Самолёт вертикального взлёта и посадки ( СВВП ; англ. VTOL, Vertical Take-Off and Landing ) — самолёт , способный взлетать и садиться при нулевой горизонтальной скорости , используя тягу двигателя , направленную вертикально.

Принципиальным отличием СВВП от различных винтокрылых машин является то, что в режиме горизонтального полёта на крейсерской скорости, как и у самолёта традиционной схемы, подъёмную силу создаёт неподвижное крыло .

FAA определяет СВВП как «летательный аппарат тяжелее воздуха, способный к вертикальному взлёту и посадке, полёту на малых скоростях, который на указанных режимах использует устройства для создания подъёмной силы, приводимые двигателем или непосредственно тягу двигателя: а в режиме горизонтального полёта для создания подъёмной силы использует неподвижное крыло или крылья». Существуют, однако, различные подходы к классификации СВВП и отнесения различных летательных аппаратов к этой группе.

Условно (исходя из принципа создания подъёмной силы на вертикальных режимах) существующие СВВП можно разделить на аппараты, использующие энергию газовой струи реактивного двигателя — реактивные (например McDonnell Douglas AV-8 Harrier II , Як-38 ) — и другие аппараты, использующие вертикальную тягу воздушных винтов различной конструкции и схемы их расположения — винтовые СВВП разной конструкции, конвертопланы (например Bell V-22 Osprey ). Есть и более сложные схемы: например американский истребитель-бомбардировщик 5-го поколения F-35 B снабжён специальным подъемным вентилятором, приводимым в движение реактивным двигателем, через систему редукторов.

По компоновочной схеме

По положению фюзеляжа при взлёте и посадке.

• Вертикальное положение (так называемый tailsitter):
  • с винтами (пример: Convair XFY Pogo, Lockheed XFV );
  • реактивные;
    • с прямым использованием тяги от маршевого реактивного двигателя (пример — X-13 Vertijet );
    • с кольцевым крылом (колеоптер);
• Горизонтальное положение:
  • с винтами;
    • с поворотным крылом и винтами ( ХС-142 );
    • с поворотными винтами/вентиляторами на конце крыла ( V-22 Osprey , Bell X-22 );
    • с отклонением струи от винтов;
  • реактивные;
    • с поворотными двигателями ( );
    • с отклонением струи газов маршевого реактивного двигателя ( Hawker Siddeley Harrier );
    • с подъёмными двигателями ( Dassault Mirage IIIV );

История создания и развития СВВП

Разработка самолётов ВВП началась впервые в 1909 году русским инженером Борисом Григорьевичем Луцким . Идея была осуществлена в его первом самолёте . В 1950-х годах , когда был достигнут соответствующий технический уровень турбореактивного и турбовинтового двигателестроения, это вызвало повсеместную заинтересованность в самолётах этого типа как среди потенциальных военных пользователей, так и в конструкторских бюро . Значительным импульсом в пользу развития СВВП послужило и широкое распространение в ВВС различных стран скоростных реактивных истребителей с высокими взлётными и посадочными скоростями. Такие боевые самолёты требовали длинных взлётно-посадочных полос с твёрдым покрытием: было очевидно, что в случае масштабных военных действий значительная часть этих аэродромов, особенно прифронтовых, будет быстро выведена из строя противником. Таким образом, военные заказчики были заинтересованы в самолётах, взлетающих и садящихся вертикально на любую небольшую площадку, то есть фактически независимых от аэродромов. В значительной мере благодаря такой заинтересованности представителей армии и флота ведущих мировых держав были созданы десятки опытных самолётов ВВП разных систем. Большинство конструкций было изготовлено в 1-2 экземплярах, которые, как правило, терпели аварии уже во время первых испытаний, и дальнейшие исследования над ними уже не проводились. Техническая комиссия НАТО , огласившая в июне 1961 года требования к истребителю-бомбардировщику вертикального взлёта и посадки, дала тем самым импульс развитию сверхзвуковых самолётов ВВП в западных странах. Предполагалось, что в 1960-х — 70-х годах странам НАТО потребуется около 5 тыс. таких самолётов, из которых первые войдут в эксплуатацию уже в 1967 году. Прогноз такого большого количества продукции вызвал появление шести проектов самолётов ВВП:

• P.1150 английской фирмы « Хоукер-Сиддли » и западногерманской « Фокке-Вульф »;
• VJ-101 западногерманского Южного Объединения «EWR-Зюд» (« », « Хейнкель », « Мессершмитт »);
• D-24 нидерландской фирмы « Фоккер » и американской « Рипаблик »;
• G-95 итальянской фирмы « Фиат »;
• Мираж III V французской фирмы « Дассо »;
• F-104G в варианте ВВП американской фирмы « Локхид » совместно с английскими фирмами « » и « Роллс-Ройс ».

После того как все проекты были утверждены, должен был состояться конкурс , в котором из всех предложенных должны были выбрать лучший проект для запуска в серийное производство , однако ещё до предоставления проектов на конкурс стало ясно, что он не состоится. Оказалось, что каждое государство имеет свою собственную, отличную от других концепцию будущего самолёта и не согласится на монополию одной фирмы или группы фирм. Например, английские военные поддержали не свои фирмы, а французский проект, ФРГ поддержала проект фирмы «Локхид» и так далее. Однако итоговой каплей стало сообщение Франции , заявившей, что независимо от результатов конкурса будет работать над своим проектом самолёта «Мираж» III V.

Политические, технические и тактические проблемы повлияли на изменение концепции комиссии НАТО, которая разрабатывала новые требования. Началось создание многоцелевых самолётов. В этой ситуации только два из представленных проектов вышли из стадии предварительного проектирования: самолёт «Мираж» III V, финансируемый французским правительством, и самолёт VJ-101C, финансируемый западногерманской промышленностью. Эти самолёты были изготовлены соответственно в 3 и 2 экземплярах и подверглись испытаниям (4 из них погибли в катастрофах) до 1966 и 1971 годов. В 1971 году по заказу командования авиации ВМС США начались работы над третьим сверхзвуковым самолётом ВВП в западных странах — американским .

В итоге, лишь созданный и производимый СВВП Си Харриер активно и успешно применялся, в т.ч. во время Фолклендской войны . Современной разработкой СВВП является американский F-35 , истребитель пятого поколения. В вопросе разработки F-35 в качестве СВВП компания Локхид Мартин применила ряд технологических решений, реализованных в Як-141 .

Программа СВВП в СССР и России

Первым советским самолётом вертикального взлёта и посадки стал Як-36 . Разработка его велась в КБ Яковлева с 1960 года под руководством С. Г. Мордовина. В ходе испытаний сначала был построен и испытан летающий стенд « Турболёт », на котором отрабатывались вертикальные режимы полёта. Ведущими лётчиками-испытателями по программе Як-36 были Ю. А. Гарнаев и В. Г. Мухин. 24 марта 1966 года лётчик Мухин впервые выполнил полёт с вертикальным взлётом, переходом в горизонтальный полёт и вертикальной посадкой. В 1967 году во время демонстрационных полётов над подмосковным аэродромом «Домодедово» были показаны три сверхзвуковых самолёта КВП (короткого взлёта и посадки): конструкции А. И. Микояна ( МиГ-23ПД ), П. О. Сухого ( Т-58ВД и Т-6-1 ) и один СВВП конструкции А. С. Яковлева — Як-36 . Дальнейшим его развитием стал самолёт Як-38 , за которым последовали Як-141 и проект его модификации Як-43 . В 1990-е годы разрабатывался проект самолёта Як-201 .

В 2022 году стало известно о том, что в России компанией разрабатывается электрический самолет вертикального взлета и посадки. Сообщается, что вместимость перспективного самолета составит до 5 человек .

Преимущества и недостатки СВВП

История развития самолётов ВВП показывает, что до настоящего времени они создавались почти исключительно для военной авиации . Преимущества СВВП для военного применения очевидны. Самолёт ВВП может базироваться на площадках, размеры которых ненамного превышают его габариты . Кроме способности вертикального взлёта и посадки, самолёты ВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полёта в боковом направлении в зависимости от используемых двигательной установки и системы управления. По отношению к другим вертикально взлетающим летательным аппаратам (например, вертолётам ) — СВВП обладают несравненно бо́льшими, вплоть до сверхзвуковых ( Як-141 ) — скоростями и в целом преимуществами, свойственными летательным аппаратам с неподвижным крылом. Всё это привело к увлечению идеей вертикально взлетающего самолёта, своего рода «буму СВВП» в инженерно-конструкторской и в целом авиационной областях в 1960—1970-е годы.

Прогнозировалось широкое распространение этого типа машин, предлагалось множество проектов военных и гражданских, боевых, транспортных и пассажирских СВВП различных конструкций (типичный для 70-х годов пример проекта пассажирского лайнера СВВП — Hawker Siddeley HS-141 ).

Однако, недостатки СВВП также оказались значительными. Пилотирование этого типа машин весьма сложно для лётчика и требует от него высочайшей квалификации в технике пилотирования. Особенно это сказывается в полёте на режимах висения и переходных — в моменты перехода из висения в горизонтальный полёт и обратно. Фактически, пилот реактивного СВВП должен перенести подъёмную силу, и, соответственно, вес машины — с крыла на вертикальные газовые струи тяги или наоборот.

Такая особенность техники пилотирования ставит сложные задачи перед пилотом СВВП. Кроме того, в режиме висения и переходных режимах СВВП в целом неустойчивы, подвержены боковому скольжению, большую опасность в эти моменты представляет возможный отказ подъёмных двигателей (такой отказ нередко служил причиной аварий серийных и экспериментальных СВВП). Также, к недостаткам можно отнести значительно меньшую в сравнении с самолётами обычной схемы грузоподъёмность и дальность полёта СВВП, большой расход топлива на вертикальных режимах полёта, общую сложность и дороговизну конструкции СВВП, разрушение покрытий взлётно-посадочных площадок горячим газовым выхлопом двигателей.

Указанные факторы, а также резкое повышение на мировом рынке цен на нефть (и, соответственно, авиационное топливо) в 70-х привели к практическому прекращению разработок в области пассажирских и транспортных реактивных СВВП.

Из множества предложенных проектов реактивных транспортных СВВП практически был завершён и испытан лишь один самолёт Dornier Do 31 , однако и эта машина серийно не строилась. Исходя из всего вышеизложенного, перспективы широких разработок и массового применения реактивных СВВП очень сомнительны. В то же время, существует современная конструкторская тенденция к отходу от традиционной реактивной схемы в пользу СВВП с винтомоторной группой (чаще — конвертопланов): в частности, к таким машинам относится производящийся серийно в настоящее время Bell V-22 Osprey и разрабатываемый на его основе Bell/Agusta BA609 .

См. также

• Самолёт укороченного взлёта и посадки
• Классификация самолётов по конструктивным признакам и силовой установке
• Q-Starling

Литература

• Э. Цихош «Сверхзвуковые самолёты» пр. «Самолёты вертикального взлёта и посадки». Москва , 1983

Примечания

Ссылки

• д/ф ( Discovery World )