Пятница, 02.12.2022, 20:15
Приветствую Вас Гость | RSS
Двадцатая олимпиада посвящена 100-летию со дня образования гражданской авиации в СССР
Форма входа
...
Главное меню
Общаемся
Архив
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Девятнадцатая олимпиада (2021/22 уч.год)

Какова история и есть ли перспектива развития у военных самолётов вертикального взлёта и посадки

Автор: Долгов Николай Сергеевич
Возраст: 13 лет
Место учёбы: МБУДО "ЦТТ"
Город, регион: Лиски Воронежская обл.
Руководитель: Маркушев Андрей Борисович МБУДО "ЦТТ"

Какова история и есть ли перспектива развития
у военных самолётов
вертикального взлёта и посадки

Содержание

1.    Введение
2.    История возникновения и создания самолётов вертикального взлета и посадки (СВВП).
3.    Разработки СВВП в разных странах.
4.    Применение СВВП.
5.    Преимущества и недостатки СВВП.
6.    Заключение. 
7.    Вывод.
8.    Список литературы

Значительным импульсом в пользу развития самолётов вертикального взлета и посадки (СВВП) послужило широкое распространение в ВВС различных стран скоростных реактивных истребителей с высокими взлётными и посадочными скоростями. Такие боевые самолеты требовали длинных взлётно-посадочных полос с твердым покрытием: было очевидно, что в случае масштабных военных действий значительная часть этих аэродромов- особенно прифронтовых -будет быстро выведена из строя противником. Таким образом, военные заказчики были заинтересованы в самолетах, взлетающих и садящихся вертикально на любую небольшую площадку, то есть фактически независимых от аэродромов. В значительной мере благодаря такой заинтересованности представителей армии и флота ведущих мировых держав были созданы десятки опытных самолётов ВВП разных систем. [1]


Цель работы: целью моей работы является исследование истории создания самолётов вертикального взлета и посадки и их предназначения, а также перспектив создания такого аппарата на сегодняшние дни и в будущем.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить историю возникновения самолёта ВВП 
  2. Изучить дальнейшие разработки самолётов ВВП 
  3. Изучить преимущества и недостатки самолётов ВВП
  4. Понять есть ли необходимость в постройке таких самолётов;
  5. Спрогнозировать перспективы использования самолётов ВВП

Гипотеза: самолёты вертикального взлета и посадки могут быть эффективным оружием.

История возникновения и создания самолётов вертикального взлета и посадки (СВВП)

Самолёт вертикального взлёта и посадки, общепринятое сокращение - СВВП или англ. VTOL-Vertical Take-Off and Landing - самолёт, способный взлетать и садиться при нулевой горизонтальной скорости, используя тягу двигателя направленную вертикально.

Принципиальным отличием СВВП от различных винтокрылых машин является то, что в режиме горизонтального полета на крейсерской скорости, как и у самолёта традиционной схемы, подъёмную силу создает неподвижное крыло.

Разработка самолётов ВВП началась впервые в 1950-х годах, когда был достигнут соответствующий технический уровень турбореактивного и турбовинтового двигателестроения, что вызвало повсеместную заинтересованность в самолётах этого типа как среди потенциальных военных пользователей, так и в конструкторских бюро. [2]

Техническая комиссия НАТО, огласившая в июне 1961 года требования к истребителю-бомбардировщику вертикального взлёта и посадки, дала тем самым импульс развитию сверхзвуковых самолётов ВВП в западных странах.  Прогноз такого большого количества продукции вызвал появление шести проектов самолётов ВВП:

1. Ryan X-13A-RY Vertijet был выполнен по схеме «взлёт с хвоста», то есть с вертикальным положением фюзеляжа на взлёте и посадке, Представлял собой одноместный высокоплан, выполненный по аэродинамической схеме «бесхвостка». Силовая установка- турбореактивный двигатель с отклоняемым вектором тяги (поворотное сопло). Шасси у самолёта отсутствовало. X-13 взлетал с вертикальной платформы, оснащённой поперечным стальным тросом: в носовой части самолёта был установлен крюк, за который самолёт подвешивался на трос. Увеличив мощность двигателя, лётчик поднимал самолёт с платформы, отходил от неё в режиме висения, и начинал переход в горизонтальный полёт. Посадка производилась в обратном порядке, с медленным подходом к платформе в вертикальном положении, то есть «стоя на хвосте», после зацепления крюком тяга сбрасывалась и самолёт снова подвешивался на трос. На взлёте и посадке, из-за неудовлетворительного обзора из кабины, лётчику ассистировал оператор платформы, подавая знаки при подходе к тросу и управляя тросовой балкой. Взлётно-посадочная платформа могла перевозиться грузовым автомобилем [3]

2. EWR VJ 101 - немецкий экспериментальный реактивный истребитель вертикального взлёта и посадки (СВВП).  Первый полет состоялся 10 апреля 1963.Самолет — моноплан нормальной аэродинамической схемы, с высоко расположенным крылом. Материал конструкции — алюминиевые сплавы. Силовая установка состоит из шести ТРД: двух подъёмных, расположенных в фюзеляже, и четырёх подъёмно-маршевых, расположенных попарно в поворотных мотогондолах на консолях крыла. Для маневрирования на режиме висения используется струйная система управления. [4]

3. D-24 нидерландской фирмы «Фоккер» и американской «Рипаблик»;

4. G-95 итальянской фирмы «Фиат»;

5. Dassault Mirage французский экспериментальный реактивный истребитель-бомбардировщик вертикального взлёта и посадки. Разработан французской фирмой Дассо Авиасьон. Один из первых СВВП, преодолевших скорость звука. Построено два образца.

6. F-104G в варианте СВВП американской фирмы «Локхид» совместно с английскими фирмами «Шорт» и «Роллс-Ройс».

Только два из представленных проектов вышли из стадии предварительного проектирования: французский «Мираж» III V, и самолёт VJ-101C, финансируемый западногерманской промышленностью. Эти самолёты были изготовлены соответственно в 3 и 2 экземплярах и подверглись испытаниям (4 из них погибли в катастрофах) до 1966 и 1971 годов.

В итоге, лишь созданный и производимый СВВП Си Харриер активно и успешно применялся. 

«Си Харриер» (англ. British Aerospace Sea Harrier) - британский палубный истребитель-бомбардировщик вертикального взлёта и посадки. Создан на основе самолёта «Харриер» сухопутного базирования. Состоял на вооружении Королевских ВМС Великобритании в 1980—2006 годах.

Участвовал в Фолклендской войне (1982) и в войне в Югославии(1994—1995, 1999) [5]

Современной разработкой СВВП является американский F-35B, истребитель пятого поколения. В вопросе разработки F-35B в качестве СВВП компания Локхид Мартин применила ряд технологических решений, реализованных в Як-141. После покупки у России в 1995 году всей имеющейся технической документации по этому самолёту.

Программа СВВП в СССР и России

Первым советским самолётом вертикального взлёта и посадки стал Як-36. Разработка его велась в КБ Яковлева с 1960 года под руководством С. Г. Мордовина. В ходе испытаний сначала был построен и испытан летающий стенд «Турболёт», на котором отрабатывались вертикальные режимы полёта. 

Ведущими лётчиками-испытателями по программе Як-36 были Ю. А. Гарнаев и В. Г. Мухин. 24 марта 1966 года лётчик Мухин впервые выполнил полёт с вертикальным взлётом, переходом в горизонтальный полёт и вертикальной посадкой. Несмотря на успешные летные испытания, Як-36 так и остался опытной машиной вследствие совершенно недостаточной для боевого самолёта тяговооружённости: на основе технических решений, отработанных на нём, был создан строившийся серийно самолёт с ВВП Як-38, стоявший на вооружении ВМФ СССР. Штурмовик Як-38 изготовляли серийно на протяжении пятнадцати лет, начиная с 1974 года. За это время была построена 231 машина различных модификаций. [7]

Позднее на базе Як-38 был разработан сверхзвуковой СВВП Як-141. [6]

Применение СВВП

Як-38М-палубный штурмовик самолёт вертикального взлёта и посадки разработки ОКБ Яковлева. Первый полет 18 января 1983 года. Стоял на вооружении  авиации ВМФ СССР и авиации ВМС Украины. С июня 1985 года до 2004 года.  До завершения в 1988 г. серийного производства Як-38М было изготовлено и передано заказчику 50 машин. Несколько самолётов учавствовали в боевых действиях в Авганистане. [8]

«Си Харриер» FA2. - британский палубный истребитель-бомбардировщик вертикального взлёта и посадки. Состоял на вооружении Королевских ВМС Великобритании в 1980—2006 годах. Участвовал в Фолклендской войне (1982) и в войне в Югославии(1994—1995, 1999).

F35B-семейство малозаметных многофункциональных истребителей-бомбардировщиков пятого поколения, разработанное американской фирмой Локхид-Мартин, истребитель с коротким взлётом и вертикальной посадкой.

27 сентября 2018 года КМП США впервые нанесли удар самолётами F-35В по позициям группировки «Талибан» в Афганистане. Произвели более, чем 100 боевых вылетов Афганистан, Ирак и Сирию в ходе развёртывания в регионе универсального десантного корабля типа «Уосп» LHD-2 «Essex».
В январе 2019 года «Блумберг» опубликовал доклад Пентагона, в котором приведены факты о выявленных критических проблемах с надёжностью и долговечностью самолёта, точностью его оружия, программным обеспечением. Многие из 60 F-35B подлежат списанию из-за усталостных разрушений планера наступивших примерно в 4 раза раньше срока. [9]

Преимущества и недостатки СВВП

История развития самолётов ВВП показывает, что до настоящего времени они создавались почти исключительно для военной авиации. Преимущества СВВП для военного применения очевидны. Самолёт ВВП может базироваться на площадках, размеры которых ненамного превышают его габариты. Кроме способности вертикального взлёта и посадки, самолёты ВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полёта в боковом направлении в зависимости от используемых двигательной установки и системы управления. По отношению к другим вертикально взлетающим летательным аппаратам (например, вертолётам) — СВВП обладают несравненно бо́льшими, вплоть до сверхзвуковых (Як-141) — скоростями и в целом преимуществами, свойственными летательным аппаратам с неподвижным крылом.

Однако, недостатки СВВП также оказались значительными. Пилотирование этого типа машин весьма сложно для лётчика и требует от него высочайшей квалификации в технике пилотирования. Особенно это сказывается в полёте на режимах висения и переходных — в моменты перехода из висения в горизонтальный полёт и обратно. Фактически, пилот реактивного СВВП должен перенести подъёмную силу, и, соответственно, вес машины — с крыла на вертикальные газовые струи тяги или наоборот.

Такая особенность техники пилотирования ставит сложные задачи перед пилотом СВВП. Кроме того, в режиме висения и переходных режимах СВВП в целом неустойчивы, подвержены боковому скольжению, большую опасность в эти моменты представляет возможный отказ подъёмных двигателей (такой отказ нередко служил причиной аварий серийных и экспериментальных СВВП). Также, к недостаткам можно отнести значительно меньшую в сравнении с самолётами обычной схемы грузоподъёмность и дальность полёта СВВП, большой расход топлива на вертикальных режимах полёта, общую сложность и дороговизну конструкции СВВП, разрушение покрытий взлётно-посадочных площадок горячим газовым выхлопом двигателей.

Заключение

Изучив историю создания самолетов ВВП, и проанализировав существующее положение вижу следующее положение дел– благодаря тому, что для базирования таких самолетов не нужны полноценные аэродромы, СВВП могут базироваться в непосредственной близости от боевых порядков наступающих войск на импровизированных площадках.

В результате, несколько групп СВВП, размещенных на таких вот «аэродромах» в 40-60 километрах от войск, смогут обеспечить значительное снижение времени реагирования на запросы сухопутных войск, в сравнении с тем, что могут продемонстрировать самолеты горизонтального взлета и посадки. Просто за счет того, что последние зависят от наличия аэродромной сети, и запросто могут быть вынуждены базироваться на удалении в несколько сотен километров от района боевых действий.

При этом существуют как минимум два варианта использования подобных площадок: в качестве постоянного аэродрома для нескольких СВВП, или же в качестве аэродрома подскока, когда СВВП, в сущности, не базируются на нем, а только заправляют топливом опустевшие баки и подвешивают израсходованное в бою вооружение.

Но возникает вопрос: насколько эти новые возможности ценны в современной войне, оправдывают ли они затраты на создание СВВП и сокращение парка самолетов обычного, горизонтального взлета и посадки? Ведь ни один военный бюджет мира не безразмерен и некоторое количество СВВП может быть построено только вместо боевых самолетов других классов.

Современные вооруженные силы получили в свое распоряжение куда более мощные и дальнобойные средства поражения, чем были в их распоряжении раньше, а вот защищенность войск, хотя и выросла, но не вровень с новым уровнем угроз. И близко расположенные площадки подскока с запасом горючего и боеприпасов будут лакомым куском для современной артиллерии. А при нынешнем развитии разведки, включая спутники обнаружить их не составит труда.

Так же сами по себе, отдельно от других типов самолетов (таких как самолеты ДРЛО, самолеты РТР и РЭБ) ни бомбардировщики, ни многоцелевые истребители, победы в воздухе не принесут. Но будучи примененными совместно, они формируют единое информационное пространство и многократно усиливают возможности истребителей и ударных самолетов, повышая при этом их защищенность, а они могут действовать эффективно только при наличии аэродромов.

Поэтому у СВВП, по сути своей представляющих довольно посредственные многоцелевые истребители (при равном уровне технического развития самолет горизонтального взлета и посадки будет обладать лучшими ТТХ, чем СВВП – хотя бы просто за счет отсутствия агрегатов, обеспечивающих вертикальную посадку), в одиночку нет ни единого шанса добиться не то, чтобы воздушного господства, но хотя бы паритета против современных, сбалансированных ВВС неприятеля.

Рассматривая Як-38/М/У главной чертой самолета можно назвать черезмерную прожорливость. Только на взлет и посадку уходило чуть ли не половина всего горючего, которое находилось на борту. За счет этого можно и не говорить о совсем маленьком радиусе эго действия. Так же и боевая нагрузка самолета составляла всего 1000кг, против 2000кг у обычного Як-38. А в управлении он был очень сложен и не каждый пилот мог справиться с данным аппаратом.

F35B так же не проявляет выдающихся способностей. Практическая дальность F-35A составляет 2 200 км, F-35В – 1670 км, то есть F-35A имеет преимущество на 31,7%.
Ранее исполняющий обязанности министра обороны США Патрик Шанахан назвал программу F-35 «провальной» [10].

Вывод

Таким образом, в настоящее время разработка применение СВВП не является перспективной так как обьективные недостатки такие как: чрезмерная дорогостоящая технология, сложность и ненадёжность конструкции, худшие тактико-технические характеристики. Не перевешивают сомнительные плюсы данных систем в качестве боевого оружия. 

Используемые источники информации

  1. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1132902
  2. https://lektsii.org/13-412.html
  3. https://ru-wiki.ru/wiki/Ryan_X-13_Vertijet
  4. Rogers, Mike. VTOL: Military Research Aircraft. New York: Orion Books, 1989.
  5. Ильин В. Е., Левин М. А. Современные истребители. — Москва: «ХОББИКНИГА», 1994. — С. 12-15. — 288 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85561-014-4.
  6. https://ru-wiki.ru/wiki/%D0%A1%D0%92%D0%92%D0%9F
  7. https://avia.pro/blog/yak-38
  8. Лунёв Ю. Вертикалка // Мир авиации. — М., 1994. — № 6. — С. 16-25. — ISSN 0869-7450
  9. Анна Куприна. Пентагон выявил критические проблемы у истребителя F-35. Известия (1 февраля 2019). 
  10. Harro Ranter. Incident Lockheed Martin F-35C , 04 Sep 2018. Aviation Safety Network.
Категория: Девятнадцатая олимпиада (2021/22 уч.год) | Добавил: Service (28.12.2021) | Автор: Долгов Николай Сергеевич E W
Просмотров: 311 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК
ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Их многие читают
Ахметшин Тимур Рамилевич (37583)
Щур Илья Андреевич (26467)
Зарипова Рузиля Ильфатовна (24519)
Миргазетдинова Розалия (24176)
Нурсултанов Данияр Ербулатович (23775)
Кондратенко Анна Геннадьевна (22138)
Надежин Никита (21663)
Зиннатуллин Альмир Альбертович (19806)
Перемота Алексей Юрьевич (18181)
Кузьминова Анастасия Олеговна (18150)
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
QR-код сайта
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2022