РЕФЕРАТ
на тему:
“Літаки вертикального зльоту і посадки.
Особливості літаків. Реактивні літаки цього типу. Їх застосування”
Вперше в нашій країні схема СВВП із реактивним двигуном зі змінюваним напрямком вектора тяги був запропонований у 1946р. конструктором К.А. Шуликовим. Ним було також уперше запропоноване поворотне сопло реактивного двигуна, особливість конструкції якого, як вказувалося в авторському посвідченні №166244 від 18 грудня 1948р., "полягає в тому, що воно обладнане поворотними у вертикальній площині реактивними насадками, які монтуються на опірних підшипниках і зв'язані черв'ячною передачею з привідним механізмом. За допомогою цих насадок можна змінювати напрямок вектора тяги у вертикальній площині. При такій конструкції сопла енергію газів струменя можна використовувати безпосередньо як джерело піднімальної тяги для здійснення вертикального злету, вертикальної посадки і гальмування літального апарата. "
| Проекти запропоновані К.А. Шуликовим. 1947 р. |
Поворот реактивних насадок здійснювався від електропривода за допомогою черв'ячної передачі. Сопла постачені направляю - щими лопатками і мають кожухи для охолодження. Насадки можуть повертатися на будь-який заданий рівень, завдяки чому досягається необхідне відхилення газового струменя в залежності від режиму польоту. Максимальне відхилення відповідає зльоту і посадки, для гальмування сопло відхиляється вперед.
К.А. Шуликовим були розроблені кілька проектів СВВП, постачених реактивними двигунами з поворотними соплами. Сопла могли відхилятися на такий кут, щоб рівнодіюча сила тяги ТРД проходила через центр ваги літака.
Особливий інтерес представляє проект СВВП із ТРД РД-45, запропонований К.А. Шуликовим у 1947р. У цього літака предполага- лось використовувати крім основних поворотних сопел, через которие випливає основна частина газів ТРД, допоміжні пово- ротні насадки. Завдяки цьому при установки основних сопів у відхилене положення, що відповідає режимам злету і посадки, можна забезпечувати керування літаком, повертаючи допоміжні насадки. Двигун розміщався в носовій частині СВВП у похилому положенні по так називаної реданной схемі, що забезпечувало додатковий момент тангажа, скорочуючи розбіг літака при короткому зльоті. Для керування літаком на різних режимах польоту в проекті передбачалося використовувати поворотний стабілізатор.
Недостатню тяговооружённость СВВП автор поліпшив в іншому своєму проекті, у якому передбачалося використовувати більш могутній ТРД ВК-1.
У запропонованих проектах не використовувалася струминна система керування, що передбачалося забезпечити тільки за допомогою поворотних сопел, проте можна бачити, що запропонована К.А. Шуликовим схема СВВП на кілька років випереджала предло- женную М.Вибо схему СВВП із поворотними соплами, використану пізніше для СВВП P.1127.
Іншим нашим конструктором - А.Я. Щербаковим у 1947р. було вперше запропоноване використовувати піднімальні реактивні двигуни, що повинні створювати піднімальну тягу і забезпечувати вертикальний зліт і посадку літака. Ним був також розроблений проект СВВП із поворотними ТРД, а в 1948р. був побудований експериментальний апарат, що випробувався підвішеним на стенді.
Теоретичні й експериментальні дослідження СВВП проводилися в Льотно-дослідницькому інституті ім. М.М. Громова, де в 1955р. експериментальний апарат "Турболіт" був побудований конструкторським колективом під керівництвом А.Н.Рафаелянца і В.Н.Матвєєва.
| "Турболіт" |
Цей апарат являє собою металеву ферму, на якій у вертикальному положенні встановлений реактивний двигун ЧЕРВОНИЙ-9Т. Поруч із двигуном розташована закрита кабіна пілота і баки з паливом. Апарат коштує на землі на чотирьох опорах шасі з невеликими колісьми.
Для керування на апараті у вихідному соплі ТРД установлені два газових керма. Відхиляючи їх у різні сторони, можна одержати подовжнє і поперечне керування апаратом. Крім того, він був постачений струминними рулями, установленими на чотирьох довгих фермах. Струминні рули забезпечують шляхове керування аппара- тім, а також могли бути використані замість газових рулей і для подовжнього і поперечного керування. Керуються струминні і газові рули за допомогою ручки і педалей у кабіні льотчика.
"Турболіт", випробовуваний льотчиком-випробувачем Ю.А. Гарнаевим, успішно літав спершу на прив'язі, а потім у вільному польоті. Керування за допомогою газових і струминних рулей діяло дуже ефективно. Керований льотчиком апарат міг вертикально підніматися , переміщатися в повітрі в будь-якому напрямку і сідати на площадку, по розмірах лише трохи перевищуючі розміри самого апарата. Апарат "Турболёт" демонструвався в польоті на повітряному святі в Тушино в 1957р., а надалі використовувався для оцінки стійкості і керованості СВВП.
На початку 50-х і кінці 60-х років проблема вертикального (чи укороченого) злету і посадки найбільше часто обговорювалася на сторінках спеціальних видань. Цей факт стане зрозумілим, якщо врахувати, що одним з найважливіших достоїнств літака, як військової зброї в плині багатьох літ була максимальна швидкість його горизонтального польоту (для повітряного транспорту вона в доступному для огляду майбутньому залишиться головним покозателем з погляду пасажира ), збільшенню якої супроводжував ріст вертикальної швидкості і висоти вертикального польоту.
Введення в експлуатацію нових типів літаків з максимальною швидкістю, соответсвующей М=2,0 - 2,5, сопровождалася ростом злітної і посадкової швидкості до 250-300 км/год, що зажадало удлиннения взлётно - посадкової смуги і, отже, створення нових ВПП. Такий несприятливий оборот справи не удалося радикально виправити застосуванням високоефективною механізацією крила, а пізніше і крила змінюваної геометрії. Обоє цих способу дозволили лише зм'якшити ситуацію, посколько відношення максимальної швидкості до мінімального в літаках не може регулюватися безмежно. Для перших серійних надзвукових літаків це відношення складало близько 5-9 і зросло до 10 для літаків другого покоління, а для літаків зі змінюваної стреловидностью крила воно досягло 11,5.
Стало ясно, що необхідно змінити принцип злету і посадки - замість дотичного щодо землі напрямку руху перейти по можливості до вертикально за допомогою доповнення аеродинамічної піднімальної сили вертикальної складової тяги рухової установки. У граничному випадку тяга двигунів цілком може бути спрямована вертикально, а її величина перевищувати вагу літака. Якщо при цьому виконуються умови стійкості і керованості, то можливий підйом літака при нульовій горизонтальній швидкості. У такий спосіб народилася ідея літака вертикального злету і посадки (ВВП) і літака короткого злету і посадки (КВП).
Конструктивна ідея літаків ВВП і КВП
Розробка літаків ВВП почалася вперше в 50-х роках, коли був досягнутий відповідний технічний рівень турбореактивного і турбогвинтового двигателястроения, що викликало повсюдну заинтерисованность у літаках цього типу як серед потенційних користувачів, так і в конструкторських бюро. За десятиліття минулі з тих пір, у світі були створено десятки досвідчених літаків ВВП різних систем. Большенство конструкцій було розроблено в 1-2 екземплярах, що, як правило терпіли аварії вже під час перших іспитів, і подальші дослідження над ними вже не проводилися. Великі надії, що зв'язувалися з такими літаками, наштовхнулися на серйозних практичних труднощів , і, по опублікованим даним, на Заході зараз мається єдиний випуска серійно околозвуковой літак-штурмовик ВВП "Харриер" Р.1127 британської фірми "Хоукер - Сиддли" (виготовлений так само по ліцензії в США під індексом АV-8).
Технічна комісія НАТО, що оголосила в червні 1961р. вимоги истребителю-бомбордировщику вертикального злету і посадки, дала тим самим визначений імпульс сверхзвукрвих літаків ВВП у західних країнах. Передбачалося, що в 60-х - 70-х роках країнам НАТО буде потрібно більш 5000 таких літаків, з которихх перші ввійдуть в експлуатацію вже в 1067р. Прогноз такої великої кількості продукції викликав шести проектів надзвукових літаків: Р.1150 англійської фірми "Хоукер-Сиддли" і западногерманской "Фокке-Фульф"; Vj-101 западногермаского Південного Об'єднання "EWR-Зюд" (Бельков Хенкел Мессершмитт); D-24, голландської фірми "Фоккер" і амереканской "Рипаблик"; G-95 італійської фірми "Фиат"; "Мираж" III-V французкой фірми "Дассо" і F-104G у варіанті ВВП амереканской фірми "Локхид" разом з англійськими фірмами "Шортів" і "Роллс-Ройс".
Ще до представлення проектів на конкурс стало ясно, що він не відбудеться. Виявилося, що кожна держава має свою особливу, відмінну від інших концепцію майбутнього літака і не погодиться на монополію однієї чи фірми групи фірм. Наприклад, англійські військові підтримали не свої фірми, а французкий проект, Федиративная Республіка Німеччина підтримала проект фірми "Локхид" і т.д.Долю конкурсу зумовила, по-видемому, Франція, представники якої заявили, що незалежно від результатів конкурсу будуть працювати над своїм проектом літака "Міраж" III-V.
| Літаки вертикального злету і посадки Бальзак фірми "Дассо" і Vj-101C-X2 обединения "EWR-Зюд" під час наземних іспитів. |
Політичні, технічні і тактичні проблеми вплинули на зміну концепції комісії НАТО, що розробила нові вимоги. Почалося створення багатоцільових літаків. У цієї ситуація тільки два з представлених проектів вийшли зі стадії попереднього проектування: літак "Міраж" III-V, финансируемий французким урядом, і літак Vj-101C об'єднання "EWR-Зюд", фінансується западногерманской промисловістю.Ці літаки були розроблені відповідно в 3 і 2 екземплярах і піддалися іспитам (4 з них загинуло в катастрофах) до 1966 і 1971 р. У 1971 р. за замовленням командування авіації ВМС США почалися роботи над третім надзвуковим літакам ВВП у західних країнах - американським XFV-12A.