De "achilleshiel" van de moderne militaire luchtvaart is vliegveld. Zelfs niet zo erg als start- en landingsbanen. Het meest "geslepen" gevechtsvliegtuig van de laatste generatie zal nutteloos zijn als de vijand het vernietigt. Elk modern leger heeft een tiental fondsen voor een dergelijke operatie. Vooral waar voor de luchtvaart in de frontlinie.
Maar er is een heel eenvoudige oplossing voor dit probleem: ervoor zorgen dat het vliegtuig helemaal geen startbaan nodig heeft. We hebben het hier over verticale start- en landingsvliegtuigen (VTOL), die letterlijk vanuit een heel klein stukje de lucht in kunnen.
Over het ontwerp van een VTOL-vliegtuig werd al lang gedacht door ontwerpers, de ontwikkeling van ontwerpen voor VTOL-vliegtuigen begon kort na het begin van het luchtvaarttijdperk. Maar de technische mogelijkheden stonden ingenieurs niet toe om hun dromen in realiteit te vertalen.
De Tweede Wereldoorlog markeerde het begin van het tijdperk van vliegdekschepen - enorme drijvende vliegvelden die tientallen vliegtuigen konden vervoeren. Niet onderdoen voor de grootte van deze schepen en hun kosten. Dat was de reden waarom het gebruik van dek-gebaseerde VTOL-vliegtuigen voor de vloot bijzonder verleidelijk leek: in dit geval zouden vliegdekschepen kleiner, wendbaarder en goedkoper kunnen worden gemaakt.
Maar technisch gezien bleek dit probleem ingewikkelder dan het eerst leek. Het verergerde met de komst van een straalvliegtuig: het nieuwe vliegtuig had een nog grotere landingsbaan nodig.
Ondanks alle verleidingen van een dergelijk idee, zijn er maar weinig vliegtuigen in de wereld die verticaal kunnen opstijgen en landen. Voor het opstijgen en landen gebruiken ze de energie van een gasjet van een straalmotor, hoewel hun ontwerp aanzienlijk kan verschillen. Tijdens horizontale vlucht wordt de liftkracht gecreëerd door vaste vleugels.
In de USSR werden verschillende VTOL-vliegtuigen gebouwd, waarvan de bekendste de Yak-38 was. Het werd gebruikt in de vloot en deze machine kan niet succesvol worden genoemd. Aan het eind van de jaren tachtig werd een nieuw Sovjet verticaal opstijg- en landingsvliegtuig, de Yak-141, gemaakt. Het was een fundamenteel nieuw gevechtsvoertuig - een supersonische jager, die van plan was om veelbelovende Sovjetvliegdekschepen uit te rusten.
Na een paar jaar viel het land echter uit elkaar, noch nieuwe vliegdekschepen noch jagers werden absoluut noodzakelijk. Het laatste project voor de oprichting van het Yak-141-vliegtuig werd in 2003 begraven.
Geschiedenis van de schepping
Het werk aan de oprichting van een VTOL-vliegtuig begon in de jaren 50 van de vorige eeuw. Zodat het vliegtuig het zonder de startbaan kon doen, was een compleet andere motor met een zeer hoge stuwkrachtverhouding nodig (dit is de verhouding tussen de massa van het vliegtuig en de stuwkracht van de motor).
De belangrijkste klant in dit gebied was de marine.
Het eerste VTOL-vliegtuig was de Amerikaanse X-13 Vertijet, die in 1957 zijn verticale start maakte. Het was een zeer interessante machine, die opstond vanuit een rechtopstaande positie (zoals een raket). Dit vliegtuig was echter erg moeilijk en de kenmerken waren niet indrukwekkend, dus het project was gesloten.
Bij het ontwikkelen van dergelijke vliegtuigen moesten ontwerpers een groot aantal nieuwe technische problemen oplossen. Het werd duidelijk dat bij lage snelheden, wanneer een straalvliegtuig alleen op een straal bevriest, het gebruik van rolroeren en verschillende roeren nutteloos is. U kunt de machine alleen bedienen met behulp van extra reactiestromen, en de ontwerpers hebben het maken van micromotoren op straalmotoren ontwikkeld.
Vergelijkbare onderzoeken werden uitgevoerd in de USSR, maar gedurende vele jaren was het meer wetenschappelijk onderzoek dat geen praktische toepassing had.
Het eerste Sovjetvliegtuig met verticale start en landing was de Yak-36, die in 1966 van start ging. Een vervolg op dit project was de seriële Yak-38.
Een meer succesvolle ontwikkeling van VTOL was in het VK. Al in 1960 creëerde Hawker een prototype van een vliegtuig dat een verticale start kon maken. Een van de belangrijkste componenten van het succes van dit project was de creatie door Rolls-Royce van een unieke motor die 3.600 kilogram aan stuwkracht kon ontwikkelen in vier roterende sproeiers, die de start van de auto garandeerden. In 1969 werd het Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL-vliegtuig geadopteerd door de Britse luchtmacht. Tegenwoordig is de Harrier al verschillende generaties gevechtsvliegtuigen, die in dienst zijn bij een aantal landen (waaronder Groot-Brittannië en de Verenigde Staten) die hebben deelgenomen aan de gevechten en hoge vluchtprestaties hebben.
In de USSR hangt het lot van verticale start- en landingsvliegtuigen nauw samen met de ontwikkeling van het programma (projecten 1143) voor de constructie van cruisers die vliegtuigen vervoeren - schepen met zowel raket- als vliegtuigbewapening.
In het midden van de jaren zeventig begon de ontwikkeling van een op VTVP gebaseerde jager, die in staat was een schip te beschermen tegen vijandige luchtaanvallen. De ervaring met het creëren van "verticals" in de USSR was alleen in het Yakovlev Design Bureau, en deze ervaring kan niet al te positief genoemd worden.
Yak-38, goedgekeurd door de marine van de USSR, had een zeer lage stuwkracht-gewichtsverhouding en was uitgerust met drie motoren tegelijk. De ontwerpers moesten de auto zo gemakkelijk mogelijk maken, ze verwijderden zelfs de ingebouwde radar. De motoren wilden niet synchroon werken, in de omstandigheden op zuidelijke breedten begonnen ze gewoon niet. Het vliegtuig kon slechts kleine bommen en ongeleide raketten meenemen, waardoor de gevechtswaarde tot bijna nul werd gereduceerd. Met deze vliegtuigen zijn er altijd rampen geweest.
Om het startgewicht van de Yak-38 te verminderen, moest het bovendien een beperkte hoeveelheid brandstof meenemen, waardoor de actieradius aanzienlijk werd verminderd.
Het project voor de bouw van een nieuw vliegtuig voor de Yak-141-vloot voor de behoeften van de vloot begon in 1975. Staatstests stonden gepland voor 1982. Het nieuwe vliegtuig werd opgevat als een supersonische jager, aanvankelijk was het gepland om uit te rusten met één motor, maar later werd de voorkeur gegeven aan een vliegtuig met een gecombineerde energiecentrale.
De Yak-141 moest in gebruik worden genomen met de vliegtuigen-dragende kruisers (TAKR) Baku, Ulyanovsk, Riga en Tbilisi. Ook zou de nieuwe jager de Minsk- en Kyiv-raketten bewapenen als onderdeel van de modernisering van deze schepen. De Yak-141 moest de verouderde en onsuccesvolle Yak-38 vervangen.
De krachtcentrale bestond uit drie motoren: twee heffen RD-41 en één hijsen en cruisen R-79. Het werk van de krachtcentrale werd bestuurd door elektronica, het kon de Yak-141 voorzien van een verticale of verkorte start vanaf het scheepsdek.
In 1980 veranderden de militairen enigszins hun eisen aan het toekomstige vliegtuig: het moet een veelzijdig doel zijn - niet alleen in staat tot het vernietigen van luchtdoelen, maar ook van het raken van vijandige schepen en gronddoelen. Dat wil zeggen, voer de functies uit van aanvalsvliegtuigen.
Vanwege problemen met de motor werden de Yak-141-tests voortdurend overgedragen. Ze begonnen pas in 1987 en in 1990 werden vier prototypen van de jager gebouwd. In september 1991 vonden de volledige tests van het opstijgen en landen op het scheepsdek plaats. Tijdens de testperiode werden 12 wereldrecords voor snelheid en draagvermogen ingesteld. Tijdens de tests stortte een van de vliegtuigen neer. De piloot werd uitgeworpen, maar de auto was niet onderhevig aan herstel. De oorzaak van het ongeluk was een pilootfout.
Dit vliegtuig was niet alleen een belangrijke fase in de ontwikkeling van de binnenlandse vliegtuigindustrie, maar ook een tekenmachine in de geschiedenis van de wereldluchtvaart - het eerste verticale start- en landingsvliegtuig dat de geluidsbarrière brak. Opgemerkt moet worden dat de Yak-141 verticaal kan opstijgen met een volledige gevechtslading.
Dit vliegtuig had veel pech, het verscheen precies op het moment dat een groot land al de laatste maanden leefde en de economie in de afgrond viel. Na een bittere ervaring in het bedienen van de Yak-38, waren de militairen zeer wantrouwend tegenover "verticale loops". Niet de minste rol in het roemloze einde van dit veelbelovende project werd ook gespeeld door het ongeluk met Yak-141 tijdens de tests. Er was geen geld om in 1992 aan dit veelbelovende vliegtuig te blijven werken.
In Yakovlev Design Bureau werden nog twee VTOL-ontwerpen gemaakt: de Yak-43 en Yak-201, maar ze bleven op papier. De ontwikkelaars probeerden een nieuwe auto aan buitenlandse kopers aan te bieden, maar er waren geen bestellingen. Er was een korte samenwerking met de Amerikanen (Lockheed Martin), maar deze eindigde ook zonder resultaat.
In 2003 werd het project van de Yak-141 jager officieel gesloten.
beschrijving
De Yak-141 is een high-profile, het is gemaakt volgens de normale aerodynamische configuratie en is uitgerust met een gecombineerde energiecentrale. 26% van de romp van het vliegtuig is gemaakt van composietmaterialen, sommige elementen zijn gemaakt van hittebestendige titaniumlegeringen. Het geval is actief gebruikte aluminium-lithiumlegeringen met een lager gewicht.
De romp van het vliegtuig is een semi-monocoque met een rechthoekige doorsnede. Hijsmarcherende motor bevindt zich in de staart, nog twee tillen - op de voorgrond, direct achter de cockpit. De neus van de romp heeft een puntige vorm.
De vleugels hebben een trapezoïdale vorm, hoog gepositioneerd met rechte zwaai en wortelzwelling. De vleugel is zo ontworpen dat het vliegtuig supersonische snelheden kan bereiken, een manoeuvreerbaar luchtgevecht kan uitvoeren en een lange cruisevlucht kan uitvoeren.
Het staartkleed is van twee gewatteerd, bestaat uit roeren en alles draaiende stabilisatoren. Hij is bevestigd aan twee afstandsbalken, waartussen zich een hoofdmondstuk van de liftmotor bevindt.
De luchtinlaten zijn rechthoekig van vorm, ze bevinden zich direct achter de cockpit. Luchtstroom wordt geregeld door een horizontale wig.
Het landingsgestel is driewieler, het kan de val van het vliegtuig weerstaan vanaf een hoogte van vijf meter.
De structuur van de krachtcentrale Yak-141 omvat twee hefmotoren (PD) RD-41 en een marcherende en heffende (PMD) R-79. Ook tijdens de manoeuvres tijdens een verticale start worden straalroeren gebruikt, die worden aangedreven door een hef / kruismotor. De Yak-141 is qua ontwerp in de buurt van de moderne Amerikaanse VTOL van de F-35B, die ook is uitgerust met een gecombineerde elektriciteitscentrale.
Hefwerktuigen RD-41 bevinden zich voor het vliegtuig, in een speciaal compartiment, net achter de cockpit. Tijdens horizontale vlucht of op de parkeerplaats worden de motoren gesloten met speciale kleppen aan de boven- en onderkant. Tijdens het opstijgen of landen gaan ze open en voorzien ze lucht voor de motoren en openende sproeiers. De motoren worden onder een hoek van 10 ° ten opzichte van de verticaal geïnstalleerd, de spuitdoppen kunnen ± 12,5 ° verticaal ten opzichte van de motoras afwijken. De RD-41 is een eenaderige turbojetmotor met enkele as en kan werken met een snelheid van maximaal 550 km / h.
Hijs- en ondersteuningsmotor P79V-300 is een dual-circuit turbojetmotor met naverbrander en variabele stuwkrachtvectoring. Het bevindt zich aan de achterkant van het vliegtuig. De rotoren van deze motor draaien in verschillende richtingen, de compressoren worden gekenmerkt door verhoogde gasdynamische stabiliteit, in de verbrandingskamer zijn er unieke vortexbranders. Het mondstuk van de motor is draaibaar, met een instelbare dwarsdoorsnede, kan het de stuwkrachtvector met 95 ° afbuigen. De maximale stuwkracht van de Р79В-300 naverbrander is 15.500 kgf.
De Yak-141 kan op drie verschillende manieren opstijgen: verticaal, met een korte aanloop en met uitglijden (ultrakorte start). Het mondstuk van de hoofdmotor met een verticale start wijkt af naar de maximale hoek, met de start met een korte aanloop en slip is deze 65 °. Bij het opstijgen met een slip is de landingsbaanlengte zes meter.
