«Ахіллесовою п'ятою» сучасної військової авіації є аеродроми. Навіть не стільки вони, скільки злітно-посадочні смуги (ЗПС). Самий «наворочений» бойовий літак нового покоління стане непотрібний, якщо ворог її зруйнує. Будь-яка сучасна армія має в своєму розпорядженні десятком коштів для проведення подібної операції. Особливо актуально вищесказане для фронтової авіації.
Але є дуже просте рішення цієї проблеми: зробити так, щоб злітна смуга літаку зовсім була не потрібна. Йдеться про літаки вертикального зльоту і посадки (СВВП), які здатні йти в небо буквально з крихітного п'ятачка.
Думки про створення подібного літального апарату відвідували конструкторів вже давно, розробка проектів літаків СВВП почалася незабаром після початку авіаційної ери. Але технічні можливості не дозволяли інженерам втілити свої мрії в реальність.
Друга світова війна стала початком ери авіаносців - величезних плавучих аеродромів, здатних нести десятки літаків. Чи не поступалася розмірами цих кораблів і їх вартість. Саме тому використання палубних літаків СВВП для флоту виглядало особливо заманливо: в цьому випадку авіаносці можна було зробити менше, маневрений і дешевше.
Ось тільки технічно ця проблема виявилася складніше, ніж уявлялося спочатку. Вона посилилася з появою реактивної авіації: нових літаків потрібна була ВПП ще більшої довжини.
Незважаючи на всю принадність подібної ідеї, в світі створено трохи літаків, здатних злітати і сідати вертикально. Для зльоту і посадки вони використовують енергію газового струменя реактивного двигуна, хоча їх конструкція може істотно відрізнятися. Під час горизонтального польоту підйомну силу створюють нерухомі крила.
В СРСР були побудовані кілька літаків СВВП, найбільш відомим з яких був Як-38. Він використовувався на флоті, і цю машину не можна назвати вдалою. В кінці 80-х років був створений новий радянський літак вертикального зльоту і посадки - Як-141. Це була принципово нова бойова машина - надзвуковий винищувач, яким планували озброїти перспективні радянські авіаносці.
Історія створення
Роботи зі створення СВВП почалися ще в 50-х роках минулого століття. Щоб літальний апарат міг обходитися без злітної смуги, потрібен був зовсім інший двигун з дуже високою тяговооруженности (це співвідношення маси літака до тяги його двигуна).
Основним замовником робіт в цьому напрямку був військово-морський флот.
Першим літаком СВВП став американський X-13 Vertijet, який здійснив свій вертикальний зліт в 1957 році. Це була дуже цікава машини, яка злітала з вертикального положення (як ракета). Однак цей літак виявився дуже складним, та й характеристики його були вражаючими, тому проект закрили.
При розробці подібних літаків конструкторам доводилося вирішувати велику кількість нових технічних завдань. Стало зрозумілим, що при малих швидкостях, коли реактивний літак зависає тільки на реактивному струмені, використання елеронів і різних рулів марно. Керувати машиною можна тільки за допомогою додаткових реактивних потоків, і конструктори взяли за створення мікродвигунів на реактивній тязі.
Подібними дослідженнями займалися і в СРСР, але довгі роки це були скоріше наукові дослідження, які не мали практичного застосування.
Першим радянським літаком вертикального зльоту і посадки став Як-36, який піднявся в повітря в 1966 році. Продовженням цього проекту став серійний Як-38.
Більш успішно розробки по СВВП йшли в Великобританії. Вже в 1960 році компанія Hawker створила прототип літака, який зміг зробити вертикальний зліт. Однією з головних складових успіху цього проекту стало створення компанією Rolls-Royce унікального двигуна, здатного розвивати 3600 кілограм тяги в чотири поворотних сопла, які і забезпечували зліт машини. У 1969 році СВВП Hawker Siddeley Harrier GR.1 був прийнятий на озброєння ВПС Великобританії. Сьогодні «Харрієр» - це вже кілька поколінь бойових літаків, які стоять на озброєнні цілого ряду країн (включаючи Англія і США), що брали участь в бойових діях і володіють високими льотно-технічними характеристиками.
В СРСР доля літаків вертикального зльоту і посадки тісно пов'язана з розвитком програми (проекти 1143) будівництва авіаносних крейсерів - кораблів, які мали і ракетним. і авіаційним озброєнням.
Ще в середині 70-х років почалася розробка палубного винищувача СВВП, здатного захистити корабель від нальотів ворожої авіації. Досвід створення «вертікалок» в Радянському Союзі був тільки в КБ Яковлєва і цей досвід не можна назвати надто позитивним.
Як-38, прийнятий на озброєння ВМФ СРСР, мав дуже низьку тяговооруженность і був оснащений відразу трьома двигунами. Конструкторам довелося максимально полегшити машину, з неї навіть зняли бортову РЛС. Двигуни не хотіли працювати синхронно, в умовах південних широт вони просто не заводилися. Літак міг взяти на борт тільки бомби невеликого калібру і некеровані ракети, що зменшувало його бойову цінність практично до нуля. З цими літаками постійно траплялися катастрофи.
Крім того, для зменшення злітної маси Як-38 був змушений брати обмежений запас палива, що значно зменшувало його радіус дії.
Проект створення нового літака СВВП Як-141 для потреб флоту почався в 1975 році. Державні випробування були призначені на 1982 рік. Новий літак замислювався як надзвуковий винищувач, спочатку його планували оснастити одним двигуном, але пізніше перевагу було віддано літаку з комбінованою силовою установкою.
Літак Як-141 повинен був надійти на озброєння авіаносних крейсерів (ТАКР) «Баку», «Ульяновськ», «Рига» і «Тбілісі». Також новим винищувачем планували озброїти ТАКР «Мінськ» і «Київ» після проведення модернізації цих кораблів. Як-141 повинен був замінити застарілі і невдалі Як-38.
Силова установка складалася з трьох двигунів: двох підйомних РД-41 і одного підйомно-маршового Р-79. Робота силової установки контролювалася електронікою, вона могла забезпечити Як-141 вертикальний або укорочений зліт з корабельної палуби.
У 1980 році військові дещо змінили свої вимоги до майбутнього літака: він повинен бути стати багатоцільовим - здатним не тільки знищувати повітряні цілі, але і наносити удари по кораблям і наземних об'єктах противника. Тобто, виконувати функції штурмовика.
Цей літак став не тільки важливим етапом у розвитку вітчизняного авіабудування, але і знаковою машиною в історії світової авіації - першим літаком вертикального зльоту і посадки, що подолав звуковий бар'єр. Слід зазначити, що Як-141 здатний злітати вертикально при повній бойовій навантаженні.
Як-141 - це високоплан, він виконаний за нормальною аеродинамічною схемою і оснащений комбінованою силовою установкою. На 26% фюзеляж літака виконаний з композитних матеріалів, частина елементів виготовлена з жароміцних сплавів на основі титану. У корпусі активно використані алюмінієво-літієві сплави, що володіють меншою вагою.
Фюзеляж літака - типу полумонокок з прямокутним перетином. Підйомно-маршовий двигун розташовується в його хвостовій частині, ще два підйомних - в носовій, безпосередньо за кабіною пілота. Носова частина фюзеляжу має загострену форму.
Крила - трапецієподібної форми, високо розташовані з прямою стреловидностью і кореневими напливами. Крило виконано таким чином, щоб літак міг досягати надзвукових швидкостей, вести маневрений повітряний бій і здійснювати тривалий крейсерський політ.
Хвостове оперення - двухкилевое, складається з керма напряму і суцільноповоротним стабілізаторів. Воно кріпиться до двох виносних балок, між якими знаходиться сопло підйомно-маршового двигуна.
Повітрозабірники прямокутної форми, вони розташовані відразу за кабіною пілота. Управління повітряним потоком здійснюється за допомогою горизонтального клина.
Шасі - трехопорное, воно здатне витримати падіння літака з висоти п'яти метрів.
До складу силової установки Як-141 входить два підйомних двигуна (ПД) РД-41 і один маршево-підйомний (ПМД) Р-79. Також під час проведення маневрів при вертикальному зльоті використовуються струменеві керма, які живляться від підйомно-маршового двигуна. За своєю конструкцією Як-141 близький до сучасного американського СВВП F-35B. який також оснащений комбінованою силовою установкою.
Підйомні двигуни РД-41 розташовані в передній частині літака, в спеціальному відсіку, відразу за кабіною пілота. Під час горизонтального польоту або на стоянці двигуни закриті спеціальними стулками зверху і знизу. Під час зльоту або посадки вони розкриваються, забезпечуючи двигунів надходження повітря і відкриваючи сопла. Двигуни встановлені під кутом 10 ° до вертикалі, сопла можуть відхилятися на ± 12,5 ° по вертикалі від осі двигуна. РД-41 - це одноконтурний, одновальний турбореактивний двигун, він може працювати на швидкості, що не перевищує 550 км / ч.
Підйомно-маршовий двигун Р79В-300 - це двоконтурний турбореактивний двигун з форсажною камерою і змінним вектором тяги. Він знаходиться в задній частині корпусу літака. Ротори цього двигуна обертаються в різні боки, компресори відрізняються підвищеною газодинамической стійкістю, в камері згоряння знаходяться унікальні вихрові пальники. Сопло двигуна - поворотний, з регульованою площею перетину, воно може відхиляти вектор тяги на 95 °. Максимальна тяга Р79В-300 на форсажі - 15 500 кгс.
Як-141 може злітати трьома різними способами: вертикально, з коротким розгоном і з проскальзиваніем (сверхкороткий зліт). Сопло маршового двигуна при вертикальному зльоті відхиляється на максимальний кут, при зльоті з коротким розгоном та проскальзиваніем він становить 65 °. При зльоті з проскальзиваніем довжина розбігу дорівнює шести метрам.