Jak-141: sovjetski vertikalni zrakoplov za uzlijetanje (VTOL) i slijetanje

"Ahilova peta" moderne vojne avijacije su zračne luke. Čak i ne kao piste. Većina "prevarenih" borbenih zrakoplova posljednje generacije bit će beskorisna ako ga neprijatelj uništi. Svaka moderna vojska ima desetak sredstava za takvu operaciju. Osobito vrijedi za avijaciju frontalne linije.

No, postoji vrlo jednostavno rješenje za ovaj problem: osigurati da zrakoplov uopće ne treba piste. Riječ je o vertikalnom polijetanju i slijetanju zrakoplova (VTOL), koji su u stanju ući u nebo doslovno iz malene zakrpe.

Razmišljanja o stvaranju takvog zrakoplova dugo su posjećivala dizajnera, razvoj dizajna zrakoplova VTOL počeo je ubrzo nakon početka zrakoplovne ere. No, tehničke mogućnosti nisu omogućile inženjerima da prenesu svoje snove u stvarnost.

Drugi svjetski rat označio je početak razdoblja nosača zrakoplova - ogromnih plutajućih aerodroma sposobnih za nošenje desetaka zrakoplova. Nije niža od veličine tih brodova i njihove cijene. Zbog toga je uporaba zrakoplova za palubu VTOL za flotu izgledala posebno primamljivo: u ovom slučaju, nosači zrakoplova mogli bi biti manji, manevriraniji i jeftiniji.

No, tehnički, ovaj se problem pokazao kompliciranijim nego što se činilo na prvi pogled. To se pogoršalo dolaskom mlaznih zrakoplova: novi zrakoplovi su trebali još veću pistu.

Unatoč svim iskušenjima takve ideje, na svijetu postoji nekoliko zrakoplova koji mogu poletjeti i sletjeti okomito. Za polijetanje i slijetanje koriste energiju plinskog mlaza iz mlaznog motora, iako se njihova konstrukcija može značajno razlikovati. Tijekom horizontalnog leta, sila podizanja se stvara fiksnim krilima.

U SSSR-u je izgrađeno nekoliko zrakoplova VTOL, od kojih je najpoznatiji bio Jak-38. Koristio se u floti, a ovaj se stroj ne može nazvati uspješnim. Krajem 1980-ih nastao je novi sovjetski zrakoplov za uzlijetanje i slijetanje, Jak-141. Bio je to temeljito novo borbeno vozilo - nadzvučni borac, koji je planirao opremiti obećavajuće sovjetske nosače zrakoplova.

Međutim, nakon nekoliko godina, zemlja se raspala, niti novi nosači zrakoplova niti borci postali apsolutno nužni. Završni projekt za stvaranje zrakoplova Yak-141 pokopan je 2003. godine.

Povijest stvaranja

Radovi na stvaranju zrakoplova VTOL-a započeli su 50-ih godina prošlog stoljeća. Da bi zrakoplov mogao bez piste, bio je potreban potpuno drugačiji motor s vrlo visokim omjerom potiska (to je omjer mase zrakoplova i potiska motora).

Glavni kupac na ovom području bila je mornarica.

Prvi VTOL zrakoplov bio je američki X-13 Vertijet, koji je svoj vertikalni uzlet 1957. Bio je to vrlo zanimljiv stroj, koji je poletio iz uspravnog položaja (poput rakete). Međutim, ovaj zrakoplov bio je vrlo težak, a njegove karakteristike nisu bile impresivne, tako da je projekt bio zatvoren.

Pri razvoju takvih zrakoplova dizajneri su morali riješiti veliki broj novih tehničkih problema. Postalo je jasno da se pri malim brzinama, kada se mlazni avion smrzne samo na mlazu, uporaba krilaca i krilaca beskorisna. Možete upravljati strojem samo uz pomoć dodatnih reaktivnih tokova, a dizajneri su napravili mikromotore na mlaznom pogonu.

Slične studije provedene su iu SSSR-u, ali je dugi niz godina bilo više znanstvenih istraživanja koja nisu imala praktičnu primjenu.

Prvi sovjetski zrakoplov vertikalnog uzlijetanja i slijetanja bio je Jak-36, koji je poletio 1966. godine. Nastavak ovog projekta bio je serijski Jak-38.

Uspješniji razvoj VTOL-a bio je u Velikoj Britaniji. Već 1960. godine Hawker je stvorio prototip zrakoplova koji je uspio napraviti vertikalni polet. Jedna od glavnih komponenti uspjeha ovog projekta bilo je stvaranje Rolls-Roycea jedinstvenim motorom koji je mogao razviti 3.600 kilograma potiska u četiri okretne mlaznice, što je osiguralo polijetanje automobila. Godine 1969. zrakoplov Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL usvojen je od strane britanskog ratnog zrakoplovstva. Danas, Harrier je već nekoliko generacija borbenih zrakoplova, koji su u službi s brojnim zemljama (uključujući Britaniju i Sjedinjene Države) koje su sudjelovale u borbama i imaju visoke performanse leta.

U SSSR-u, sudbina vertikalnih zrakoplova za uzlijetanje i slijetanje usko je povezana s razvojem programa (projekti 1143) za izgradnju zrakoplovnih kruzera - brodova koji su imali i raketno i zrakoplovno naoružanje.

Još sredinom sedamdesetih godina prošlog stoljeća počeo je razvoj borbenog aviona VTVP, sposobnog za zaštitu broda od neprijateljskih zračnih napada. Iskustvo stvaranja "vertikala" u SSSR-u bilo je samo u Design Bureau Yakovlev, i to se iskustvo ne može nazvati previše pozitivnim.

Jak-38, usvojen od strane ratne mornarice SSSR-a, imao je vrlo nizak omjer težine i težine i bio je opremljen s tri motora odjednom. Dizajneri su morali automobil učiniti što je moguće lakšim, čak su uklonili radar na brodu. Motori nisu htjeli raditi sinkrono, u uvjetima južne širine, jednostavno nisu počeli. Zrakoplov bi mogao ukrcati samo male bombe i nevodene rakete, što je smanjilo njegovu borbenu vrijednost na gotovo nulu. S tim je avionima uvijek bilo katastrofa.

Osim toga, kako bi se smanjila težina polijetanja jak-38 bio je prisiljen uzeti ograničenu opskrbu gorivom, što je značajno smanjilo njegov radijus djelovanja.

Projekt stvaranja novog zrakoplova za flotu Yak-141 za potrebe flote započeo je 1975. godine. Državni testovi zakazani su za 1982. Novi zrakoplov zamišljen je kao nadzvučni borac, isprva je planirano da se opremi jednim motorom, ali je kasnije prednost dana zrakoplovu s kombiniranom elektranom.

Yak-141 je trebao ići u službu s kruzerima za nošenje zrakoplova (TAKR) Baku, Uljanovsk, Riga i Tbilisi. Također, novi borac planirao je naoružati rakete Minsk i Kijev kao dio modernizacije tih brodova. Jak-141 je trebao zamijeniti zastarjele i neuspješne Jak-38.

Elektrana se sastojala od tri motora: dva podizna RD-41 i jednog dizala i krstarenja R-79. Rad elektrane kontroliran je elektronikom, a Yak-141 mogao je osigurati vertikalno ili skraćeno polijetanje s brodske palube.

Godine 1980. vojska je donekle promijenila zahtjeve za buduće zrakoplove: mora biti višenamjenska - sposobna ne samo uništiti zračne ciljeve, nego i udariti neprijateljske brodove i zemaljske ciljeve. To jest, obavljati funkcije napada zrakoplova.

Zbog problema s motorom, testovi Yak-141 stalno su se prenosili. Počeli su tek 1987., a do 1990. izgrađeni su četiri prototipa borca. Potpuna ispitivanja polijetanja i slijetanja na palubi broda održana su u rujnu 1991. godine. Tijekom razdoblja testiranja postavljeno je 12 svjetskih rekorda za brzinu i nosivost. Tijekom testiranja, jedan od zrakoplova se srušio. Pilot je izbačen, ali automobil nije bio oporavljen. Uzrok nesreće je bila pogreška pilota.

Ovaj zrakoplov nije bio samo važna faza u razvoju domaće zrakoplovne industrije, nego i znakna mašina u povijesti svjetskog zrakoplovstva - prvi vertikalni zrakoplov za uzlijetanje i slijetanje koji je razbio zvučnu barijeru. Valja napomenuti da je Yak-141 u stanju poletjeti okomito s punim borbenim opterećenjem.

Ovaj je zrakoplov bio vrlo nesretan, pojavio se u trenutku kada je ogromna zemlja već živjela posljednje mjesece, a gospodarstvo je padalo u ponor. Imajući gorko iskustvo u upravljanju Jak-38, vojska je bila vrlo sumnjičava prema "vertikalnim petljama". Ni najmanje ulogu u neslavnom kraju ovog obećavajućeg projekta odigrao je i slučaj Yak-141 tijekom testova. Nije bilo novca za nastavak rada na ovom vrlo obećavajućem zrakoplovu 1992. godine.

U dizajnerskom uredu u Yakovlevu stvorena su još dva dizajna VTOL-a: Jak-43 i Jak-201, ali su ostali na papiru. Investitori su pokušali ponuditi novi automobil stranim kupcima, ali nije bilo narudžbi. Došlo je do kratke suradnje s Amerikancima (Lockheed Martin), ali je također završila bez rezultata.

U 2003. godini projekt Yak-141 bio je službeno zatvoren.

opis

Jak-141 je visokog profila, izrađen je u skladu s normalnom aerodinamičkom konfiguracijom i opremljen je kombiniranom elektranom. 26% trupa zrakoplova je izrađeno od kompozitnih materijala, neki od elemenata izrađeni su od legura na bazi titana. Slučaj se aktivno koristi aluminij-litij legure s manjom težinom.

Trup zrakoplova je polu-monokok s pravokutnim poprečnim presjekom. U repu se nalazi motor za dizanje-marširanje, a još dva podizanja - u prednjem dijelu, neposredno iza kokpita. Nos trupa ima šiljast oblik.

Krila su trapezastog oblika, visoko pozicionirana s ravnim zamahom i nadimanjem korijena. Krilo je dizajnirano na takav način da zrakoplov može dosegnuti nadzvučne brzine, provesti manevarsku zračnu borbu i provesti dugačak let.

Rep plum je dvoglavi, sastoji se od kormila i stabilizatora. Pričvršćena je na dva daljinska greda, između kojih se nalazi mlaznica glavnog motora.

Ulazni otvori su pravokutnog oblika, nalaze se odmah iza kokpita. Protok zraka kontrolira se horizontalnim klinom.

Podvozje je tricikl, može izdržati pad zrakoplova s ​​visine od pet metara.

Struktura elektrane Jak-141 uključuje dva motora za dizanje (PD) RD-41 i jedan marširanje i podizanje (PMD) R-79. Također tijekom manevara tijekom vertikalnog uzlijetanja, koriste se mlazne kormilarnice, koje pokreće motor za podizanje / krstarenje. Po dizajnu, Yak-141 je blizu modernog američkog VTOL-a F-35B, koji je također opremljen kombiniranom elektranom.

Motori za dizanje RD-41 nalaze se ispred zrakoplova, u posebnom odjeljku, odmah iza kokpita. Tijekom horizontalnog leta ili na parkiralištu, motori se zatvaraju s posebnim zaklopcima na vrhu i na dnu. Tijekom polijetanja ili slijetanja otvaraju se, osiguravajući zrak za motore i otvorne mlaznice. Motori se ugrađuju pod kutom od 10 ° u odnosu na okomicu, mlaznice mogu odstupati za ± 12,5 ° okomito od osi motora. RD-41 je jednosmjerni, jednoosovinski turboreaktivni motor, koji može raditi pri brzini ne većoj od 550 km / h.

Motor za dizanje i održavanje motora P79V-300 je turbojet motor s dva kruga s naknadnim izgaranjem i promjenjivim vektorima potiska. Nalazi se u stražnjem dijelu zrakoplova. Rotori ovog motora rotiraju u različitim smjerovima, kompresore karakterizira povećana plinsko-dinamička stabilnost, u komori za izgaranje postoje jedinstveni vrtložni plamenici. Mlaznica motora je okretna, s podesivim područjem poprečnog presjeka, a može potisnuti vektor potiska za 95 °. Maksimalni potisak naknadnog izgaranja R79V-300 je 15.500 kgf.

Jak-141 može poletjeti na tri različita načina: vertikalno, s kratkim trčanjem i klizanjem (ultra kratkim polijetanjem). Mlaznica glavnog motora s vertikalnim polijetanjem odstupa do maksimalnog kuta, s polijetanjem s kratkim trčanjem i klizanjem na 65 °. Kod polijetanja s klizanjem dužina piste je šest metara.

Pogledajte videozapis: Russian YAK-141 one can beat 12 World Records of this plane till now! (Travanj 2020).