Минобороны обсуждает создание нового самолёта с вертикальным взлётом и посадкой - миростроительство. Вертикальный взлёт

В современном мире появляется все больше самолетов с любыми характеристиками и мощностью. Инженеры повсеместно пытаются решить главные проблемы, связанные с этим видом транспорта: уменьшить расход топлива, увеличить дальность, упростить взлет и посадку, но при этом не жертвовать пространством и площадью салона.

Пожалуй, все привыкли видеть разгон самолета по взлетной полосе – это сложная задача, и сами пилоты говорят, что именно от взлета и посадки во многом зависит удачность полета в целом. Но не логичнее ли представить, как упростится эта процедура, если самолет будет просто подниматься вверх, вертикально? Однако в широком обсуждении нигде особо таких вариантов не видно. Самолет с вертикальным взлетом – это миф, реальность или, может быть, далеко идущие планы, за которыми стоит будущее авиации? Стоит разобраться подробнее.

Истребитель короткого взлета и вертикальной посадки STOVL F-35B

В первую очередь нужно знать, что самолет вертикального взлета и посадки действительно существует. Первые модели начали появляться одновременно с развитием реактивной авиации, и с тех пор до сих пор не дают покоя инженерам во всем мире. По времени это совпадает со второй половиной прошлого столетия. Название они носили весьма говорящее – «турболеты ». Поскольку тогда происходил бум военных разработок техники, к инженерам выдвигалось требование разработать такой аппарат, который поднимался бы воздух с минимальными усилиями или вообще из вертикального положения. Такие самолеты не требуют взлетной полосы, а значит, стартовать им можно откуда угодно и в любых условиях, даже с мачты корабля.

Все эти проекты совпали с другими, не менее важными, связанными с освоением космического пространства. Общий симбиоз позволил удвоить силы, черпать идеи из космического проектирования. Как итог, первый вертикальный аппарат увидел свет в 1955 году. Можно сказать, что это было одно из самых странных строений в истории техники. У самолета не было крыльев, хвоста – только двигатель (турбореактивный), колбообразная кабина, топливные бани. Двигатель был сделан внизу. Можно выделить такие особенности первого турболета:

1. Подъем за счет реактивной струи из двигателя.
2. Управление посредством газовых рулей.
3. Вес первого аппарата – немногим больше 2000 килограмм.
4. Тяга – 2800 килограмм.

Поскольку такой самолет нельзя было назвать ни устойчивым, ни управляемым, первые испытания были сопряжены с большим риском для жизни. Несмотря на это, в Тушино прошла демонстрация аппарата, причем успешно. Это все дало базу для дальнейших исследований в этой области, хоть сам самолет был далек от идеала. Но информация послужила для создания нового проекта. Это был первый российский самолет с вертикальным взлетом под названием ЯК-38.

История создания вертикальных самолетов в России и других странах

Многие инженеры и проектировщики до сих пор утверждают, что турбореактивные двигатели, которые начали активно использовать и совершенствовать в 50-х годах, позволили сделать множество открытий, используемые и в настоящее время. Одно из них – активные испытания вертикальных аппаратов. Особый вклад принесло развитие этой области, а точнее, реактивных устройств, в странах, которые в то время считались передовыми. Поскольку реактивные самолеты имели огромные показатели скорости при посадке и взлете, для них, соответственно, использовались очень длинные, масштабные и качественные взлетные полосы. А это – дополнительные траты, оборудование новых аэродромов, неудобства в военное время. Вертикальный самолет может решить все эти проблемы.

Именно в 50-е годы были созданы различные образцы. Но их проектировали в одном или двух вариантах, не больше, ведь все равно не получалось создать полностью подходящие варианты. Ведь поднимаясь в воздух, они терпели крушения. Несмотря на неудачи, комиссия НАТО в 60-х годах дала этому направлению приоритет, как крайне перспективному. Были попытки создать и конкурсы, но каждая страна сфокусировалась на своих разработках. Так, свет увидели такие аппараты со всего мира:

• «Мираж» III V;
• ФРГ VJ-101C;
• XFV-12A.

В СССР таким турболетом стал ЯК-36, а после и 38. Его разработки начались в тех же годах, а для испытаний создали специальный павильон. Уже через 6 лет прошел первый полет. То есть, самолет вертикально взлетел, принял горизонтальное положение, а после вертикально приземлился. Поскольку испытания были успешными, создали 38-ю модель, а после Россия представила самолет с вертикальным взлетом ЯК-141 и 201 в девяностых.

«Мираж» III V

Самолет ФРГ VJ-101C

Самолет XFV-12A

Особенности конструкции

Фюзеляж в таких аппаратах может быть расположен вертикально или горизонтально. Но в обоих случаях бывают модели реактивные и с винтами. Довольно мощные самолеты с вертикальным фюзеляжем, которые используют тягу от маршевого двигателя. Еще один вариант – кольцевые крылья, которые также дает неплохие результаты во время подъема и полета.

Если говорить подробнее о горизонтально фюзеляже, то тут часто делают поворотные крылья. Другая разновидность, когда винты располагают на конце крыльев. Здесь может быть и двигатель поворотного типа. В Англии также вели активную работу над подобными аппаратами. Там активно разрабатывали проект, который назывался инновационный, реализованный с помощью двух двигателей с тягой в 1800 килограмм. В итоге даже это не спасло самолет от аварии.

Сейчас во всем мире ведутся работы по разработке уже не военного, а гражданского вертикального самолета. В теории, это прекрасные перспективы, ведь тогда самолеты смогут без труда летать даже в небольшие города, где нет масштабным и дорогостоящих самолетов, а взлет и посадка облегчаются в разы. Но на деле, есть множество минусов у такой технологии и задумки.

Почему вертикальные самолеты до сих пор не нашли широкого применения?

К сожалению, все разработки, даже если отличались неплохими результатами, не могут похвастаться надежностью. Лопасти винтов, которые и помогают делать вертикальный взлет, поражают своими размерами. Они вместе с мощными двигателями создают невообразимый шум. Также с точки зрения конструкции нужно избежать любых возможных препятствий на их пути, исключить попадание различных предметов.

Как ни крути, невозможно отменить ограничение по скорости. Просто по законам физики такой самолет не сможет двигаться также быстро, как современные. И если военные аппараты могут развить фантастическую в их случае скорость в 1000 километров в час, то с увеличением массы и размеров для гражданской авиации показатель падает до 700 и ниже километров в час.

Вконтакте

Экспериментальный реактивный самолет вертикального взлета и посадки X-13 «Vertijet» был создан по заказу ВВС США компанией Ryan Aeronautical в середине 1950-х. Было построено два самолета.
Первый самолет вертикального взлета и посадки (СВВП) X-13 «Vertijet» был построен в 1955 г. и начал проходить наземные испытания на базе ВВС США, где совершил ряд полетов с помощью вспомогательного шасси, позволяющего осуществлять обычные взлет и посадку. Наземные испытания включали 15 часов испытаний на стенде в вертикальном положении и 10 часов - в горизонтальном положении.
Первый полет па режиме висения СВВП Х-13 «Vertijet» совершил в начале 1956 г., а первый полет с переходом от вертикального взлета к горизонтальному полету и затем к вертикальной посадке в ноябре 1956 г.

В 1956 г. фирмой «Ryan» был построен второй экспериментальный самолета с вертикальным взлетом Х-13 с обычным трех опорным шасси, который совершал взлет с разбегом, переходил к полету на режиме висения, а затем совершал посадку с пробегом. В процессе испытаний самолета Х-13 «Vertijet» фирма «Ryan» встретилась с рядом новых проблем, одной из которых стала необходимость преодоления гироскопического эффекта вращающихся масс двигателя и гироскопической прецессии, воздействующих на путевое и продольное управление, что потребовало разработки для X-13 системы автоматической стабилизации. Другой проблемой стал срыв потока на треугольном крыле при углах атаки более 30° на переходных режимах, вызывавший неустойчивость движения самолета.

Самолет Х-13 «Vertijet» выполнен по бесхвостовой схеме с треугольным крылом и одним турбореактивным двигателем и не имеет обычного шасси.
Фюзеляж отличается небольшим удлинением, в носовой части его размещена кабина летчика. При переходе от вертикального взлета к горизонтальному полету и обратно сиденье летчика может наклоняться вперед на 70°. Для улучшения обзора, особенно при вертикальном взлете и посадке, фонарь имел большую площадь остекления, а в кабине было установлено зеркало заднего обзора, как на автомобиле.
Крыло треугольное, высокорасположенное, малого удлинения, размахом 6,4 м со стреловидностью по передней кромке около 60°. Площадь крыла - 17 м2, нагрузка на крыло 215 кг/м2. На крыле имеются элероны, а на концах крыла установлены небольшие вертикальные шайбы.

Особенностью конструкции самолета X-13 «Vertijet» является отсутствие шасси. Для взлета и посадки самолета используется тележка с установленной на ней рампой, последняя может подниматься гидравлическими силовыми цилиндрами и принимать вертикальное положение. При подготовке самолета к взлету рампа опускается, на ней устанавливается самолет, затем она поднимается. Самолет имеет крюк в носовой части фюзеляжа, который зацепляется за трос прицепного устройства на рампе. Кроме того, на экспериментальном самолете на центральной части фюзеляжа установлены вспомогательные ферменные стойки, опирающиеся на рампу. Когда рампа, поднимаясь, занимает вертикальное положение, самолет повисает на крюке «подобно летучей мыши».

При вертикальном взлете с рампы, к которой самолет подвешен на крюке, летчик увеличивает тягу двигателя, самолет при этом перемещается вверх, крюк выходит из зацепления с тросом и самолет вертикально поднимается, а затем постепенно переходит в горизонтальный полет.
Перед посадкой летчик переводит самолет из горизонтального в вертикальное положение, в котором самолет поддерживается тягой двигателя. При уменьшении тяги самолет снижается, затем, управляя тягой двигателя и газовыми и струйными рулями, летчик подводит самолет к рампе, пока не зацепится крюком за трос. После этого рампа вместе с самолетом опускается в горизонтальное положение.

Для того чтобы летчик мог точно определить расстояние до рампы при приближении к ней, на рампе в горизонтальном положении была установлена мерная рейка с нанесенными на ней делениями. Кроме того, сверху рампы расположена площадка, на которой находится оператор, подающий руками сигналы летчику.
По мнению фирмы «Ryan», такой метод взлета и посадки вертикально взлетающих самолетов дает ряд преимуществ, позволяя значительно упростить конструкцию самолета, отказавшись от обычного шасси, и получить экономию в весе конструкции. Тележка с рампой может использоваться также для транспортировки самолета к районам боевых действий и для технического обслуживания.

Силовая установка самолета X-13 «Vertijet» состоит из одного турбореактивного двигателя Rolls-Royce Avon R.A.28, установленного в хвостовой части фюзеляжа, воздух в двигатель поступает через боковые воздухозаборники. Тяга двигателя составляет 4540 кгс, что при взлетной массе самолета 3630 кг позволяет получить тяговооруженность 1,25.
В горизонтальном полете самолет управляется с помощью элеронов и руля направления. На вертикальных режимах самолет управляется с помощью газовых рулей и струйной системы управления: на концах крыла расположены реактивные сопла, к которым подводится сжатый воздух, отбираемый от компрессора турбореактивного двигателя.

Оба СВВП успешно проходили летные испытания, которые завершились без каких-либо летных происшествий в 1958 г., когда разработка СВВП Х-13 «Vertijet» была прекращена ВВС, отдавшими предпочтение СВВП с горизонтальным положением фюзеляжа. Общая стоимость разработки, постройки и испытаний двух экспериментальных СВВП Х-13 превысила 7 млн. долл. Тем не менее ВВС и флот США не раз возвращались к схеме СВВП с вертикальным положением фюзеляжа, предлагая ее использовать для палубных истребителей легких авианосцев, взлетающих с поворотных рамп.

Летно-технические характеристики СВВП Х-13 «Vertijet»
Экипаж, чел.: 1;
Длина, м: 7,14;
Размах крыльев, м: 6,40;
Высота, м: 4,62;
Вес пустого, кг: 2424;
Максимальный взлетный вес, кг: 3272;
Силовая установка: 1 х ТРД Rolls-Royce Avon, взлетная тяга 4540 кгс;
Максимальная скорость, км/ч: 560;
Дальность, км: 307;
Практический потолок, м: 6100;

Министерство обороны обсуждает создание нового самолёта с вертикальным взлётом и посадкой, проект по созданию которого был заморожен в 90-е. Речь идёт о возрождении серии СВПП, разработанных в КБ Яковлева, при создании нового самолёта может быть использован технологический задел, наработанный в ходе ОКР по созданию Як-141.

Справочно:
Последней демонстрацией Як-141 стало его появление на авиасалоне в Фарнборо, уникальный истребитель не получило ни одного заказа ни от отечественных, ни от зарубежных заказчиков. Потенциальные клиенты не видели необходимости в приобретении СВВП. “Яку” были не очень рады.

В 1995 году, компания “Локхид Мартин”, как раз работавшая над истребителем 5-го поколения с вертикальным взлетом, предоставила финансирование в обмен на получение технических данных и ограниченных конструктивных данных по Як-141 и другим проектам отечественных СВВП.
Не зря в российском инфопространстве до сих пор спорят о том, что компоновка и узлы новейшего истребителя корпорации Lockheed Martin F-35B вертикального взлета и посадки так напоминают наш Як-141.

Для чего же и почему Минобороны возрождает забытую технологию СССР?

На Як-141 возлагали огромные надежды, это была по настоящему прорывная технология. За этим самолетом числиться не мало мировых рекордов:

В 2003 г. , когда проект "Яка" был окончательно закрыт никто не мог себе представить, что технология СВВП будет такой актуальной для России. В ВМФ РФ делали ставку на корабельные МиГи и Су. Но сейчас, когда Россия задумала построить второй авианосец, истребитель вертикального взлета был бы крайне актуален.

Всё новое — это хорошо забытое старое?

Алексей Заквасин

В России могут появиться несколько типов самолётов корабельного базирования. Об этом заявил на МАКС-2017 замминистра обороны РФ Юрий Борисов. В частности, военное ведомство планирует возродить проект палубного самолёта вертикального взлёта и посадки ОКБ Яковлева. Машина может войти в состав авиакрыла новых авианосцев, которые поступят на вооружение к 2030 году. Также Минобороны не исключает создания корабельной версии лёгкого истребителя поколения 4++ МиГ-35. RT выяснял, каким может быть будущее российской палубной авиации.

• РИА Новости

Замминистра обороны России Юрий Борисов рассказал журналистам, что в ведомстве обсуждают создание перспективного самолёта для авианесущих кораблей. Речь идёт о машинах укороченного и вертикального взлёта и посадки. По его словам, Минобороны раздумывает обратиться за помощью к ОКБ Яковлева.

«Это развитие «яковской» линии, которая была прекращена. Такие планы есть, мы их обсуждаем, в том числе, может быть, и эти направления будут реализованы для перспективного самолёта для авианесущих крейсеров», — заявил Борисов на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2017).

Замглавы Минобороны пояснил, что новый самолёт понадобится для авианосцев, которые планируется заложить «на финише» госпрограммы вооружений 2018—2025 годов. Борисов подчеркнул, что разработка самолёта вертикального взлёта — это вопрос на отдалённую перспективу.

12 мировых рекордов

В России монополией на производство самолёта вертикального взлёта и посадки (СВВП) обладает ОАО «Опытно-конструкторское бюро им. А.С. Яковлева». В 1966 году первый публичный полёт совершил палубный штурмовик Як-36. Модель стала прототипом для более совершенных образцов подобного типа.

С 1977 года ВМФ СССР эксплуатировал Як-38 — первый советский серийный СВВП. Штурмовик собирался на Саратовском авиационном заводе. Самолёт базировался на авианесущих крейсерах проекта 1143 «Киев», «Минск», «Новороссийск», «Баку».

• Як-38


• РИА Новости

В 1985 году стартовали испытания опытного экземпляра Як-41М, который должен был стать сверхзвуковым, манёвренным и многофункциональным. ОКБ Яковлева отказалось от модернизации Як-38 и в итоге создало принципиальной новую машину, более известную как Як-141.

В сентябре — октябре 1991 года Як-141 проходил лётные испытания на Северном флоте. ОКБ Яковлева представило уникальную машину, которая по характеристикам превосходила зарубежные аналоги. В сентябре 1992 года Як-141 был успешно продемонстрирован на выставке в британском Фарнборо.

Як-141 под управлением лётчика-испытателя Андрея Синицына поставил 12 мировых рекордов. Машина получил все преимущества самолёта четвёртого поколения. Як-141 был способен прикрывать авианосные соединения, наносить удары по надводным и наземным целям.

Несмотря на очевидную перспективность, проект ОКБ Яковлева был заморожен из-за нерешённых имущественных вопросов с Украиной и курсом на сокращение ВМФ. В результате у России остался только один авианесущих крейсер — «Адмирал Кузнецов», который до сих пор является местом базирования Су-33 и Миг-29К/КУБ.

Практической необходимости в развитии Як-141 в 1990-е годы не было, но спустя 25 лет она вновь появилась. В конце июня 2017 года Минобороны анонсировало амбициозные планы по строительству к 2025 году двух универсальных десантных кораблей (УДК) типа «Прибой» и одного авианосца проекта 23000 «Шторм» к 2030 году.

Грозный и прихотливый

Самолёт вертикального взлёта и посадки — это революционная разработка авиаконструкторов. Машина занимает немного места на палубе, а её ударная мощь и боевая эффективность не идут ни в какое сравнение с возможностями вертолёта.

Однако, как и любая другая военная техника, СВВП, помимо преимуществ, имеет свои недостатки.

Подъём в небо требует от самолёта вертикального взлёта огромного запаса тяги двигателей, которые в момент отрыва от земли работают на максимальных оборотах. В результате самолёт «съедает» немыслимый объём топлива и порой небезопасен для использования в южных широтах и в жаркую погоду.

Повышенный расход топлива уменьшает радиус боевого действия и грузоподъёмность СВВП. Кроме того, самолёт подобного типа сложен в управлении и дорог в эксплуатации. От пилотов и технической команды машин с вертикальным взлётом требуется высочайший уровень квалификации.

Пионерами в развитии вертикально взлетающих самолётов была британская компания Hawker Siddeley, которая с 1967 года производит семейство истребителей-бомбардировщиков Harrier. Несмотря на кажущуюся неповоротливость, машина продемонстрировала хорошие качества в реальном воздушном бою.

• Harrier GR3


• Wikimedia

В 1982 году в фоклендском конфликте Harrier прекрасно проявили себя, сражаясь с аргентинскими истребителями, которые были вынуждены взлетать с континентальных баз. При этом британские самолёты могли подниматься в воздух буквально с любого клочка суши и оправдали своё применение на авианосных кораблях.

Для новых авианосцев

Мировой опыт эксплуатации самолётов вертикального взлёта позволяет сделать вывод о том, что они являются необходимым звеном в палубной авиации. Однако основная роль сохранилась за самолётами с укороченным или обычным взлётом ввиду меньшей прихотливости и превосходства в боевом радиусе. На сегодняшний день конструкторы не нашли эффективной замены аэрофинишёру и катапульте.

Например, ВМС США уже несколько лет пытаются определить боевое предназначение истребителя пятого поколения корабельного базирования F-35B. Примечательно, что этот самолёт корпорации Lockheed Martin был создан на основе купленных у ОКБ Яковлева «ограниченных проектных данных» и внешне напоминает скорее Як-38, чем Як-141.

Учитывая планы Минобороны РФ по увеличению авианосного флота, России понадобятся как самолёты с укороченным и обычным взлётом, так и СВВП. Текущие заявления представителей военного ведомства свидетельствуют, что новые авианосцы могут стать базой для самолёта ОКБ Яковлева и корабельной версии истребителя поколения 4++ МиГ-35.

Однако практически ничего не известно о ситуации с разработкой палубного варианта истребителя пятого поколения Т-50. На представленном в 2015 году макете авианосца проекта 23000 «Шторм» отчётливо видны уменьшенные копии Т-50, Су-33 и МиГ-29К.

Технологический рывок

Основатель портала Military Russia Дмитрий Корнев в разговоре с RT предположил, что на «Шторме» будет базироваться смешанное авиакрыло, но усомнился в необходимости размещения там перспективной версии Як-141. Эксперт видит применение будущего самолёта ОКБ Яковлева в качестве ударной силы на универсальных десантных кораблях.

«Шторм» будет достаточно велик, и потому там имеет смысл разместить полноценную авиагруппировку. Напомню, что Як-38 разрабатывали под крейсера, и я думаю, что самолёт Яковлева было бы логично разместить на новых УДК, кораблях типа «Мистраль» и, наверное, на «Адмирале Кузнецове», — рассуждает Корнев.

При этом Корнев подчеркнул, что СВВП не сможет базироваться на десантных кораблях ВМФ советского производства из-за отсутствия на них необходимой инфраструктуры. Перспективный самолёт Яковлева будет приспособлен только для новых плавучих платформ, хотя и сможет приземляться на все корабли с вертолётной площадкой.

«В целом новость о возможном возрождении проекта Як-141 положительная. Несомненно, это будет технологическим рывком и повысит качество нашей конструкторской и лётной школ. Но какие-либо выводы делать рано, так как информация о военном применении самолёта вертикального взлёта нуждается в конкретизации», — сказал Корнев.

Самолёт-амфибия вертикального взлёта и посадки ВВА-14

Странная конструкция на фото? А это как раз он и есть, вернее то, что от него осталось.
С середины 1950-х годов в СССР начался процесс формирования противолодочной авиации — нового рода сил, предназначенного специально для действий против подводных лодок. Авиация ВМФ и раньше решала подобные задачи, но в связи с созданием в США атомных субмарин борьба с угрозой из глубины моря вышла на первый план. Атомные энергетические установки коренным образом изменили условия и характер вооруженной борьбы на море. Подводные лодки стали подводными в полном смысле слова. Применение атомной энергетики открыло практически неограниченные возможности увеличения дальности плавания полным подводным ходом. Новые дальноходные самонаводящиеся торпеды и баллистические ракеты неизмеримо повысили ударные возможности атомных ПЛ, которые теперь во многом стали определять мощь флота.

С выходом на боевое патрулирование в начале 60-х годов американских атомных ПЛ, вооруженных баллистическими ракетами «Поларис», СССР оказался практически беззащитен. Лодки в подводном положении подходили к нашему побережью, могли в любой момент произвести ракетный залп, нанести колоссальные разрушения и уйти неуязвимыми. Все это требовало немедленного и эффективного ответа. Борьба с атомными ПЛ с целью предотвращения ракетно-ядерных ударов становится одной из приоритетных задач поставленных перед ВМФ. В этой связи резко повышается роль и значение авиации ПЛО, способной осуществлять эффективную борьбу с подводными лодками противника.
«Большое противолодочное направление» в развитии отечественного ВМФ позволило осуществить попытку реализовать в металле такой революционный и уникальный летательный аппарат как амфибию вертикального взлета и посадки ВВА-14.

ВВА-14 должен был стать частью авиационного противолодочного комплекса состоящего из собственно самолета, поисково-прицельной системы «Буревестник», противолодочного оружия и системы заправки топливом на плаву. Комплекс предназначался для обнаружения и уничтожения подводных лодок противника находящихся в районах удаленных от места вылета на 1200-1500 км, как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими силами и средствами ВМФ.

ВВА-14 мог бы применятся в поисково-ударном, поисковом и ударном вариантах. Следовало спроектировать и построить три экземпляра машины с началом заводских испытаний первого в последнем квартале 1968 г.

Своего опытного производства КБ Бартини не имело, поэтому постройку ВВА-14 планировалось вести на опытном заводе ╧938 ОКБ Н.И. Камова. Но поскольку камовцы не располагали специалистами, знакомыми со спецификой тяжелого самолетостроения, в 1968 г. Р.Л. Бартини становится главным конструктором по теме ВВА-14 вновь создаваемого ОКБ при таганрогском заводе ╧86. Заместителем Бартини назначается В.И. Бирюлин.

Одновременно вышло решение комиссии президиума СМ СССР по военно-промышленным вопросам ╧305 от 20 ноября 1968 г. и приказ МАП ╧422 от 25 декабря 1968 г. о разработке технического проекта самолета ВВА-14 на Таганрогском машиностроительном заводе.

Поставленная задача оказалась слишком сложна для нового ОКБ и в 1970 г. принимается решение при помощи ОКБ А.К. Константинова разработать конструкторскую документацию и создать опытные образцы вертикально взлетающих аппаратов. Р.Л. Бартини стал Главным конструктором по теме ВВА-14, ведущим конструктором по амфибии стал Н.Д. Леонов, по оборудованию Ю.А. Бондарев.

Фактически работами по созданию ВВА-14 руководил заместитель главного конструктора Н.А. Погорелов, сменивший В.И. Бирюлина, т.к. Р.Л. Бартини жил в Москве и в Таганроге бывал наездами.

ВВА-14 представлял собой целое собрание необычных технических решений, каждое из которых требовало проведения большого объема опытно-конструкторских работ ещё до начала летных испытаний. С целью натурных отработок самолетных систем и элементов конструкции были спроектированы и построены несколько соответствующих стендов.

Для отработки силовой установки на малом понтонном стенде построенном на Ухтомском вертолетном заводе (УВЗ), были проведены экспериментальные работы по изучению впадины и брызгового факела образующихся при воздействии на водную поверхность струи газов ТРД ТС-12М.

Для изучения режимов взлета и посадки ВВА-14 на различные поверхности на УВЗ был создан плавучий газодинамический стенд-аналог 1410, позволявший проводить испытания модели самолета в масштабе 1:4, оборудованной шестью ТРД ТС-12М имитировавших работу всех подъемных двигателей самолета.

Стенд 1410 был перевезен на испытательно-экспериментальную базу ОКБ в г. Геленджике где прошел полный цикл испытаний для изучения режимов взлета и посадки самолета на водную поверхность. Полученные результаты свидетельствовали, в частности, что силы и моменты воздействовавшие на самолет при вертикальном взлете и посадке, были незначительны и система стабилизации и управления самолетом вполне могла их парировать. Комбинированные газоструйные рули для управления по курсу и тангажу были также отработаны на наземном стенде. Для отработки управления ВВА-14, были созданы два пилотажных стенда: с подвижной и неподвижной кабинами.На пилотажных стендах были ещё до первого полета досконально отработаны режимы управления самолетом, среди которых был режим приземления в условиях создания интенсивной динамической воздушной подушки. На стенды часто приглашали летчика-испытателя Ю.М. Куприянова, который высоко оценил работу их создателей, сказав на разборе первого полета: «Летали так, как на тренажере!»

Планировалось построить три опытных ВВА-14. В производство запустили одновременно два экземпляра самолета, машины «1М» и «2М».Первый опытный самолет «1М» был выполнен без подъемных двигателей и предназначался для отработки и доводки аэродинамики и конструкции на всех режимах полета, кроме вертикального взлета и посадки, исследования устойчивости и управляемости на этих режимах, для отработки маршевой силовой установки и самолетных систем. Для обеспечения взлета и посадки с аэродрома, на самолете устанавливалось шасси велосипедной схемы с управляемыми носовыми колесами (в конструкции шасси использовались стойки от бомбардировщиков 3М и Ту-22).

Вторая опытная машина «2М» должна была получить подъемные двигатели. На ней должны были изучаться и отрабатываться переходные режимы и режимы вертикального взлета и посадки с земли и воды, подъемная силовая установка, системы струйного управления, автоматики и другие системы, связанные с вертикальным взлетом и посадкой.После отработки основных технических вопросов на «1М» и «2М» наступала очередь третьего экземпляра ВВА-14. На нем должны были быть испытаны комплексы специального оборудования и вооружения, а также отработанно боевое применение.Изготовлялись самолеты в кооперации между опытным производством ОКБ (директор завода А. Самоделков) и соседним серийным заводом (Таганрогский механический завод им. Г. Димитрова, директор С. Головин).На серийном заводе изготавливали фюзеляж, консоли крыла и оперение, а сборка, монтаж самолетных систем и контрольно-записывающей аппаратуры была за опытным производством ОКБ.

К лету 1972 г. основные работы по сборке самолета ВВА-14 («1М») были закончены и машина покинувшая сборочный цех была передана ЛИКу для окончательной доводки перед летными испытаниями.ВВА-14 имел очень необычный вид. Фюзеляж с кабиной пилотов переходил в центроплан, по бокам которого располагались два огромных отсека с поплавками и системой их наддува. Разнесенное стреловидное горизонтальное и вертикальное оперение. Отъемные части крыла крепились к кессону центроплана. За оригинальность конструкции самолет получил кличку «Фантомас».Ведущим инженером по испытаниям стал И.К. Винокуров, летчиком-испытателем Ю.М. Куприянов, штурманом-испытателем Л.Ф. Кузнецов.

Стоянка, на которой расположили ВВА-14, располагалась на краю летного поля у небольшой рощи, т.н. «карантина», а в целях конспирации «1М» получил гражданскую регистрацию СССР-19172 и символику «Аэрофлота» на борту.В период с 12 по 14 июля 1972 г. начались первые рулежки и пробежки самолета по грунтовой ВПП заводского аэродрома. Затем от ВВА-14 отстыковали консоли крыла и хвостовое оперение и соблюдая все положенные меры секретности, в одну из ночей перевезли на соседний таганрогский аэродром, имевший бетонную полосу, на котором базировался один из учебных полков Ейского военного училища летчиков.Там, с 10 по 12 августа, пробежки продолжились. Их результаты были обнадеживающими, ВВА-14 на пробежках до скорости 230 км/ч вел себя нормально, силовая установка и бортовое оборудование работали без замечаний. В своем отчете летчик-испытатель Ю.М. Куприянов отметил, что: «На разбеге, подлете и пробеге самолет устойчив, управляем, ухода с курса взлета и кренений нет». Кроме того, обращено внимание на хороший обзор из пилотской кабины и удобное расположение пилотажно-навигационных приборов и приборов контроля за силовой установкой.

Первый раз в воздух ВВА-14 поднялся 4 сентября 1972 г. с экипажем в составе летчика-испытателя Ю.М. Куприянова и штурмана-испытателя Л.Ф. Кузнецова. Полет, продолжавшийся почти час, показал, что устойчивость и управляемость машины в воздухе в пределах нормы и ничуть не хуже, чем у традиционных самолетов.Как и на земле, в воздухе ВВА-14 выглядел очень необычно, получив за свою «трехголовость» при виде снизу (центральный нос-фюзеляж и два бортовых отсека) ещё одну кличку — «Змей Горыныч». К отдельным полетам в качестве самолета сопровождения и самолета-эталона для калибровки пилотажно-навигационного оборудования привлекался Бе-30 (╧05 «ОС»).Летные испытания первого этапа завершились к лету 1973 г. Их результаты подтвердили, что оригинальная аэродинамическая схема с крылом-центропланом вполне жизнеспособна, а маршевая силовая установка и основные системы работают надежно и обеспечивают выполнение испытательных полетов.Но самым значимым итогом этого этапа летных испытаний стало то, что под самолетом при полете вблизи земли толщина динамической воздушной подушки оказалась значительно больше по отношению к средней аэродинамической хорде крыла, чем это считалась ранее. При средней аэродинамической хорде ВВА-14 в 10,75 м эффект динамической подушки ощущался с высоты 10-12 м, а на высоте выравнивания (около 8 м) подушка была уже так плотна и устойчива, что Ю.М. Куприянов на разборах полетов много раз просил разрешения бросить ручку управления и дать машине сесть самой. Провести такой эксперимент ему, правда, так и не дали, опасаясь, что может просто не хватить взлетной полосы.

Единственным серьезным инцидентом был отказ гидросистемы ╧1 в первом полете. Причиной стало разрушение трубки отвода рабочей жидкости от насосов, из-за совпадения колебаний фюзеляжа с частотой пульсации жидкости. Выход из положения нашли, заменив трубки на резиновые шланги.Хотя перспективы получения реальных, а не «бумажных» подъемных двигателей оставались весьма неопределенными, наконец, было готово пневматическое взлетно-посадочное устройство (ПВПУ). Поплавки ПВПУ имели длину 14 м, диаметр 2,5 м, объем каждого составлял 50 м3. Они были спроектированы Долгопрудненским КБ агрегатов и изготовлены на Ярославском шинном заводе.Поэтому зиму 1973-74 гг. ВВА-14 («1М») провел в цехе опытного производства ОКБ где на него установили системы и устройства ПВПУ. Одновременно выполнялись статические испытания на специально подготовленном поплавке.Выпуск поплавков осуществлялся двенадцатью управляемыми пневматическими кольцевыми эжекторами — по одному на каждый отсек поплавка. Воздух высокого давления отбирался от компрессоров маршевых двигателей. Уборка ПВПУ осуществлялась гидроцилиндрами, которые воздействовали через продольные штанги на тросы, охватывающие поплавки, вытесняя воздух из их отсеков через редукционные клапаны.

Поплавки и система их уборки-выпуска была буквально напичканы различными уникальными устройствами и системами, поэтому оказались очень непростыми в доводке и наладке, которые продолжались всю весну и часть лета 1974 г.Затем начался этап испытаний ВВА-14 на плаву. Поскольку шасси все время морских испытаний находилось в убранном положении, для спуска и подъема машины с надутыми поплавками были изготовлены специальные перекатные тележки.Первым делом была проверена непотопляемость самолета при разгерметизации отсеков поплавков. Сброс давления из двух отсеков одного поплавка подтвердил, что ВВА-14 сохраняет при этом нормальную плавучесть. После наступил черед рулежек с постепенным увеличением скорости движения по воде. Испытания показали, что максимальная скорость при этом не должна превышать 35 км/ч. На больших скоростях машина начинала опускать нос к поверхности воды и возникала опасность деформации и последующего разрушения мягких поплавков. Но для вертикально взлетающей амфибии этой скорости было вполне достаточно.

По окончании этапа мореходных испытаний испытательные полеты продолжились пока при убранных поплавках ПВПУ. Однако к этому времени интерес заказчика к ВВА-14 заметно угас. Основное внимание уделялось совершенствованию уже поступивших на вооружение Бе-12, Ил-38 и Ту-142. Стало окончательно ясно, что подъемных двигателей с приемлемыми характеристиками не будет даже в отдаленном будущем. Поэтому ещё в разгар работ по монтажу и испытаниям ПВПУ Р.Л. Бартини принял решение доработать «1М» в аппарат по типу экраноплана с поддувом воздуха от дополнительных двигателей под центроплан. Начатые в этом направлении работы привели к созданию экспериментального экранолета 14М1П, но его испытания начались уже без Бартини. В декабре 1974 г. Роберта Людовиковича не стало.Летные испытания, по инерции, продолжились и в 1975 г. Предстояло испытать ПВПУ и поведение машины с выпущенными поплавками в полете. Предварительно провели серию пробежек и подлетов с постепенным увеличением степени выпуска поплавков (для этого гидросистема самолета была соответствующим образом модифицирована).Первый полет ВВА-14 с полным выпуском и уборкой поплавков в воздухе состоялся 11 июня 1975 г. с экипажем в составе Ю.М. Куприянова и Л.Ф. Кузнецова. Всего в период с 11 по 27 июня, в испытательных полетах, было выполнено 11 выпусков-уборок ПВПУ. Особых проблем в поведение машины в воздухе выпущенные поплавки не вызвали. Выявившаяся при испытаниях тряска самолета с надутыми поплавками при выпущенных закрылках, «как при пробежках по грунтовой полосе» по замечанию летчиков, опасности не представляла и могла быть устранена изменением формы хвостовых частей поплавков. Все попытки самолета рыскать при выпущенном ПВПУ устойчиво парировались системой автоматического управления САУ-М.Эти полеты стали завершающим аккордом в истории ВВА-14. Всего с сентября 1972 г. по июнь 1975 г. на машине «1М» было выполнено 107 полетов с налетом более 103 часов.

После прекращения программы ВВА-14, самолет «1М» закатили в цех на переоборудование в экспериментальный экранолет 14М1П, собранный планер машины «2М» отвезли на дальний край заводской стоянки, третий экземпляр вертикально взлетающей амфибии так и не начали строить.На базе ВВА-14 существовали проекты создания модификаций различного назначения.Корабельный вариант имел бы складные консоли крыла и хвостовое оперение и мог базироваться на противолодочных крейсерах проекта 1123, специально дооборудованных крупнотоннажных сухогрузах и танкерах, либо на противолодочных крейсерах-носителях ВВА-14.В транспортном варианте ВВА-14 мог бы перевозить 32 человека или 5000 кг груза на расстояние до 3300 км.В поисково-спасательном варианте в состав экипажа амфибии дополнительно включались два спасателя и врач. В грузовом отсеке размещалось специальное оборудование (лодки, плоты, лебедка и т.д.). Летные характеристики ВВА-14 в спасательном варианте оставались практически такими же, как у противолодочного самолета за исключением дальности полета, которая могла быть увеличена на 500-1000 км.

В варианте самолета-ретранслятора для ВВА-14 планировалось разработать специальную антенну и систему для её подъема на высоту 200-300 м, при нахождении машины на плаву.На ВВА-14 предусматривалась установка перспективного поисково-ударного комплекса «Полюс» для поражения ракетных подводных лодок на удалении от самолета не менее 200 км. В этом варианте амфибия несла одну ракету «воздух-поверхность» весом 3000-4000 кг, длиной до 9,5 м и калибром 700-780 мм в нижней части фюзеляжа и радиолокационный дальномер на киле. Кроме того, в этом варианте устанавливались инфракрасный пеленгатор и панорамная РЛС. Все эти работы не вышли из первоначальной стадии рассмотрения технических предложений и изучения вопроса заказчиком.Но в целом затраченные усилия не пропали даром. В результате испытаний был получен богатый экспериментальный материал, а сама работа над ВВА-14 стала великолепной школой для специалистов ОКБ.

Конструкция СВВП выполнен по схеме высокоплана с составным крылом из несущего центроплана и консолей разнесенным горизонтальным и вертикальным оперением и поплавковым взлетно-посадочным устройством. Конструкция в основном выполнена из алюминиевых сплавов с антикоррозионным покрытием и кадмированных сталей.Фюзеляж полумонококовой конструкции, переходящий в центроплан. В носовой части размещена трехместная кабина экипажа, отделяемая при аварийных ситуациях и обеспечивающая спасение экипажа на всех режимах полета без использования катапультных кресел. За кабиной размещен отсек силовой установки с 12 подъемными двигателями и отсек вооружения.Крыло состоит из прямоугольного центроплана и отъемных частей (ОЧК) трапециевидной формы в плане с углом поперечного V +2╟ и заклинения 1╟, образованных профилями с относительной толщиной 0,12. На ОЧК имеются по всему размаху предкрылки, однощелевые закрылки и элероны. С центропланом сопрягаются сигарообразные обтекатели, на которых размещается оперение и ПВПУ.Оперение свободнонесущее, расположенное на обтекателях, стреловидное. Горизонтальное оперение общей площадью 21,8 м2 имеет стреловидность по передней кромке 40╟, снабжено рулями высоты общей площадью 6,33 м2. Вертикальное оперение двухкилевое общей площадью 22,75 м2 имеет стреловидность по передней кромке 54╟, общая площадь рулей направления 6,75 м2.Пневматическое взлетно-посадочное устройство включает надувные поплавки длиной 14 м, диаметром 2,5 м и объемом по 50 м3, которые имеют по 12 отсеков. Для выпуска и уборки поплавков используется сложная механогидропневмоэлектрическая система с 12 кольцевыми инжекторами (по одному на каждый отсек). Воздух в систему подается от компрессоров маршевых двигателей. Для транспортировки самолета на земле предусмотрено убирающееся трехопорное колесное шасси с носовой опорой и главными опорами на обтекателях по бокам поплавков, каждая опора имеет по два колеса. Было использовано шасси серийного Ту-22.Силовая установка комбинированная, состоит из двух маршевых двухконтурных двигателей Д-30М тягой по 6800 кгс (генеральный конструктор П.А. Соловьев), установленных рядом в отдельных гондолах сверху центроплана, и 12 подъемных ТРДД РД-36-35ПР тягой по 4400 кгс (главный конструктор П.А. Колосов), установленных попарно с наклоном вперед в отсеке фюзеляжа с открывающимися вверх створками воздухозаборников для каждой пары двигателей и нижними створками с решетками, отклонение которых могло регулироваться. Подъемные двигатели к началу летных испытаний не были доведены, и полеты самолета проводились без них. Предусматривалось использование вспомогательной силовой установки с турбокомпрессором.Топливная система включает 14 баков; два бака отсека и 12 протектированных баков общей емкостью 15 500 л. Предусматривалась установка системы заправки топливом на плаву.

Система управления обеспечивала управление аэродинамическими рулями с помощью гидроусилителей, как на обычных самолетах, а управление на режимах вертикального взлета и посадки и переходных режимах должно было осуществляться с помощью 12 струйных рулей, установленных попарно и использующих сжатый воздух, отбираемый от подъемных двигателей. Система автоматического управления обеспечивает стабилизацию по тангажу, курсу и высоте на всех режимах полета.Самолетные системы. Самолет оснащен всеми необходимыми для эксплуатации системами: противопожарной в отсеках силовой установки, противообледенительной с подводом горячего воздуха к носкам крыла, оперения и воздухозаборников, имеются кислородная система и система кондиционирования воздуха.Оборудование. На самолете было установлено необходимое для летных испытаний пилотажно-навигационное и радиосвязное оборудование и предусматривалось использование новейшего оборудования для обеспечения автоматической стабилизации при взлете и посадке и на маршруте для автономного полета в сложных метеорологических условиях. В спасательном варианте СВВП предполагалось оснастить аварийно-спасательными радиосредствами. На противолодочном СВВП предполагалось использовать поисково-прицельную систему ╚Буревестник╩, обеспечивающую поиск подводных лодок и определение координат и необходимых данных для применения оружия. Для обнаружения подводных лодок предполагалось использовать 144 радиогидроакустических буя РГБ-1У и до ста взрывных источников звука, а также поисковый аэромагнитометр ╚Бор-1╩.Вооружение. В противолодочном варианте предполагалось разместить в бомбоотсеке различное вооружение общим весом до 2000 кг: 2 авиационные торпеды или 8 авиационных мин ИГМД-500 (при увеличении боевой нагрузки до 4000 кг) или 16 авиационных бомб ПЛАБ-250. Для обороны на маршруте патрулирования предусматривался оборонительный комплекс, обеспечивающий постановку активных и пассивных помех.

ЛТХ:

Модификация	ВВА-14
Размах крыла, м	28.50
Длина, м	25.97
Высота, м	6.79
Площадь крыла, м2	217.72
Масса, кг
пустого самолета	35356
максимальная взлетная	52000
топлива	14000
Тип двигателя
маршевые	2 ДТРД Д-30М
подъемные	12 ДТРД РД36-35ПР
Тяга, кгс
маршевые	2 х 6800
подъемные	12 х 4400
Максимальная скорость, км/ч	760
Крейсерская скорость, км/ч	640
Скорость барражирования, км/ч	360
Практическая дальность, км	2450
Продолжительность патрулирования, ч	2.25
Практический потолок, м	10000
Экипаж, чел	3
Вооружение:	боевая нагрузка — 2000 кг (максимально — 4000 кг), 2 авиационные торпеды или 8 авиационных мин ИГМД-500 (при увеличении боевой нагрузки до 4000 кг) или 16 авиационных бомб ПЛАБ-250.

Скажем немного о конструкции поплавков и системах их уборки и выпуска.

Поплавки ПВПУ имели длину 14 м, диаметр 2,5 м. Объем каждого составлял по 50 м. Они были спроектированы Долгопрудненским конструкторским бюро агрегатов (ДКБА) и изготовлены Ярославскими шинниками.

Система уборки-выпуска ПВПУ оказалась весьма непростой в доводке и наладке испытаний, поскольку этот механогидропневмоэлектрический комплекс вобрал в себя различные уникальные специализированные устройства, натурная лабораторная отработка которых в большинстве своем оказалась по срокам, а то и по технике неосуществленной (собственно поплавки, системы их привода и управления).

Для отработки ПВПУ необходимо было подавать при выпуске (наполнении) большое количество активного воздуха от имитатора компрессоров маршевых двигателей. Из положения вышли, спроектировав и изготовив фильтровальную станцию, очищавшую воздух высокого давления, подаваемый от заводской пневмосети. Выпуск поплавков осуществлялся двенадцатью управляемыми пневматическими кольцевыми эжекторами — по одному на каждый отсек поплавка.

Процесс начинался открытием замков гидроцилиндров уборки, которые при выпуске играли роль де-мпферов, обеспечивая тросами, охватывающими поплавки, сопротивление оболочки. Излишек воздуха для поддержания постоянного максимального избыточного давления в поплавках через редукционные клапаны выбрасывался в атмосферу. При режиме работы «выпуск — уборка ПВПУ» избыточное давление обеспечивалось в пределах 0,15…0,25 МПа, или (0,015…0,025) атм.

После полного формообразования по сигналу выпущенного положения управляемый эжектор переключался на режим подачи активного воздуха без смешивания его с атмосферным — режим «дожим». По достижении давления (1,5…2,5) МПа (или 0,15…0,25 атм), эжектор автоматически закрывался по сигналу избыточного давления «0,2 кгс/см » и периодически включался на «дожим» при снижении давления в поплавке вследствие охлаждения воздуха или из-за негерметичности. Максимальное избыточное давление ограничивалось переключением редукционного клапана на давление 3,5 + 0,5 МПа (0,35 + 0,05 атм).

Подача воздуха на «дожим» при выпуске осуществлялась от компрессора маршевых двигателей, а на стоянке и при вертикальном полете — от пневмосистемы высокого давления или от компрессора вспомогательной энергоустановки ТА-6. В самолетном полете дополнительно подавался атмосферный воздух от специальных воздухозаборников.

Уборка ПВПУ осуществлялась достаточно мощными гидроцилиндрами, которые воздействовали через продольные штанги на тросы, охватывающие поплавки, вытесняя воздух из отсеков через упомянутые редукционные клапаны. Они переключались на режим «выпуск — уборка ПВПУ» (0выми замками, открываемыми снаружи пневмоцилиндрами.

Поплавки и комплекс систем их привода и управления были буквально напичканы изобретениями, которые, как и у всех изобретателей, давались с большим трудом и подогреваемым Р. Бартини стремлением поиска нового, но — непременно! — оптимального решения. Вот два примера.

Первый. Эксплуатационная нагрузка от механизма уборки поплавков, преодолеваемая мощными гидроцилиндрами, составляла 14 тонн и была пружинная, не зависевшая от хода (900 мм). В убранном положении поршень фиксировался цанговым замком цилиндра, который при выпуске поплавков должен был открываться первым. Каждый понимает: если толкать дверь, нагружая замок, открыть его гораздо труднее, чем если перекосы и пружинение двери устранить рукой, а затем открывать свободный замок.
Так вот, предположение о возможности заклинивания цанговых замков, нагруженных большим усилием при их открытии, в лаборатории «блестяще» подтвердилось после трех открытий замка под нагрузкой. Что делать? Тогда обиходное решение с дверным замком было перенесено на систему ПВПУ: перед открытием замка вначале подавали давление на уборку поплавков, разгружали замок, открывали его снаружи, после чего снимали сигнал уборки, и освобожденный поршень свободно шел на выпуск.

Второй пример. Эжекторная подача воздуха в отсеки поплавков при выпуске обеспечивала его уменьшенную температуру. Однако при заполнении до давления максимальной работоемкости 0,2 атм («дожиме») в отсеки поплавков через специальный канал эжектора подавался горячий воздух от компрессоров ТРД и возникала вероятность ускоренного старения и растрескивания эластичной оболочки поплавков в зоне установки эжекторов.

Для предотвращения этой опасности конец канала выпуска горячего воздуха был снабжен специальным рассекателем, в конструкции которого, как в миниатюре, решались задачи, известные из области воздухозаборников сверхзвуковых самолетов, — каналы предусматривали борьбу со скачками уплотнения, подсос холодного воздуха и т. п.

Роберт Бартини — учитель Королева , ну а так же мы рассматривали уже

Как известно, боевой самолет наиболее уязвим на земле и на взлете, а дорогостоящие взлетно-посадочные полосы -едва ли не главная статья расходов современных ВВС и первоочередная цель для вражеской авиации. Поэтому авиаконструкторы десятилетиями бились над проблемой вертикального взлета, но решить ее удалось лишь освоив технологию управления вектором тяги, на основе которой созданы первые серийно выпускавшиеся СВВП -британский «Харриер» и советский Як-38. Очень похожие внешне, эти самолеты вертикального взлета и посадки имели совершенно разную судьбу. Пройдя длинную эволюцию и превратившись из неуклюжего «прыгуна» в эффективную боевую машину, «Харриер» дебютировал во время Фолклендского конфликта, принимал участие во многих локальных войнах, от Персидского залива и Афганистана до Балкан, и остается в строю до сих пор. В отличие от Як-38, который поднялся в воздух позже своего западного визави, но был снят с вооружения уже к началу 1990-х гг. Почему его служба оказалась столь недолгой? Из-за чего эта технология, представлявшаяся столь перспективной, так и не смогла потеснить традиционные машины даже в палубной авиации? И есть ли у самолетов вертикального взлета будущее - или они тупиковая ветвь в развитии авиапрома?

С тех самых пор, когда человек начал проектировать и строить аэропланы, способные относительно безопасно и быстро перемещаться в пространстве, его преследовало одно существенное ограничение: самолет требует довольно значительного места на земле для взлета и посадки. Чем больше и тяжелее летающая машина, чем больше людей и груза способна она поднять, тем больше требуется этого места. По мере создания все более современных самолетов возрастали требования к длине и качеству взлетно-посадочных полос, накладывая существенные ограничения на область практического применения авиации. Особенно острой эта проблема представлялась военным - ведь бомбардировка взлетно-посадочных полос авиацией противника могла легко парализовать действия собственных самолетов. Но человек - существо упрямое и находчивое, и с самого начала эпохи летательных аппаратов тяжелее воздуха он пытался заставить их взлететь если не вертикально, то с возможно более коротким разбегом.

Попытки создать геликоптер, предпринимаемые с самого начала XX века (в том числе и Игорем Сикорским ещё в киевский период его деятельности), поначалу оказались безуспешными - этим аппаратам элементарно недоставало двигателей с достаточно высокой удельной мощностью, ждали своего решения и целый ряд других технических проблем. Более перспективным казался автожир, использующий принцип авторотации несущего винта и тягу обычного самолетного двигателя. Такой аппарат вертикально взлететь не мог, но разбег, и особенно - пробег сокращались радикально. Созданные под руководством Хуана де ла Сиервы автожиры в 20-е - 30-е гг. завоевали значительную популярность, они строились по лицензии в раалнчных странах, а военные вовсю экспериментировали с применением новой «игрушки» в своих целях. Вскоре. однако, оказалось, что эти машины тоже отнюдь не идеальны - вертикально взлететь или зависнуть в воздухе они не могли, а полезная нагрузка автожиров была незначительной. И хотя во время Второй мировой войны такие аппараты даже участвовали в боях (например, советский автожир-корректировщик А-7-ЗА или немецкий безмоторный автожир Fa 330, применявшийся на подводных лодках), это участие было лишь эпизодическим и никоим образом не угрожало монополии самолетов.

В 40-е годы на новой технической основе начинается бурный прогресс вертолетостроения. В течение последующих десятилетий геликоптеры заняли очень важное место, как в военной, так и в гражданской авиации. Вертолет стаз очень удачной попыткой создания летательного аппарата - помимо вертикального взлета и посадки, он может зависать в воздухе. Он оказался идеальным для многих задач, которые были не по плечу самолетам. Однако и вертолет имеет свои ограничения. Да, он способен взлетать и садиться с площадок минимальных размеров, летать практически в произвольных плоскостях и направлениях. Но он не летает ни так быстро, как самолет, ни так высоко, ни так далеко. Вертолет неспособен приблизиться к скорости звука - не говоря уж о том. чтобы превзойти её.

Вскоре оказалось, что и дальше ощущается потребность в летательном аппарате, способном хотя бы частично совмещать характеристики вертолета (вертикальный взлет и посадка, свободное управляемое висение) и классического самолета (высокая скорость, большой потолок и дальность полета). И если гражданские эксплуатанты без такого аппарата могли ешё обойтись, то военные были крайне заинтересованы в создании боевого самолета вертикального взлета и посадки. Ведь, хотя вооруженные вертолеты стали весьма грозным оружием над полем боя, они не могли заменить многоцелевые истребители-бомбардировщики ни в воздушном бою, ни при изоляции района боевых действий. Обычный же истребитель, с успехом справлявшийся с этими задачами, требовал взлетно-посадочной полосы - хотя бы в виде палубы авианосца.

Проблема создания боевого самолета вертикального взлета представлялась неразрешимой - в чем могли убедиться, например, американцы, попытавшись создать винтовой истребитель вертикального взлета «Конвэр» XFY-1 «Пого», странную машину, взлетавшую из положения «стоя на хвосте». Однако разрешение проблемы лежало в совершенно иной плоскости, и путь к нему открыла мысль - применить на практике известное в принципе явление управления вектором тяги. Как и каждое новое изобретение в авиации, путь к внедрению его был труден, извилист и, увы, щедро окроплен кровью пилотов-испыта-телей. Но, в конце концов, концепция управления вектором тяги оказалась вполне жизнеспособной, и все серийные конструкции боевых самолетов вертикального взлета и посадки имеют в своей основе именно её: и британский (позже ставший американо-британским) «Харриер», и советский Як-38, и только внедряемая в производство модификация американского «Лайтнинга» II - F-35B. Эти машины разнятся не столько самими конструкторско-техническими решениями, сколько способом подхода к проблеме и её решению. Рассмотрим же подробнее то явление, которое называют управлением вектором тяги (УВТ), или же английской аббревиатурой VTC (Vector Trust Control).

Управление вектором тяги

Если попытаться дать самое простое определение термина, вынесенного в заглавие раздела, то получим примерно следующее: управление вектором тяги - это способность воздушного судна отклонять тягу, создаваемую его силовой установкой, от продольной оси самолета. Понятие это применяется, прежде всего, для воздушных судов с реактивным приводом (не только самолетов, но и ракет), однако может применяться и для самолетов с винтовым приводом (поршневым или турбовинтовым - например, MV-22 «Оспри»).

С практической точки зрения управление вектором тяги имеет две основные области применения:

Увеличение возможностей самолета в горизонтальном полете (прежде всего, в плане управляемости и маневренности);
значительное сокращение разбега и пробега либо полное исключение этих этапов полета - то есть, вертикальный взлет и посадка.

Конструкторские подходы в двух указанных случаях весьма разнятся. Если в первом отклонение вектора тяги от оси самолета становит от нескольких до нескольких десятков градусов (как правило, в пределах 25-35 градусов), то для второго, особенно, если силовая установка должна обеспечить самолету вертикальный взлет и посадку, необходимо направлять тягу вниз, то есть, при горизонтально установленном двигателе отклонение вектора тяги должно составлять около 90 градусов (дело в том, что угол отклонения тяги из-за особенностей термодинамики не должен или не может равняться точно 90 градусов от горизонтали).

Остановимся чуть подробнее на первом случае, обозначаемом в английском языке как Vectoring in Forward Flight (VIFF), то есть, управление вектором тяги в горизонтальном полете. Целью его (в отношении боевых самолетов, прежде всего многоцелевых истребителей) является улучшение маневренности самолета и снижение радиолокационной заметности, что в сумме ведет к повышению его выживаемости на поле боя. Кроме того, значительно сокращается длина разбега и пробега. И хотя это может показаться странным, но отклонение вектора тяги на 20-30 градусов является с технологической точки зрения решением гораздо более поздним и сложным для реализации, чем отклонение на величину, близкую к 90 градусам. Такое решение применяется на практике лишь в боевых самолетах самых последних поколений, хотя и сулит бесспорные преимущества. Согласованная работа аэродинамических поверхностей управления с изменением вектора тяги существенно усиливает действие аэродинамических рулей. Самолет становится способным к более резким маневрам - в принципе, единственным ограничением становится стойкость организма пилота и конструкции летательного аппарата к перегрузкам. Кроме того, при маневрировании с отклонением вектора тяги самолет расходует меньше топлива, чем при маневрировании с применением только аэродинамических рулей - а значит, увеличивается дальность полета. Уменьшение длины разбега и пробега облегчает эксплуатацию с коротких ВПП (например, поврежденных в ходе боевых действий), полевых аэродромов или авианосцев.

Применение управления вектором тяги в горизонтальном полете может существенно повлиять и на конструкцию планера. Оно открывает путь к развитию самолетов-бесхвосток, лишенных не только горизонтального, но и вертикального оперения. Отсутствие оперения уменьшает аэродинамическое сопротивление и массу планера (то есть, снова уменьшается расход топлива и увеличивается дальность полета). Кроме того, уменьшается эффективная площадь рассеивания самолета, придавая ему черты «стеле».

Управление вектором тяги имеет и свои недостатки, о которых не стоит забывать, по крайней мере, на существующем уровне развития авиационной техники. К наиболее существенным из них относятся сложная конструкция и достаточно большая масса устройств управления вектором тяги.

На нынешнем этапе развития конструкции боевых самолетов приоритетным является применение управления вектором тяги в целях обеспечения вертикального взлета и посадки либо значительного сокращения разбега (самолет с управлением вектором тяги может не иметь возможности вертикального старта, или же быть способным взлетать вертикально лишь до определенного показателя взлетного веса) при сохранении возможности вертикальной посадки. Именно эти характеристики реализованы в «Харриере» и Як-38.

Итак, вернемся к «вертикалкам». Применение в таких самолетах управления вектором тяги имеет целью существенное изменение хода старта и посадки самолета. Оно существенно сокращает эти две фазы полета по сравнению с самолетами с классическими силовыми установками (реактивными либо винтовыми). В фазе старта это касается, в первую очередь, разбега, то есть, говоря попросту, пути, который должен преодолеть самолет до того момента, когда его крылья создадут достаточную несущую силу, способную оторвать самолет от земли и поднять его в воздух. В фазе посадки речь идет о пробеге, то есть, пути, который преодолевает самолет от момента касания колесами земли до остановки. Разбег и пробег определяют требования не только к длине, но и к качеству ВПП - ведь если самолет будет двигаться на большой скорости по достаточно длинной, но неровной или поврежденной полосе, то он рискует получить серьезные повреждения и даже разбиться.

Если же самолет будет оборудован устройствами управления вектором тяги в достаточно широком диапазоне, то взлет и посадка выглядят совершенно иначе. Такие самолеты в зависимости от их возможностей подразделяют на несколько групп:

VTOL (Vertical Take off and Landing) - самолеты, способные осуществлять вертикальный взлет и посадку (СВ-ВП);
STOL (Short Take off and Landing) - самолеты с коротким взлетом и посадкой (СКВП);
VSTOL (Vertical Short Take off and Landing) - самолеты, способные осуществлять как вертикальный, так и короткий взлет и посадку (СКВВП);
STOVL (Short Take off and Vertical Landing) - самолеты, мощность силовой установки которых не позволяет взлетать вертикально, но допускает вертикальную посадку (после снижения массы путем выработки топлива и сброса внешней подвески).

Самые первые исследования устойчивость аппарата вертикального взлета показывали, что при старте и посадке вектор несущей силы должен проходить через центр тяжести самолета, а её величина должна по крайней мере на 20% превышать массу планера.