самолёта он отрывается от земной поверхности и устремляется в небо. Но мне кажется, что будущее за теми самолётами, которым не нужна взлётно-посадочная полоса. И такие самолёты существуют. Они обладают вертикальным взлётом.

В XXI веке всё чаще эксплуатируются самолёты с вертикальным взлётом. Они отличаются от винтокрылых машин тем, что неподвижное крыло помогает такому транспортному средству преодолеть силу земного притяжения. Именно в связи с возрастающей потребностью их использования и увеличением количества локальных конфликтов, в которых они показали бы свою эффективность, я связываю актуальность моего исследования.

В основу исследования положена следующая гипотеза: истребители вертикального взлёта могут стать будущим авиации.

В ходе своего исследования я поставил себе следующие задачи:

1. Изучить историю создания истребителей вертикального взлёта.
2. Узнать первые модели таких самолётов.
3. Выяснить применение этих самолётов.
4. Изучить вертикальный взлёт.
5. Узнать их преимущества и недостатки.
6. Узнать вооружение таких самолётов.
7. Изучить самолёт-амфибию ВВА-14.
8. Выяснить какое будущее ждёт этих самолётов.

Для достижения поставленной цели я использовал широкую источниковую базу. В книге Хефера К. «Техника вертикального взлёта и посадки» рассказывается о перспективных западногерманских проектов самолётов с вертикальным взлётом. Также авторы обсуждают положительные и отрицательные стороны самолётов с вертикальным взлётом.

В издании Тараненко В. Т. Динамика самолёта с вертикальным взлетом и посадкой описываются технические характеристики самолётов с вертикальным двигателем, даётся прогноз их будущего развития.

Захарин В. А. в книге «Авиация вертикального взлёта», написанной в 1960-е годы, когда самолёты вертикального взлёта только разрабатывались, описывает первые шаги данных проектов самолёта.

Помимо этого, для расширения своих знаний в интересующей меня области, я изучил ресурсы сети Интернет, а также периодическую научную печать.

Объектом моего исследования являются истребители вертикального взлёта, а предметом:

1. Первые модели истребителей вертикального взлёта.
2. Положительные и отрицательные черты данных самолётов
3. Отдельные модели самолётов вертикального взлёта.

Хронологические рамки моего исследования охватывают период с 1961 по 2019 год. Территориальные рамки исследования охватывают территорию СССР, США, Германии, в которых проходили разработки и испытания самолётов вертикального взлёта.

Методологической основой моего исследования являются сравнительный, системный, проблемно-хронологический методы исследования. Названные методы позволили мне широко и всесторонне изучить исследуемую тематику.

Гипотеза моего исследования заключается в том, что, несмотря на всё многообразие самолётов, именно истребители вертикального взлёта являются будущим истребительной авиации, т.к. они способный взлетать без разгона на земле, что существенно снижает аварийность, т.к. большая часть авиационных аварий случается либо при взлёте, либо при приземлении самолётов.

Научная новизна моего исследования заключается в попытке наиболее полного и комплексного описания проектов самолётов вертикального взлёта со всеми их преимуществами и недостатками.

Апробация результатов исследования была проведена мной на уроках истории и физики, а также на муниципальном и региональном этапах Международной Олимпиады по истории авиации и воздухоплавания имени А.Ф.Можайского.

1. История создания истребителей вертикального взлёта и первые модели

Первые попытки разработки самолётов с системой вертикального взлёта были предприняты в 50-е годы ХХ века, когда был достигнут соответствующий технический уровень развития двигателестроения, что породило спрос на такие новые проекты авиационных транспортных средств как среди государственных предприятий, так и среди частных конструкторских бюро.

Развитие новых сверхскоростных истребителей в развитых странах привело к необходимости оборудования длинных взлётно-посадочных полос, так как для взлёта им требовались большие, чем самолётам предыдущих поколений, пространства. Для содержания больших взлётно-посадочных полос с твёрдым покрытием требовались большие капиталовложения. С целью сокращения финансовых издержек правительства ряда стран начали разработку таких самолётов, которым не требуются длинные полосы для взлёта. Учитывая опыт Великой Отечественной войны, когда в первые дни немцы разбомбили аэродромы, лишив наши самолёты возможности взлетать и приземляться, для них было очевидно, что самолёты, использующие меньшие взлётно-посадочные полосы являются более перспективными.

Таким образом, эти самолёты получили бы возможность взлетать и садиться на буквально любую поверхность, что сделало бы их фактически независимыми от наличия аэродромов.

Благодаря этому в ведущих странах были созданы десятки проектов самолётов с вертикальным взлётом. Большинство конструкций изготавливались в количестве 1-2 экземпляров. После их сборки проходили лётные испытания, в ходе которых большая их часть терпели аварии на стадии испытаний, после чего данные проекты забрасывались и про них забывали.

На Западе в 1961 году были утверждены требования к будущим самолётам с вертикальным взлётом, что способствовало началу разработок данных проектов в государствах военно-политического блока НАТО. Что же касается СССР, то у нас в то же время был разработан Як-38. Созданию Як-38 предшествовал проект Як-36, который совершил первый успешный полёт в 1964 году.

Центральный комитет Коммунистической партии Советского Союза 27 декабря 1967 года издал постановление о создании нового самолёта с вертикальным взлётом Як-36М. Этот документ предусматривал как создание экспериментального самолёта, так и в будущем боевого истребителя. Данный самолёт должен был отвечать ряду требований:

• возможность разведывательной деятельности
• возможность приземляться на корабли
• поддерживать с воздуха действия сухопутной армии, уничтожать во время боевого вылета надводные корабли и укрепления на берегу противника.

Важнейшей функцией самолёта было уничтожение любых, в том числе и морских, объектов противника в пределах зоны видимости. Помимо этого, такой самолёт должен был быть максимально эффективным в воздушных сражениях. Ему ставили задачей уничтожение как самолётов, так и вертолётов противника.

15 мая 1970 года первая подобная машина под номером 05 прошла испытания на специальном устройстве – кабель-кране. Во время тестирования самолёт был подвешен на небольшую высоту, на которой регулировалась работа двигателей, автоматического управления, температурные поля. Через полгода на данном самолёте лётчик В.Г. Мухин провёл испытание – он смог поднять машину на высоту полуметра от земли.

Первый вертикальный взлёт был выполнен 21 февраля 1972 года. Тогда же самолёт смог пролететь по кругу и приземлиться, как обычный самолёт, т.е. горизонтально. Спустя 4 дня он смог уже приземлиться вертикально. После этих испытаний продолжались разработки подобных самолётов.

27 марта 1973 года был построен четвёртый подобный самолёт, после чего начинается серийное производство подобных самолётов на Саратовском авиационном заводе. 20 мая 1974 года Олег Кононенко показал возможности ЯК-36 брежневскому министру обороны А.А. Гречко и командующему военно-морских сил СССР С.Г. Горшкову.

На закате существования СССР, в 1991 году были проведены испытания нового самолёта вертикального взлёта Як-141. Тестирование было проведено на тяжелом авианесущем крейсере Северного флота «Адмирал флота СССР С.Г. Горшков». Данный самолёт стал не просто продолжением Як-38, а первым в мире сверхзвуковым самолётом вертикального взлёта и посадки.

Как же взлетают подобные авиационные средства? Подъёмная сила у них создаётся или специальным реактивным двигателем, или несущим винтом, что отличает их от других самолётов.

2. Преимущества и недостатки самолётов вертикального взлёта.

Самолёты вертикального взлёта и посадки преимущественно разрабатывались для вооружённых сил. Их преимущества значительны. Данный вид техники может базироваться на небольших площадках, также в режиме зависания способен задерживаться в этом положении и совершать повороты, а также полёт в боковом направлении. В сравнении с вертолётами они обладают высокими скоростями, вплоть до сверхзвуковых. Это повлияло на распространение конструкторских идей по отношению к самолётам вертикального взлёта в 60-ые года ХХ века. Из-за этого ожидалось распространение данного типа самолётов и развитие гражданских, а также военных судов такой конструкции.

Но наряду с преимуществами были и недостатки. Для пилотирования таких самолётов необходима высокая квалификация. Наиболее это сказывается в режиме зависания и в дальнейшем переходе в горизонтальный полёт. Следовательно, пилот самолёта обязан перевести подъёмную силу и вес машины-с крыла на газовые струи тяги.

Данная особенность техники пилотирования сложна. Также в режиме зависания судно неустойчиво, возможно боковое скольжение. В такой момент подъёмные двигатели могут отказать. Данный недостаток часто являлся причиной аварий самолётов вертикального взлёта и посадки. Ещё недостатком является маленькая грузоподъёмность по сравнению с другими самолётами. Также малая дальность полёта, огромное потребление двигателями топлива при вертикальном взлёте, большая стоимость конструкции, повреждение взлётно-посадочной полосы выхлопом из двигателей-являются дополнительными недостатками.

Вышеперечисленные факторы, а также рост цен на нефть, а соответственно на авиационное топливо в 70-ые годы ХХ века привели к закрытию многих гражданских и военных проектов.

3. Вооружение самолётов вертикального взлёта

Як-38 являлся наиболее распространённым самолётом вертикального взлёта. Он стоял на вооружении нашей армии с 1977 года по 2004 год. Данная модель способна уничтожать сухопутные и надводные цели противника в любое время суток. Днём он способен уничтожить воздушные силы врага. Его вооружение находится на 4 держателях БДЗ-60-23 Ф1. Каждый из этих баллонных держателей может поднимать боеприпасы весом до 500 килограмм. Сам самолёт может максимально поднять груз весом до 1 тонны.

Не считая первых машин вертикального взлёта, ЯК-38 имеет возможность поднимать пушечную установки ВСПУ-36. Эта установка состоит из двуствольной пушки ГШ-23 калибра 23 мм, размещённой в конформном кожухе с боезапасом в 160 снарядов и темпом стрельбы - 3400 выст/мин. Эта пушка может применяться как против самолётов, так и против сухопутных и надводных целей. Установка подвешивается снизу фюзеляжа между основными стойками шасси.

Также на подкрыльевые пилоны можно закрепить четыре пушечных контейнера УПК-23-250. Каждый такой контейнер несёт пушку ГШ-23Л, боезапас которой - 250 снарядов. Вес контейнера с полным боезапасом составляет 218 кг, темп стрельбы - 3400 выстрелов в минуту.

Неуправляемые ракеты

Для осуществления атаки сухопутных и надводных целей могут использоваться следующие ракеты:

С-8, С-5, С-24Б или С-24БНК, размещаемые на подкрыльевых пилонах.

Бомбы

Возможно применение различных типов авиационных боеприпасов:

• Фугасные авиабомбы - ФАБ-100-М54;
• Осколочно-фугасные авиабомбы - ОФАБ-100-120;
• Кассетные авиабомбы - РБК-250 ГПАБ-2,5М; Тактические спецбоеприпасы:РН-28; Як-38 способен нести контейнер радиационной, химической и биологической (РХБ) разведки.

4. Самолёт-амфибия BBA-14

Одним из первых, экспериментальных советских летательных средств, способных взлетать и садиться на воду как обычный самолёт и, одновременно, как самолёт вертикального взлёта, был ВВА-14. Прежде чем перейти к разработке ВВА-14, Бартини разрабатывал проект быстрой летающей лодки-бомбардировщика А-55. Этот проект был создан на основе разработки летающего крыла с переменной стреловидностью.

Было продуто свыше 40 моделей, написано до 40 томов отчётов, исследованы режимы взлёта с воды и возможности длительного его пребывания на плаву. В ходе развития идеи А-55 был создан ряд проектов: А-57 (стратегический бомбардировщик - летающая лодка), Е-57 (гидросамолёт-бомбардировщик, носитель крылатой ракеты К-10 и ядерной бомбы), Р-57 / Ф-57 (сверхзвуковой фронтовой бомбардировщик), Р-АЛ (проект 1961 г., дальний разведчик с ядерной силовой установкой). По итогам этой работы Бартини вплотную подошёл к разработке экраноплана.

В течение долгих лет Р. Л. Бартини разрабатывал «Теорию межконтинентального транспорта земли», включающую в себя оценку транспортной производительности судов, самолётов и вертолётов. В результате этих исследований он определил, что оптимальным транспортным средством является амфибийный аппарат, способный взлетать подобно вертолёту (или с использованием воздушной подушки), имеющий грузоподъёмность больших судов, и обладающий скоростью и технической оснащённостью самолётов. С целью создать такую машину Бартини приступил к разработке экраноплана с подводными крыльями; результатом работы стал проект экраноплана СВВП-2500: летающего крыла с квадратным центропланом и консолями, силовой установкой, состоящей из подъёмных и маршевых двигателей, и взлётной массой 2 500 т.

Предшествующим проектом конструктора был проект гидросамолёта МВА-62. Как опытно-конструкторские работы в ЦАГИ, так и последующая постройка МВА-62 показали успешные результаты: амфибия совершала полёт на скоростях, близких к скоростям обычного самолёта, при этом поднимаясь выше, нежели суда на воздушной подушке или на подводных крыльях.

Экранолёт ВВА-14, чьё название расшифровывается как «Вертикально-взлетающая амфибия», был придуман советским авиаконструктором с итальянскими корнями Роберто Бертини. Итальянский конструктор создавал его как аппарат двойной системы взлёта и посадки. Первый полёт этого уникального аппарата был предпринят в 1972 году. В дальнейшем он пережил несколько модификаций, связанных с изменением технических параметров авиадвигателя, и был преобразован в экраноплан в 1976 году. Получившееся в ходе доработки летательное средство было испытано на поверхности мелководного Азовского моря.

Параллельно разрабатывались проекты, посвящённые реализации вертикального взлёта и посадки СВВП-2500 со взлётной массой 2500 кг, а также модификации СВВП для корабельного базирования. Конструкторы столкнулись с серьёзными трудностями в разработке авионики и системы управления машиной. После смерти Бартини проект продолжал разрабатываться ещё два года, прошли его испытания в режиме экраноплана. Хотя в конструкции аппарата предусматривался вертикальный взлёт, работы по созданию подъёмных двигателей РД36-35ПР, проводившиеся под руководством П. А. Колесова в Рыбинском КБ моторостроения, так и не были завершены.

Корпус прототипа ВВА-14 хранится в Центральном музее ВВС в Монино. Работы эти были выполнены уже после смерти Р.Л. Бартини в 1974 г. Испытания 14М-1П проводились на акватории Таганрогского залива Азовского моря в 1976 г., но они не получили дальнейшего развития.

Экспериментальный самолет ВВА-14 так и не осуществил вертикальный взлет и остался своеобразным памятником и воплощением оригинальных конструкторских идей, которые до конца не удалось реализовать, и занимает теперь достойное место на стоянке в Музее авиации в Монино. К большому разочарованию увидеть полноценные взлет и приземление в вертикальном исполнении так и не удалось - предприятие-исполнитель, которое было в ответе за изготовление двигателей РД-36-35ПР, не осилило свою задачу. Весь проект окончательно пошел под откос после ухода конструктора из жизни. На тот момент число полетов составляло около 107 рейсов, общей длительностью 103 часа. После этого, единственный на тот момент экземпляр под номером 19172 был устранен от испытаний - самолет разобрали и отправили в Центральный музей Военно-Воздушных сил СССР в Монино. В настоящее время группа энтузиастов планирует активную деятельность по восстановлению экспоната, и в числе первостепенных задач у них стоит возврат крыльев самолету-амфибии. ВВА-14 - это уникальный продукт очень талантливого конструктора. Работая над своими проектами, Роберт Бартини стремился создавать технику, у которой не было аналогов во всем мире и так, чтобы никто кроме него не смог бы повторить его творение.

Заключение

Истребители вертикального взлёта являются феноменом нашего времени. Некоторые из людей вовсе не представляют взлёт самолёта без разгона. Создатель Александр Яковлев совершил что-то неземное. Благодаря ему появились самолёты, которым не нужно разгоняться по аэропорту. Это сокращает время на отражение какой-либо опасности со стороны противника.

Мне кажется, что создание самолётов с вертикальным взлётом – дело недалёкого будущего. Ведь при их помощи можно существенно сократить аварийность самолётов. Особенно важной будет их роль в случае начала большой войны. Такие самолёты смогут взлетать там, где до них это могли делать только вертолёты. В этой связи в данный момент подобными разработками уже заинтересовались военные специалисты. Как мне известно, многие гражданские изобретения были изначально разработаны для военных нужд: радио, интернет, беспроводной телефон. В этой связи я верю в то, что в ближайшем будущем создадут пассажирские самолёты такого типа. Вследствие этого станет меньше аварий. Это будет большим техническим прорывом. А вот когда их создадут, я расскажу вам об этом.

Список используемой литературы

1. Володин, В. В. Особенности проектирования реактивных самолетов вертикального взлета и посадки / В. В. Володин, Н. К. Лисейцев, В. З. Максимович; Под ред. С. М. Егера. - М. : Машиностроение, 1985. – 222 с.
2. Захарин, В. А. Авиация вертикального взлета / В.А.Захарин – Москва : Изд-во ДОСААФ, 1961. - 71 с.
3. Павленко, В. Ф. Самолеты вертикального взлета и посадки / В.Ф.Павленко. – Москва: Воениздат, 1966. - 344 с.
4. Пономарёв, Б.А. Настоящее и будущее авиационных двигателей / Б.А.Пономарёв. – М.: Военное издательство министерства обороны СССР. – 240 с.
5. Ружицкий, Е. И. Безаэродромная авиация / Е.И.Ружицкий. – Москва : Оборонгиз, 1959. – 172 с.
6. Тараненко, В. Т. Динамика самолета с вертикальным взлетом и посадкой / В.Т.Тараненко. – Москва : Машиностроение, 1978. - 247 с.
7. Тараненко, В. Т. Особенности динамики вертикального взлета и посадки самолетов / В. Т. Тараненко. – Москва: Воен.-воздуш. инж. Краснознам. акад. им. проф. Н. Е. Жуковского. ВВИА.. – 1971. – 192 с.
8. Тотиашвили, Л. Г. Некоторые вопросы устойчивости и управляемости самолетов вертикального взлета и посадки / Л. Г. Тотиашвили, Н. А. Есичко; Под ред. канд. техн. наук доц. Л. Г. Тотиашвили. – Рига : [б. и.], 1966. – 40 с.
9. Хефер, К. Техника вертикального взлёта и посадки / К.Хефер, Г.Закс. – М.: Мир, 1985. – 363 с.