هواپیمای برخاست عمودی. VTOL

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

چند کارکردی و کمال طراحی ترکیبی از یک تکنیک منحصر به فرد هوانوردی - یک هواپیمای برخاست و فرود عمودی است. بهترین اذهان روسیه، انگلیس و ایالات متحده آمریکا طی سالیان متمادی توسعه و نوسازی بیشتر آنها، الگوهای افسانه ای را در مبارزه رقابتی خلق کرده اند. افزایش سرعت، ارتفاع پرواز، ظرفیت حمل و همچنین عملکرد رزمی با بهبود مداوم موتور جت سنگین مرتبط است. این چیزی است که هواپیماهای برخاست عمودی را به واحد اصلی نیروی هوایی جهان تبدیل کرد.

اول به صورت عمودی

اولین تکنیک برخاستن و فرود عمودی که به طور آزمایشی در سال 1954 ایجاد شد، توسعه خودروی آزمایشی هوایی مدل 65 بود. طرح طراحی شده از واحدهای موجود از هواپیماهای مختلف تشکیل شده است - بدنه و دم عمودی از بدنه هواپیما، بالها قرض گرفته شده است.- در هواپیمای سسنا مدل 140A و شاسی - در هلیکوپتر بل مدل 47. تا به حال، طراحان مدرن تعجب می کردند که چگونه ترکیب این عناصر منفرد می تواند چنین نتیجه ای داشته باشد!

هواپیمای شرکت آمریکایی بل تا پایان سال ۱۹۵۳ آماده شد. یک ماه بعد، اولین پرواز با معلق ماندن در هوا انجام شد و شش ماه بعد - اولین پرواز رایگان آن. اما نوسازی هواپیما متوقف نشد و برای یک سال دیگر با آزمایش و آزمایش در هوا به عملکرد مورد نیاز رسید.

واکنشی، اما نه خیلی

موتورهای واقع در کناره های بدنه 90 درجه به سمت پایین چرخیدند و در نتیجه نیروی بالابر و رانش را برای پرواز ایجاد کردند. توربوشارژر منبع تغذیه شدیدی را مستقیماً به خود نازل‌های هوا در انتهای بال و پر می‌رساند. این امر کنترل کل ساختار هواپیما را در حالت شناور تضمین می کند و با حفظ این امکان حتی در هنگام حرکت با سرعت کم.

اما به زودی، طبق نتایج آزمایش، بل از ادامه همکاری با این پروژه خودداری کرد. اولین هواپیمای VTOL چنان نیروی رانش جت داشت که به سختی از وزن برخاست خود فراتر رفت، اگرچه برای حرکت افقی بیش از حد بود.

با چنین ویژگی هایی، برای خلبان دشوار بود که سرعت را در مقادیر قابل قبول، بدون تجاوز از محدودیت های حداکثر سرعت پرواز افقی، حفظ کند. از این رو زاویه توجه آمریکایی ها به سمت تحولات دیگری رفته است.

تنها Yak-141 در جهان

در سال 1992، روزنامه نگاران معتبر دعوت شده ویژه از علاقه خطوط هوایی پیشرو غربی به این تکنیک شگفت زده شدند. کارشناسان متوجه ویژگی های این هواپیما شدند که فراتر از ایده های استاندارد در مورد هواپیمای جنگی بود. بدیهی است که طی سالها تحقیقی که به موازات آن در چندین کشور انجام شده است، هواپیماهای شوروی شایسته دریافت نخل خواهند بود.

این Yak-141، تنها هواپیمای مافوق صوت VTOL در جهان در آن زمان بود. این با طیف گسترده ای از ماموریت های جنگی، سرعت بالا و مانور منحصر به فرد متمایز بود که بلافاصله به رسمیت شناخته شد.

آمریکایی ها و اروپایی ها توسعه خود را در این راستا در دهه 60 آغاز کردند. در نمایشگاه سال 1961 در فارنبرو، تنها یک شرکت انگلیسی توانست نتیجه شایسته ای ارائه دهد. هواپیمای اصلی جنگی آینده نیروی هوایی بریتانیا، جنگنده Harrier VTOL، نه تنها جالب ترین، بلکه محافظت شده ترین نمایشگاه بود.

انگلیسی ها به هیچکس اجازه ورود ندادند، حتی متحدانشان، آمریکایی ها. تنها کسی که برای شایستگی ها و سهم ویژه در پیروزی بر آلمان نازی استثنا قائل شد، طراح معروف مبارزان شوروی - A. S. Yakovlev بود. او نه تنها دعوت شد، بلکه با قابلیت های این تکنیک نیز آشنا شد.

مسابقه عمودی قدرت های جهانی

توسعه در اتحاد جماهیر شوروی در آن زمان به موفقیت هایی دست یافت، اما هنوز به طور قابل توجهی نسبت به بریتانیایی ها پایین تر بود. آزمایشات با توربوفلای اختراع شده به طراحان تجربه ارزشمندی داد و این امکان پذیر شدنصب دو موتور توربوجت بر روی هواپیما. نازل های آنها می توانست 90 درجه بچرخد.

تست V. Mukhin هواپیمایی به نام Yak-36 را به آسمان برد. اما هنوز یک خودروی جنگی تمام عیار نبود. در نمایش های نمایشی، به جای موشک، مدل های خاصی آویزان شد. به هر حال، هواپیما هنوز برای سلاح های واقعی آماده نشده بود.

در سال 1967، کمیته مرکزی CPSU وظیفه ایجاد یک هواپیمای سبک با برخاست عمودی را برای تیم پروژه یاکولف تعیین کرد. مدل به روز شده که Yak-38 نام دارد، حتی از سوی A. Tupolev نیز واکنشی مشکوک به همراه داشت. اما قبلاً در سال 1974، 4 هواپیمای اول آماده شدند.

پس از برتری بی چون و چرای بمب افکن های بریتانیایی هریر در آسمان در جنگ فالکلند، برای دولت اتحاد جماهیر شوروی آشکار شد که باید Yak-38 خود را بهبود بخشد. بنابراین، در سال 1978، کمیسیون Minaviaprom پروژه ای را برای دفتر طراحی Yakovlev تصویب کرد - ایجاد یک جنگنده عمودی به روز شده Yak-141.

دارنده رکورد شوروی

یک موتور منحصر به فرد مجهز به سیستم کنترل کامل در روسیه به طور خاص برای هواپیماهای برخاست عمودی ایجاد شد. برای اولین بار در جهان، راه حلی برای نازل چرخشی پس سوز پیدا شد - چیزی که نه تنها طراحان هواپیماهای شوروی، بلکه همچنین طراحان هواپیماهای خارجی به مدت یک دهه روی آن کار کرده اند. این امر امکان تکمیل چرخه آزمایش زمینی Yak-141 و ارسال آن را برای بلند شدن فراهم کرد. از اولین آزمایشات، او بهترین عملکرد پرواز خود را تایید کرد.

یکی از بهترین ها بودپروژه های هواپیمایی مخفی، 11 سال طول کشید تا آژانس های اطلاعاتی غربی فقط بفهمند که چگونه به نظر می رسد. هواپیمای حامل چند منظوره Yak-141، یک جنگنده نسل چهارم، 12 رکورد جهانی را به نام خود ثبت کرد. هدف از آن به دست آوردن برتری هوایی و ایجاد پوشش برای موقعیت از جانب دشمن بود. مکان یاب آن به شما امکان می دهد هم به اهداف هوایی و هم به اهداف زمینی ضربه بزنید. توانایی دستیابی به حداکثر سرعت تا 1800 کیلومتر در ساعت. بار رزمی - 1000 کیلوگرم. برد جنگی 340 کیلومتر است. حداکثر ارتفاع پرواز تا 15 کیلومتر است.

سیاست گورباچف

سیاست های بیشتر برای کاهش هزینه های صنایع دفاعی تأثیر خود را داشته است. برای نشان دادن گرم شدن روابط اقتصادی خارجی، دولت به طور قابل توجهی تولید ناوهای هواپیمابر را تعدیل کرد. به دلیل عدم وجود کشتی های مستقر در ارتباط با خروج ناوهای هواپیمابر از ناوگان روسیه پس از سال 1987، توسعه Yak-141 متوقف شد.

با وجود این، ظاهر Yak-141 گام مهمی در طراحی هواپیما بود. هواپیماهای برخاست عمودی روسی به تجهیزات ضروری نیروی هوایی تبدیل شده‌اند و در مدرن‌سازی بیشتر جنگنده‌ها، دانشمندان عمدتاً بر نتایج سال‌ها کار یاکولف تکیه کردند.

MiG-29 (Fulcrum)

توسعه یافته توسط دفتر طراحی A. Mikoyan، جنگنده نسل چهارم روسی MiG-29 بهترین ویژگی ها را برای نبرد هوایی با موشک در بردهای متوسط و کوتاه ترکیب می کند.

در ابتدا، VTOL MiG برای تخریب طراحی شده بودهر نوع هدف هوایی تحت هر شرایط آب و هوایی. عملکرد خود را حتی در صورت وجود تداخل حفظ می کند. مجهز به موتورهای دو مداره بسیار کارآمد، قادر است اهداف زمینی را نیز مورد اصابت قرار دهد. در اوایل دهه 70 طراحی شد، اولین برخاستن در سال 1977 انجام شد.

استفاده ازبسیار آسان است. میگ 29 پس از وارد شدن به خدمت در نیروی هوایی در سال 1982 به جنگنده اصلی نیروی هوایی روسیه تبدیل شد. علاوه بر این، بیش از 25 کشور بیش از هزار هواپیما خریداری کرده اند.

درنده بالدار آمریکایی

آمریکایی ها همیشه در امر دفاع دقیق هستند، در ساخت جنگنده های قدرتمند نیز سرآمد هستند.

نامگذاری شده از نام پرنده شکاری، هریر به عنوان یک هواپیمای تهاجمی چند منظوره و سبک برای پشتیبانی هوایی از نیروهای زمینی، رزمی و شناسایی طراحی شده است. به دلیل عملکرد عالی در نیروی دریایی اسپانیا و ایتالیا نیز استفاده می شود.

با تبدیل شدن به اولین در کلاس خود، VTOL Hawker Siddeley Harrier بریتانیا به نمونه اولیه تغییر انگلیسی-آمریکایی AV-8A Harrier در سال 1978 تبدیل شد. کار مشترک طراحان دو کشور آن را به هواپیمای تهاجمی نسل دوم خانواده هریر ارتقا داد.

در سال 1975 مک دانل داگلاس جایگزین انگلیس شد که به دلیل ناتوانی مدیریت در تحمل بودجه مالی پروژه را ترک کرده بود. اقدامات انجام شده برای اصلاح کامل AV-8A Harrier امکان دستیابی به جنگنده AV-8B را فراهم کرد.

Advanced AV-8B

براساس فناوریمدل قبلی، AV-8B از نظر ارتقاء کیفیت بسیار بهبود یافته است. کابین خلبان بلند شد، بدنه بازطراحی شد، بال ها به روز شدند و یک نقطه تعلیق اضافی برای هر بال اضافه شد. سلاح های با دقت بالا مستقیماً با ورود به منطقه پرتاب رها می شوند، احتمال انحراف می تواند تا 15 متر باشد.

این مدل از نظر آیرودینامیک بیشتر بهبود یافت و در نتیجه بهترین هواپیما با برخاست عمودی را در ایالات متحده ایجاد کرد. مجهز به موتور پگاسوس به روز شده، امکان برخاستن و فرود عمودی را فراهم کرد. AV-8B در اوایل سال 1985 وارد خدمت پیاده نظام ایالات متحده شد.

توسعه متوقف نشد و بعدها مدل‌های AV-8B(NA) و AV-8B Harrier II Plus تجهیزاتی را برای عملیات‌های رزمی در شب دریافت کردند. بهبود بیشتر آن را به یکی از بهترین نمایندگان نسل پنجم هواپیمای برخاست عمودی - Harrier III تبدیل کرد.

طراحان شوروی روی تکلیف کوتاه برخاست سخت کار کردند. این دستاوردها توسط آمریکایی ها برای F-35 به دست آمد. نقشه های اتحاد جماهیر شوروی نقش بزرگی در تکمیل مهاجم مافوق صوت چند منظوره F-35 ایفا کرد. این جنگنده VTOL بعداً با شایستگی وارد خدمت نیروی دریایی بریتانیا و ایالات متحده شد.

بوئینگ. فراتر از محدودیت ها

تسلط بر ایروباتیک و ویژگی های منحصر به فرد اکنون نه تنها توسط جنگنده ها، بلکه توسط هواپیماهای مسافربری نیز به نمایش گذاشته شده است. بوئینگ 787 دریم لاینر یکجت مسافربری عمودی دو موتوره پهن پیکر بوئینگ.

بوئینگ 787-9 برای 300 مسافر با برد 14000 کیلومتر طراحی شده است. خلبانی در فارنبرو با وزن 250 تن ترفند شگفت انگیزی انجام داد: او یک هواپیمای مسافربری را بلند کرد و یک تیک آف عمودی انجام داد که فقط برای یک جت جنگنده امکان پذیر است. بهترین خطوط هوایی فوراً از شایستگی های آن قدردانی کردند ، سفارشات خرید آن بلافاصله از کشورهای پیشرو جهان شروع شد. با توجه به وضعیت ابتدای سال 1395 تعداد 470 دستگاه فروخته شد. بوئینگ VTOL به یک محصول منحصر به فرد مسافر تبدیل شده است.

قابلیت های هواپیما در حال گسترش است

طراحان روسی با موفقیت روی یک پروژه عمرانی برای توسعه هواپیمایی با برخاست و فرود عمودی کار می کنند که نیازی به مکان های برخاست ندارد. این می تواند به طور موثر بر روی انواع مختلف سوخت، هم بر روی زمین و هم بر روی آب عمل کند.

دارای طیف گسترده ای از کاربردها:

• ارائه مراقبت های پزشکی فوری؛
• شناسایی هوایی؛
• عملیات نجات؛
• استفاده خصوصی برای اهداف رسمی.

و همچنین برای اهداف خصوصی

کاربران احتمالی ممکن است وزارت موقعیت‌های اضطراری و خدمات نجات، وزارت امور داخلی، خدمات پزشکی و سازمان‌های تجاری عادی باشند.

هواپیمای برخاست عمودی جدید با قابلیت پرواز در ارتفاع تا 10 کیلومتر و رسیدن به سرعت تا 800 کیلومتر در ساعت.

قابلیت های نسل جدید این هواپیما برای استفاده حتی درفضاهای محدود: در شهر، در جنگل، در صورت لزوم، حتی در شرایط اضطراری.

دایره ساخته شده توسط پروانه چنین هواپیمایی به عنوان ناحیه باربری آن در نظر گرفته می شود. نیروی بالابر با چرخش روتور اصلی ایجاد می شود که با استفاده از هوا از بالا، آن را به سمت پایین هدایت می کند. در نتیجه، یک فشار کاهش یافته در بالای منطقه ایجاد می شود، و یک فشار افزایش یافته در زیر آن.

بر اساس قیاس با هلیکوپتر طراحی شده است، در واقع به عنوان مدل پیشرفته تر و سازگارتر آن با شرایط مختلف، قادر به برخاستن عمودی، فرود و شناور شدن در یک مکان است.

بازگشت جنگ سرد

دستاوردهای طراحان هواپیما در این مثال تأیید کرده است که فناوری بالا و هواپیمای برخاست عمودی می توانند به همان اندازه برای اهداف دولتی و غیرنظامی مفید و مورد تقاضا باشند.

در دوران جنگ سرد، قدرت‌های پیشرو جهان مجذوب پروژه‌های ساخت هواپیمای جنگی بودند که به فرودگاه‌های سنتی نیاز نداشت. این با آسیب پذیری جزئی چنین اشیایی با هواپیماهای مستقر در برابر دشمن توضیح داده شد. علاوه بر این، باند گران قیمت تضمینی برای محافظت نبود. این دوره مهمترین مرحله در توسعه فعالیتهای طراحی هواپیما در نظر گرفته می شود.

استراتژیست های غربی و داخلی 30 سال است که هواپیماهای VTOL را با پشتکار مدرن سازی کرده اند و در جنگنده های نسل پنجم به کمال رسیده اند. و فناوری های اساسی اتخاذ شده امکان استفاده از پیشرفت های بلندمدت پیشروهای جهان را فراهم می کندطراحان هواپیما.