Энциклопедия Кольера - самолет преобразуемый

ПРЕОБРАЗУЕМЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Преобразуемый летательный аппарат может взлетать вертикально или почти вертикально, переходя затем к горизонтальному полету. Переход к горизонтальному полету можно осуществить несколькими способами: установкой независимых тяговых систем для вертикального и горизонтального полета, поворотом осей вращения винтов, поворотом крыла с винтами и, наконец, изменением направления реактивной струи таким образом, чтобы на режимах взлета и посадки создавалась вертикальная подъемная сила, а на крейсерском режиме горизонтальная тяга. В аэродинамических трубах и в летных условиях исследованы самые разные варианты указанных выше основных способов. Самолеты вертикального взлета и посадки (СВВП) принадлежат к более многочисленному семейству самолетов вертикального или короткого взлета и посадки (СВ/КВП). Вертолет также является преобразуемым летательным аппаратом, поскольку для перехода в режим горизонтального полета наклоняют ось вращения его винта. К непреобразуемым ЛА относятся самолеты короткого взлета и посадки (СКВП), в которых для уменьшения пробега применяются специальные аэродинамические устройства и двигатели для создания дополнительной подъемной силы.

Преимущества. Преобразуемому летательному аппарату не нужна длинная взлетно-посадочная полоса, что очень важно для многих военных самолетов. Например, в морской авиации преобразуемые летательные аппараты могут действовать с меньших и менее дорогостоящих авианосцев, а также небольших палубных площадок крейсеров, эсминцев или десантных судов-амфибий. Преобразуемые летательные аппараты берегового базирования могут взлетать и садиться, используя неподготовленные площадки в прифронтовой полосе, вместо того чтобы действовать с более уязвимых аэродромов за линией фронта.

ПРЕОБРАЗУЕМЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ V-22 "Оспри". В вертикальном положении его двигатели создают подъемную силу при взлете и посадке.Преобразуемый летательный аппарат весьма перспективен и с точки зрения гражданских перевозок. Перегруженность аэропортов, особенно в США и Западной Европе, к концу столетия стала одной из критически важных проблем. Для ее решения целесообразно использовать специальную транспортную систему для воздушных перевозок пассажиров на близкие расстояния самолетами КВП/ВВП, базирующимися на небольших аэродромах в пригородных зонах больших городов. Это позволило бы приблизительно вдвое уменьшить пассажиропотоки в крупных аэропортах, осуществляющих дальние перевозки. Идеальными средствами транспорта на маршрутах малой протяженности могли бы стать преобразуемые летательные аппараты, способные взлетать с внутригородских площадок. Однако три десятилетия исследований СВ/КВП пока не привели к созданию такого аппарата для нужд гражданской авиации. Улучшение одной из характеристик проектируемого летательного аппарата обычно сопровождается ухудшением какой-либо другой характеристики. За преобразуемость летательного аппарата авиаконструкторы также вынуждены расплачиваться. Как правило, вес дополнительного оборудования (а в некоторых случаях и дополнительного топлива) приводит к снижению скорости, дальности и полезной нагрузки. Кроме того, сложность механических систем, обеспечивающих преобразование летательного аппарата, вызывает увеличение не только веса, но и затрат. Отмеченные трудности можно преодолеть, но для этого необходимы дополнительные исследования и разработки.

ТИПЫ ПРЕОБРАЗУЕМЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Конструкция преобразуемого летательного аппарата зависит от его назначения. Существуют две категории таких ЛА. К первой относятся боевые самолеты, для которых необходимы почти вертикальный взлет и большая скорость горизонтального полета. Такие ЛА должны иметь реактивную тягу. Ко второй категории относятся транспортные преобразуемые ЛА, как военные, так и гражданские. Эти ЛА должны иметь достаточно вместительный фюзеляж. Высокая скорость горизонтального полета для них желательна, но не имеет решающего значения. В последнее время исследуются вертолетоподобные компоновки самолетов с поворотными двигателями для создания вертикальной подъемной силы.

Боевые самолеты. Разработка боевых преобразуемых самолетов (истребителей-перехватчиков в системе ПВО, штурмовиков и самолетов-разведчиков) началась после Второй мировой войны. По заказу ВМС США разрабатывались преобразуемые ЛА XFY-1 фирмы "Конвэр" и XFV-1 фирмы "Локхид". В стартовой позиции эти летательные аппараты устанавливаются вертикально, "сидя на хвосте". Как на взлете, так и на крейсерском режиме тяга создается большими винтами, приводимыми в движение газотурбинными двигателями. В августе 1954 XFY-1 стал первым самолетом, который успешно осуществил переход от вертикального полета к горизонтальному. В 1950-х годах появился ряд экспериментальных преобразуемых самолетов в США, Великобритании и Франции. Самолеты X-13 фирмы "Райан" и X-14 фирмы "Белл" в 1957-1958 продемонстрировали возможность использования реактивной тяги для вертикального (короткого) взлета. Преобразуемый аппарат X-13 устанавливается на старте вертикально; на аппарате X-14 летчик, поворачивая подъемно-маршевые двигатели, может изменять направление вектора тяги при взлете и посадке, создавая вертикальную подъемную силу при взлете и посадке и горизонтальную тягу при переходе на крейсерский режим. В дальнейшем этот метод получил наибольшее распространение при конструировании преобразуемых боевых самолетов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МАЛОШУМЯЩИЙ САМОЛЕТ для местных авиалиний совершает посадку на палубу авианосца "Китти Хоук".В 1960-е годы западногерманский консорциум EWR разработал самолет VJ-101C, на концах крыла которого установлены поворотные реактивные двигатели. Они создают вертикальную подъемную силу на взлете и горизонтальную тягу в режиме крейсерского полета. Четыре небольших турбореактивных двигателя, размещенные в фюзеляже, используются для получения дополнительной подъемной силы. Преобразуемый самолет VAC-191, построенный акционерным обществом VFW, оборудован независимыми системами для создания вертикальной подъемной силы и горизонтальной тяги. Два подъемных двигателя используются исключительно для взлета и посадки, а на крейсерском режиме работает обычный турбореактивный двигатель. Американские преобразуемые самолеты XV-4A и XV-4B фирмы "Локхид" имеют шесть турбореактивных двигателей: четыре, установленные в фюзеляже, создают вертикальную подъемную силу, а два основных двигателя тягу, необходимую для горизонтального полета (за счет отклонения вектора тяги они помогают также подъемным двигателям на режимах взлета и посадки). В ЛА сухопутных войск США XV-5A, разработанном фирмой "Райан", реактивные двигатели создают горизонтальную тягу, а независимые подъемные вентиляторы, установленные в крыльях и в фюзеляже, используются для создания вертикальной тяги. Лопасти вентилятора, подобно ротору вертолета, создают аэродинамическую подъемную силу и, отбрасывая вниз большие массы воздуха, дополнительную реактивную тягу, направленную вверх. Струи реактивных двигателей на взлете используются для управления вентиляторами, а затем переориентируются для горизонтального полета. Преобразуемый летательный аппарат P.1127 "Кестрел" фирмы "Хоукер Сиддли" (Англия) был предшественником первого серийного самолета СВВП. Управление его вектором тяги осуществлялось посредством поворота концевой части сопла. Первый успешный полет ЛА "Кестрел" состоялся в сентябре 1961. В 1966-1969 фирма "Хоукер Сиддли" наладила серийное производство дозвукового СВ/КВП "Харриер", на котором также используется концепция поворота вектора тяги. Этот одноместный самолет выпускается в трех вариантах: истребитель, штурмовик, самолет-разведчик. Около 250 самолетов "Харриер" состоят на вооружении ВВС и ВМФ Великобритании, а также используются корпусом морской пехоты США под обозначением AV-8A. Фирма "Макдоннелл-Дуглас" разработала сверхзвуковой вариант "Харриера" (AV-8B) с большей дальностью и большей полезной нагрузкой. Его взлетно-посадочные характеристики также лучше, чем у AV-8A.