Автор: Григорьев Павел Сергеевич
Возраст: 14 лет
Место учебы: МАУ ДО ЦТТ "Новолипецкий" г. Липецка
Город, регион: Липецк
Руководитель: Головин Игорь Иванович / МАУ ДО ЦТТ "Новолипецкий" г. Липецка

Самолёты вертикального взлёта и посадки:
в чём их достоинства и недостатки?

План:

1. Введение
2. Основная часть

• Луцкой-1
• СВВП во время 2-ой Мировой​​​​​​ и после​​​​​​
• Современное время (XXI век)

3. Интересные факты
4. Заключение
5. Источники

Введение

Расшифровав СВВП, исходя из названия мы уже можем понять, что речь идёт о гениальном изобретении человечества - самолёт способный взлетать и садиться вертикально, то есть не используя горизонтальную скорость, а двигаясь лишь по вертикальной оси. Такие самолёты начали изобретать в России уже в 1909 году! С самого начала они терпели неудачи. Этого и стоило ожидать, ведь надеяться на успех в совершенно новой сфере - нерационально. У СВВП были как и плюсы, так и минусы на которых мы и остановимся.

Цель: исследовать историю самолётов ВВП и узнать их положительные и отрицательные качества.

Вопросы по цели:

• Были ли СВВП действительно технологическим прорывом в истории авиации или же это просто бестолковая идея? (история)
• Какие трудности прошли инженеры и авиаконструкторы вертикально-взлетающих самолётов? (минусы)
• Чем СВВП лучше других летательных аппаратов? (плюсы)
• И какие результаты в этой сфере на момент XXI века? (результаты)

Гипотеза: СВВП - это перспективная сфера развития авиации.

Основная часть

1. Вернёмся к самому первому СВВП, от Бориса Григорьевича Луцкия - Луцкой-1.

И да, это был его в принципе самый первый самолёт который он сделал в 1909 году, а так же этот самолёт стал первым в мире многомоторным летательным аппаратом. Так вот, Борис Григорьевич создал моноплан с 3-мя двигателями, лишь 1 из которых двигал самолёт по горизонтальной плоскости. Он мог перевозить 1 человека, 2 200 кг полезной нагрузки (без топлива). Такая необычная технология поразила людей. Возможность взлетать не используя ВПП была поразительной, для посадки можно было использовать хоть поле, хоть горы. При этом Луцкой-1 сохранял вид самолёта, не превращаясь нечто уродливое или более близкое к вертолёту братьев Бреге созданному в 1907 году. Но он был ненадёжным. Примерно 9 марта 1910 года на практике выяснилось, что данный самолёт мог легко разрушиться прямо в воздухе, требовал больше топлива и имел недочёты в конструкции, от чего так и остался экспериментальным. К сожалению про этот самолёт мало что известно, но именно Луцкой-1 стал точкой появления СВВП.

2. Во время Второй Мировой Войны, схемы СВВП продолжали развиваться. Были разные идеи, от различных стран которые так и не воплотились в жизнь. Дело было в том, что двигатели тех времён были слишком слабы, чтобы помогать аппарату выполнять какую-либо полезную функцию. Но уже в 50-х развились технологии турбореактивных двигателей, от чего нашлась замена простым реактивным истребителям, которые требовали длинные ВПП. Все крупные государства, такие как США, СССР Великобритания, Франция и другие, начали проектировать свои СВВП разнообразных систем и конструкций.

• 1954 г. Американский Convair XFY-1 - закрытый проект из-за сложности управления.
• 1955 г. Американский Ryan X-13 Vertijet - был не практичен и требовал спец. платформы для взлёта и посадки.
• 1957 г. Великобританский Short SC.1 - нестабильность и неэффективность при плохих погодных условиях.
• 1960 г. Советский Як-36 - короткие полёты, плохая манёвренность и сложность управления.

Их тестировали, исправляли, но проблемы никого не покидали. Все модели были сложны в управлении, производстве и эксплуатации. Они ломались, падали, происходили аварии, а идеи конструирования таких истребителей забывались. Но в июне 1961 г. тех. комиссия НАТО, опубликовала требования к истребителю-бомбардировщику, тем самым заинтересовала западные страны развивать технологию СВВП. Было спроектировано много самолётов которые были допущены к "конкурсу". Среди них были:

и так далее. Но по итогу, конкурс так и не состоялся из-за того что каждое государство имело своё представление в развитии СВВП и ни одно из них не могло согласится с тем, что если их вариант не примут в серийное производство, то им придётся смирится с другим стандартом. Кому-то понравился вариант другой, чужой страны, а последней каплей стало заявление Франции, что независимо от результатов конкурса, она будет работать на своим проектом "Мираж". Авиаконструкторам удалось воссоздать свой, уникальный и очень надёжный Самолёт ВВП. Нюансы прошлого уже позади. Двигатели способны поднимать эти летательные аппараты, автоматизация дошла до такого уровня, что взлёт и посадка стали не проблемой, а мобильность и высота полёта сравнялись с самыми обычными истребителями.

3.1 В XX веке, продолжаются изучения. СВВП совершенствуются, они сильнее автоматизируются, цена стала такой низкой, что например F-35B был выгоднее своего авианосного сородича F-35C, а их боевая нагрузка улучшается. Кстати что касается боевой нагрузки, она сильно ограничена, самолёт не может поднять много вооружения. Вертикальный взлёт осуществляется исключительно на тяге двигателей и никакая подъёмная сила, не сможет помочь. Вертикальный взлёт и посадка требуют много топлива, хорошую площадку под собой, которая выдержит такие нагрузки от сопла самолёта, а так же хорошие погодные условия, которые не будут срывать истребитель ветром, или топить дождём. Всё это, уже наверное неисправимые нюансы СВВП, граничащие между законами физики и желанием человека. Например в СССР в 1975 годах, разрабатывали Як-141 который стал третьим СВВП преодолевшим скорость звука. Но к сожалению он так и не был использован для вооружения из-за долгих тестов, отсутствия финансирпования в связи с развалом СССР и заменой нового поколения.

3.2 После него, в 1992 году, идёт Як-201, который до сих пор является лишь чертежом. Это должен быть СВВП способный перевезти 2 человека на борту и уже более 3-х тонн полезной нагрузки под крыльями, который бы мог лететь со скорьстью 1.8 маха (1800 км/ч) и на высоте до 15 км. Недавно, в 2017 году объявили возврат работ над Як-201. Сейчас мы можем создавать самолёты ВВП, т.к. на момент XXI века мы имеем все возможности и технологии, которые ещё нужно развивать.

3.3 Не забываем и про гражданскую авиацию, ведь недавно анонсировали концепт первого электрического СВВП! Это Sirius Jet, стартап Sirius Aviation в сотрудничестве с BMW. Его коммерческая эксплуатация планируется на 2028 год.

3.4 Также, совсем недавно в 2024 году, в России сконструировали БАС С-76 - Беспилотная Авиационная Система размерами приблизительно 7x3x11 метров. Он предназначен для грузоперевозок в места, куда не могут попасть даже вертолёты. С-76 имеет сходства как с самолётом, так и с коптером, объеденяя все их преимущества в виде:

• большой скорости полёта (180 км/ч)
• хорошей грузоподъёмности (500 кг полезной нагрузки)
• нетребовательность к аэродромной инфраструктуре

Это очень удобно, ведь помимо России на всей Земле есть много мест неподдерживающих по безопасности постройку аэропортов. Такие как болотистые или горные местности, локации сбора птиц где есть свалки или озёра, а так-же места с большим населением, ведь комфорт граждан - это тоже важное условие.

В этом (2025) году данный самолёт-коптер проходит сертификацию.

«По нашим оценкам, к 2028 году будет развёрнуто непосредственно масштабное производство таких беспилотников, а также подготовлена инфраструктура для выполнения таких полётов и нормативная база», — отметил конструктор.

Интересные факты

Во время Великой Отечественной Войны и немного после, на бумаге появились очень необычные чертежи СВВП, которые на вид не похожи ни на самолёт, и даже не на вертолёт. Это Французские (срисованные) макеты C-450 Coleoptere. Самолёты со скруглённым крылом действительно выглядят странно, тем более если они умеют взлетать и садиться вертикально.

Як-141 - это удивительный российский самолёт вертикального взлёта и посадки, который умеет взлетать не только вертикально, но и ещё 5 способами! Обычный способ, используя ВПП, разгон, подъёмную силу и так далее C коротким разбегом (около 120 метров в длину) С ещё более коротким разбегом (около 70 м в длину) Со сверхкоротким разбегом (около 6 м в длину) С использованием трамплина (см. ниже) Вертикальный взлет. В этом ему помогают 2 уникальных двигателя с управляемым вектором тяги.

Трамплин для взлёта истребителей

Заключение

Рассмотрев всю историю, достоинства и недостатки СВВП, мы поняли что данная сфера развития авиастроения имеет хорошую перспективу на будущее. С давних времён самолёты вертикального взлёта и посадки улучшались и становились в основном только лучше. Сложности управления устранены, надёжность развилась и продолжается развиваться, ограничения становятся не такими крупными, а достоинства в малых требованиях к местности, скорости реагирования и возможность зависания никуда не теряются.

Гипотеза - оправдана. СВВП - это та сфера, развитие в которой имеет смысл.

Источники

1. Wikipedia: Самолеты вертикального взлёта и посадки
2. Wikipedia: первый самолёт ВВП. Луцкой-1
3. Военное обозрение: Вертикальный взлёт: тупиковое направление или будущее боевой авиации?
4. Статья в "Дзен": Удивительный французский проект C-450 Coleoptere
5. Naked Science:  Концепт: первый электрический СВВП | Sirius Jet 
6. RT На русском: Возращение работ над Як-201
7. RT На русском: БАС С-76