Самолеты с вертикальным взлетом. как они работают и зачем нужны

С радаром

Самолет AV-8B(NA) не смог в полной мере заменить А-6Е — благодаря тепловизионному оборудованию он обрел возможности действовать ночью, но лишь в ясную погоду, то есть, не стал в полной мере всепогодным. Поскольку это было ясно ешё при создании AV-8B(NA), с 1987 г. параллельно велись работы по созданию более «продвинутой» всепогодной модификации — AV-8B+.

Самым простым решением (с учетом тогдашнего уровня развития техники) представлялась установка на самолет многофункциональной радиолокационной станции умеренной массы. Выбор пал на РЛС «Хьюз» AN/APG-65, применявшуюся на самолетах F/A- 18А/В «Хорнет». Правда, этот радар немного не подходил по размерам — его антенна имела слишком большой диаметр, не позволяющий вписать её в носовой конус «Харриера» II. Конструкторам пришлось пойти на некоторое уменьшение поля зрения РЛС, уменьшив диаметр антенны до 86 см. Дальность действия станции по воздушным целям составляет около 80 км, по крупным наземным — до 40 км. AN/APG-65 имеет 11 режимов работы против воздушных целей, включая и не применяющийся на AV-8B+ режим подсветки цели для УР AIM-7 «Спарроу». Поначалу самолеты не могли применять УР AIM-120 AMRAAM, но в 2002 г. в программное обеспечение РЛС внесли соответствующие изменения, позволившие включить эти ракеты в состав арсенала AV-8B+. Кроме того, радар позволяет осушествлять картографирование местности, поиск надводных и крупных наземных целей, измерение дальности до цели, предупреждение о препятствиях при полете на малой высоте и пр. Установка РЛС привела к увеличению массы самолета примерно на 450 кг. Для компенсации возросшей массы носовой части на AV-8В+ пришлось увеличить прикорневые наплывы LERX.

AV-8B+ «унаследовал» от AV-8B(NA) тепловизионную станцию. Была установлена новая прицельная система AN/ASB-19(V)3, лишенная лазерного дальномера — функцию измерения дальности до цели возложили на РЛС. Самолет получил и новую инерциальную навигационную систему AN/ASN-140, построенную на лазерных гироскопах, а устройство опознавания «свой-чужой» AN/ АРХ-72 заменили новым AN/APX-100.

Первым экземпляром AV-8B+ стал 205-й серийный AV-8B, облетанный 23 апреля 1992 г. Во второй половине года началось серийное производство. В общей сложно или 52 AV-8B+: 28 для КМП США, 16 для ВМС Италии (13 из них собрано на итальянском предприятии AMI из узлов, постапленных из США) и 8 для ВМС Испании. Испанские машины, изготовленные в 1995 г., стали последними построенными AV-8B. Кроме того, до стандарта AV-8B+ в 1998-2003 гг. переоборудовано 72 американских и 11 испанских AV-8B.

С 2000 г. осуществлялась модернизация остававшихся в строю самолетов AV-8B по программе OSCAR (Open System Core Avionics Requirements). При этом авионика самолета была интегрирована посредством двух шин передачи данных MilStd 1553В и одной MilStd 1760В. Последняя позволила ввести в состав вооружения «Харриера» II новые образны управляемого оружия, в т.ч. управляемые авиабомбы (УАБ) JDAM с наведением по сигналам GPS. Инерциальная навигационная система AN/ASN-140 сопряжена с приемником GPS, а вместо библиотеки цифровых карт на оптическом диске введен генератор цифровых карт. Устройства выброса ложных целей AN/ALE-39 заменили новыми AN/ALE-47. Самолет приспособили для подвески станции активных помех AN/ALQ-164(V)2. Вместо двух УКВ радиостанций установили одну двухдиапазонную AN/ARC-210. работающую в шифровальной системе «Квик Фикс» II. Наконец, самолеты получили возможность подвески под крылом прицельного контейнера AN/AAQ-28 «Лайтнинг» II, в состав оборудовании которого входит, в частности, лазерный целеуказатель — теперь AV-8В получил возможность применять управляемое оружие с лазерной системой наведения без внешнего целеуказания.

Объем модернизации был разным — на наиболее старых экземплярах проводили минимум доработок (устанавливали приемник GPS и заменяли радиостанцию). Но на всех машинах установили двигатели новейшей модификации F402-RR-408.

С 2003 г. самолеты AV-8B+ начали получать терминал Link 16 системы обмена данными JTIDS. усовершенствованною станцию предупреждения о радиолокационном облучении AN/ALR-67(V)4 и буксируемые ложные цели AN/ALE-50. Таким образом, AV-8В+ стал самолетом, способным выполнять точные удары по наземным целям в любых погодных условиях и в широком диапазоне высот, в т.ч. при отсутствии визуального контакта с целью. Благодаря включению в состав вооружения УР AIM-120 самолеты могут вести воздушный бой на средних дистанциях, а ПКР AGM-84 «Гарпун» позволяют им поражать надводные цели.

Ссылки

Управление самолётом и техника пилотирования

Поворотное сопло Sea Harrier, установлено для режима горизонтального полета. Белые метки обозначают допустимый угол поворота сопла Будучи самолётом вертикального взлёта и посадки, Harrier отличается специфической, присущей этому типу самолётов, техникой пилотирования. Режимы вертикального взлёта и посадки, режим висения и переходные режимы полёта в принципе отсутствуют в самолётах обычной схемы и требуют от пилота Harrier навыков пилотирования, близких к вертолётным.

СВВП Harrier имеет два контура управления, которые (за редкими исключениями) отсутствуют в самолётах обычной схемы: отклонение вектора тяги двигателя и струйную систему управления. Отклонение вектора тяги двигателя производится поворотом четырёх сопел. Угол установки сопел регулируется в диапазоне от нуля градусов (сопла направлены горизонтально, строго назад в сторону хвоста), до 98° (несколько вперёд в сторону носа). Для режима строго вертикального взлёта и посадки сопла направляются строго вниз под углом 90°. Управление поворотом сопел производится ручкой, расположенной рядом с сектором газа. Поскольку на режиме висения и околонулевых скоростей полёта аэродинамические поверхности (элероны, рули высоты и руль направления) неэффективны, на этих режимах используется система струйного (реактивного) управления. Она представляет собой несколько регулируемых воздушных сопел, расположенных на законцовках крыльев, а также в носовой и хвостовой части самолёта. Сжатый воздух высокого давления отбирается от первого контура двигателя и разводится по трубопроводам к соплам этой системы. Управление на режиме висения с использованием этой системы осуществляется, как и в режиме горизонтального полёта, с помощью ручки и педалей.

Перед выполнением вертикального взлёта самолёт устанавливается носом против ветра. Лётчик, удерживая самолёт на тормозах в режиме малого газа, поворачивает сопла в вертикальное положение (90°) и резко устанавливает взлётный режим мощности двигателя. Самолёт вертикально отделяется от площадки: установкой мощности двигателя подбирается желаемая высота висения. Разгон самолёта для перехода в горизонтальный полёт производится постепенным разворотом сопел назад, в горизонтальное положение. Вертикальная посадка производится в обратной последовательности операций

Особое внимание лётчик должен уделять направлению ветра при взлёте и посадке, поскольку боковой ветер особенно опасен для самолёта на режиме висения. В этом случае самолёт может превысить допустимый угол крена на крыло, и, по причине ограниченной мощности системы реактивного управления, резко потерять подъёмную силу из-за отклонения тяги двигателя от вертикали

Данная ситуация может привести к потере высоты и столкновению с грунтом. Кроме того, при взлёте и посадке пилот должен учитывать влияние эффекта экрана (газовой подушки, создаваемой тягой двигателей и отражаемой от поверхности).

При выполнении взлёта с коротким разбегом сопла устанавливаются в некоторое промежуточное положение (менее 90°). Поворот сопел производится после начала разбега, по достижении скорости порядка 100 км/ч.

Техника поворота вектора тяги может применяться также и в горизонтальном полёте, в частности при боевом маневрировании в условиях воздушного боя.

Существенной особенностью в технике пилотирования является ограниченное (в некоторых случаях) время работы двигателя на режиме висения. В условиях высокой температуры внешнего воздуха турбовентиляторный двигатель Pegasus, как и все газотурбинные двигатели, несколько теряет мощность и, работая на режиме большого газа, перегревается. Для компенсации этих факторов производится впрыск воды в двигатель (в камеры сгорания и на турбину). В случае необходимости применения такого впрыска время висения ограничивается запасом воды в бортовой ёмкости (227 литров) и, при максимальном расходе воды, составляет не более 90 секунд. В то же время в ходе демонстрационных полётов на различных авиашоу самолёт неоднократно выполнял висение в течение более чем пяти минут.

СВКВП жизненно необходим

Наш анализ показывает, что разработка перспективного СВКВП, его принятие на вооружение и поставки в ВКС и на флот могут существенно повысить боевой потенциал ВС РФ, особенно в ходе оборонительных операций и сражений при значительном превосходстве противника в силах и средствах. Так, 150–200 машин подобного типа, будучи выведенными из-под упреждающего массированного авиационно-ракетного удара противника рассредоточением по малым взлетно-посадочным площадкам, во взаимодействии с наземными средствами ПВО, прежде всего ЗРК, такими как С-400 и С-500, вполне смогут переломить неблагоприятный ход боевых действий даже в условиях трех-четырехкратного превосходства противника в авиации.

Еще более разительно выглядит изменение ситуации на расстановке сил на морском или океанском ТВД. Если предположить, что такой СВКВП будет создан и запущен в серию в ближайшие 10–12 лет (вице-премьер Юрий Борисов в свое время говорил о возможности решить эту задачу разработки такой машины в течение 7–10 лет), то к этому времени в состав нашего флота могут войти ныне строящиеся УДК. В предыдущих статях я уже отмечал, что единственный реальный смысл нахождения в составе нашего флота этих кораблей возникает с превращением их в легкие авианосцы, оснащенные 8–12 СВКВП вместе с тремя-четырьмя вертолетами РЛД Ка-31. В этом качестве они смогут прикрывать небольшие группы надводных кораблей в оперативно важных районах от атак малых групп авиации противника (до 6–8 машин) и обеспечивать боевую устойчивость подводных лодок от ударов базовой патрульной авиации (БПА) неприятеля. Обе задачи исключительно важны для поддержания благоприятного оперативного режима.

В случае если рассмотренный гипотетический вариант СВКВП получит ПКР воздушного базирования «Циркон», такой легкий авианосец может представить серьезную угрозу даже для полноценных авианосцев США. Удар группы из четырех – шести СВКВП может быть нанесен на расстояние до трех тысяч и более километров от носителя этих самолетов и при надлежащем обеспечении операции необходимыми данными разведки и целеуказания она может нанести тяжелое поражение авианосной группе США. Ведь к 2030–2035 годам эффективные средства противодействия гиперзвуковому оружию, судя по нынешнему положению дел и наметившимся тенденциям, вряд ли будут созданы, а тем более поставлены на боевые корабли. В этих условиях удар 8–12 ПКР воздушного базирования «Циркон», притом что их носителям чрезвычайно трудно будет организовать серьезное противодействие при таких дальностях стрельбы этим оружием, может вывести из строя авианосец и некоторое количество кораблей охранения.

А в это время можно ожидать, что строительство нашего полноценного авианосца будет идти полным ходом. Во всяком случае на это хочется надеяться.

Существенно возрастут возможности и имеющегося в составе нашего флота ТАКР «Адмирал Кузнецов», если он получит на вооружение такие самолеты. В этом случае при наличии поддержки со стороны береговой авиации, прежде всего самолетами ДРЛОиУ, корабль сможет вполне успешно противостоять американскому авианосному соединению.

Сказанное не означает, что, как отмечают некоторые «эксперты», полноценные авианосцы России не нужны, достаточно иметь УДК в роли легких авианосцев. Ценность авианосца, как я это уже многократно показывал в предыдущих статьях, не только в истребителях и штурмовиках, но и в машинах других классов, прежде всего корабельных самолетах ДРЛОиУ

Именно они определяют в решающей мере возможности авиагруппы авианосца при решении всего круга боевых задач, в частности особо важной для нас – ПВО. А самолеты ДРЛОиУ невозможно создать в варианте СВКВП, поскольку на нем должны размещаться крупногабаритная антенна РЛС кругового обзора, бортовая аппаратура обеспечения отслеживания воздушной обстановки и управления воздушным движением, а также соответствующая по численности группа операторов. Поэтому для базирования таких самолетов нужен именно полноценный авианосец

Поэтому для базирования таких самолетов нужен именно полноценный авианосец.

Американцы, люди, умеющие считать деньги и владеющие самыми совершенными и крупными УДК, не отказываются от авианосцев, хотя УДК стоит более чем в 10 раз дешевле новейшего американского авианосца.

Константин Сивков, заместитель президента РАРАН по информационной политике, доктор военных наук

Газета “Военно-промышленный курьер”, опубликовано в выпуске № 27 (890) за 20 июля 2021 года

Примечания

Комментарии

1. Разработка V/STOL самолёта была не главной целью компании Hawker, так как она сделала совместную с Avro заявку к требованию GOR.339 (которое привело к разработке BAC TSR-2), однако заявка была безуспешной. Невозможность получить заказ на разработку обычных самолётов в враждебном политическом климате, вероятно, была главной мотивацией разработки самолёта Harrier.

Источники

1. Hawker, Northrop Sign VTOL Contract. // Aviation Week & Space Technology , January 21, 1963, v. 78, no. 3, p. 38.
2. Hawker/Northrop Agreement. // Flight International , 17 January 1963, v. 83, no. 2810, p. 68.
3. Mason 1991, pp. 421–432.
4. Davies and Thornborough, 1997, pp. 12–13.
5. Jefford, 2006, p. 11.
6. Jefford, 2006, pp. 11–12, 25.
7. Jefford, 2006, pp. 11–12.
8. Jefford, 2006, pp. 26–27.
9. Jefford, 2006, p. 23.
10. ↑ 12 Jefford, 2006, p. 24.
11. Mason, 1991, p. 413–416.
12. Standard Aircraft Characteristics. Navy Model AV-8A Aircraft. — Published by Direction of The Commander of The Naval Air Systems Command, Novemder 1972. — (NAVAIR 00-110AV8-1).

Публикации

• Davies, Peter E.; Thornborough, Anthony M. The Harrier story. — Annapolis, Md. : Naval Institute Press, 1997. — ISBN 9781557503572.
• Jefford, C.G. The RAF Harrier story.. — : Royal Air Force Historical Society, 2006. — 131 pages с. — ISBN 0953034526, 9780953034529.
• Mason, Francis K. Hawker aircraft since 1920. — 3rd, rev. ed. — London : Putnam, 1991. — 657 с. — ISBN 0851778399.
• Brown, Kevin. «The Plane That Makes Airfields Obsolete.» Popular Mechanics , 133(6), June 1970, pp. 80–83.
• Ellis, Ken. Wrecks & Relics, 21st edition . Manchester, UK: Crécy Publishing, 2008. ISBN 978-0-85979-134-2.
• Gunston, Bill and Mike Spick. Modern Air Combat: The Aircraft, Tactics and Weapons Employed in Aerial Warfare Today . New York: Crescent Books, 1983. ISBN 0-517-41265-9.
• Jenkins, Dennis R. Boeing / BAe Harrier . North Branch, Minnesota: Specialty Press, 1998. ISBN 1-58007-014-0.
• Nordeen, Lon O. Harrier II, Validating V/STOL . Annapolis, Maryland: Naval Institute Press, 2006. ISBN 1-59114-536-8.
• Polmar, Norman and Dana Bell. One Hundred Years of World Military Aircraft . Annapolis, Maryland: Naval Institute Press, 2003. ISBN 1-59114-686-0.
• Scott, Phil. «Updates». Air and Space , January, 2009, p. 12.
• Spick, Mike and Bill Gunston. The Great Book of Modern Warplanes . St, Paul, Minnesota: MBI Publishing, 2000. ISBN 0-7603-0893-4.
• Sturtivant, Ray. RAF Flying Training and Support Units since 1912. Tonbridge, Kent, UK: Air-Britain (Historians), 2007. ISBN 0-85130-365-X.
• И. Алексеев. Истребители «Харриер». // «Зарубежное военное обозрение», № 1, 1980. стр.63-66.
• И. Куцев. Самолет «Си Харриер» для противолодочных авианосцев ВМС Великобритании // «Зарубежное военное обозрение», № 11, 1983. стр.61-65
• Кедров С. «Болотный лунь». О вертикально взлетающем истребителе-бомбардировщике «Харриер» (рус.) // Крылья Родины. — М., 1999. — № 9. — С. 14-17. — ISSN 0130-2701.

Як-141: советский «Фристайл»

В конце 1980-х годов в Советском Союзе был создан самолет вертикального взлета и посадки, получивший обозначение Як-141. Этот летательный аппарат выгодно отличался от предшественников, превосходя их в скорости, маневренности и дальности полета. Статья посвящена истории создания и летным испытаниям Як-141.

Во второй половине ХХ века во многих странах мира велись разработки самолетов вертикального взлета и посадки.

Ведущие авиационные державы, такие как СССР, США, Великобритания, Франция и другие, создавали опытные и серийные образцы, принадлежавшие к этому весьма интересному классу летательных аппаратов. Наибольшую известность среди них получили британский «Харриер» и советский Як-38.

С 1974 по 1989 годы последний производился серийно. Он стал основным типом самолетов, базировавшихся на авианесущих крейсерах проекта 1143. Удачным этот летательный аппарат назвать можно было только с большой натяжкой.

Как и все первые СВВП, Як-38 имел крайне малый боевой радиус, что затрудняло его применение. Самолет не имел бортовой РЛС, мог применять узкий спектр подвесного вооружения. Отличался он и высокой аварийностью.

Учитывая все вышеупомянутые факты, еще в 1973 году конструкторское бюро под руководством А. С. Яковлева приступило к формированию облика СВВП нового поколения.

Было очевидно, что этот самолет обязан не только быть сверхзвуковым, но и иметь большой радиус действия и расширенные возможности по применению управляемого ракетного подвесного вооружения.

Работы велись в течение четырех лет, и уже в 1977 году руководство страны постановило: к 1982 году создать сам самолет и двигатель для него. Проект получил обозначение Як-41.

В то время обстановка в мире накалялась, Холодная война вступала в кульминационную фазу. Поэтому в проект нового «Яка» внесли изменения.

Кроме того, тяжело шла разработка подъемно-маршевого двигателя, получившего индекс Р-79В-300. Испытания были назначены на 1985 год.

Но и тогда Як-41 так и не поднялся в воздух. Из-за кончины в 1984 году министра обороны маршала Устинова, поддерживавшего создание авианесущих кораблей и СВВП для них, работы замедлились. В итоге в 1986 году было решено работы по Як-41 прекратить, а полученный задел использовать для создания нового Як-41М. Позже он был переименован в Як-141.

Началось строительство первых экземпляров, два из которых предназначались для наземных испытаний, а еще пара – для летных. В марте 1987 года Як-41М впервые поднялся в небо. До 1991 года испытательные полеты проводили на аэродроме в подмосковном Раменском.

Они полностью подтвердили заложенные конструкторами технические характеристики. Проводились уникальные полеты, не только с вертикальным взлетом и посадкой, но и в режиме висения. На Як-141 во время испытаний было установлено 12 мировых рекордов.

Военные НАТО присвоили ему кодовое имя «Фристайл».

jpg)

Осенью 1991 года стартовали полеты новых «Яков» с палубы авианосца. Оба летных экземпляра прибыли в Североморск, где находился авианесущий крейсер «Адмирал Горшков». После нескольких успешных полетов произошла авария, которая сыграла злую шутку с новым советским СВВП. С распадом Советского Союза финансирование программы Як-141 было фактически прекращено.

Конструкторы КБ Яковлева пытались найти покупателей за рубежом, но экспортные поставки так и не состоялись. Як-141 выставлялся на нескольких авиашоу в начале 1990-х годов, в том числе в британском Фарнборо, где получил самые высокие оценки от экспертов и зрителей. В России же все разработки палубных самолетов вертикального взлета и посадки были прекращены.

На бумаге остались и новые яковлевские проекты, Як-43 и Як-201. В середине 1990-х годов КБ Яковлева передало часть наработок по проекту Як-141 американской фирме «Локхид Мартин». По некоторым данным часть из них была применена на новейшем американском истребителе F-35B, также являющемся сверхзвуковым СВВП.

К сожалению, Як-141 был создан «не в то время и не в том месте». Кризис в стране, отсутствие финансирования, авария летного прототипа: все это привело к замораживанию столь перспективной программы.

Остается лишь надеяться, что в ближайшие годы наработки по Як-141 будут использованы при создании нового СВВП для будущих российских авианосцев.

Технологический рывок

Основатель портала Military Russia Дмитрий Корнев в разговоре с RT предположил, что на «Шторме» будет базироваться смешанное авиакрыло, но усомнился в необходимости размещения там перспективной версии Як-141. Эксперт видит применение будущего самолёта ОКБ Яковлева в качестве ударной силы на универсальных десантных кораблях.

«Шторм» будет достаточно велик, и потому там имеет смысл разместить полноценную авиагруппировку. Напомню, что Як-38 разрабатывали под крейсера, и я думаю, что самолёт Яковлева было бы логично разместить на новых УДК, кораблях типа «Мистраль» и, наверное, на «Адмирале Кузнецове», — рассуждает Корнев.

Также по теме

При этом Корнев подчеркнул, что СВВП не сможет базироваться на десантных кораблях ВМФ советского производства из-за отсутствия на них необходимой инфраструктуры. Перспективный самолёт Яковлева будет приспособлен только для новых плавучих платформ, хотя и сможет приземляться на все корабли с вертолётной площадкой.

«В целом новость о возможном возрождении проекта Як-141 положительная. Несомненно, это будет технологическим рывком и повысит качество нашей конструкторской и лётной школ. Но какие-либо выводы делать рано, так как информация о военном применении самолёта вертикального взлёта нуждается в конкретизации», — сказал Корнев.

Хронология развития мирового авиапрома

Как уже указано выше, испытания лайнеров, которые взлетали с места, начались в 50-е годы. Причем здесь одновременно работали ученые всего мира – весомый вклад в развитие подобной техники внесли и инженеры СССР, и специалисты NASA. Отметим, что возможность моментального набора высоты позволяет решить несколько задач, среди которых и экономическая составляющая.

Начало разработки подобных моделей пришлось на 60-е года ХХ века

Суда вертикального взлета не требуют строительства специальных аэродромов и оборудования качественных ВВП. Отметим, что современные для пассажирских и грузовых перевозок нуждаются в подобных затратах.

Шестидесятые года двадцатого столетия считаются расцветом авиации. Именно в этот период мир увидели первые успешные модели таких летательных аппаратов. Французский «Мираж» III V, немецкий VJ-101C и российский Як-36, который позже модернизировали до самолета Як-38, стали лучшими модификациями своего времени. Подобное направление считалось приоритетным для авиаторов после решения комиссии NASA о хороших перспективах развития таких моделей.

Французский «Мираж»III V

Для испытаний борта Як-36 отдельно возвели специальную площадку. Поскольку лайнер показал отличный результат, ученые улучшили модификацию до известного многим людям судна Як-38. Российские конструкторы могут похвастать моделью Як-141, который стал лучшим в этом классе бортом. Правда, нелюбовь силовиков к лайнерам такого типа стала основанием для списания этих судов и закрытию программы.

Варианты

Примечание: для предыдущих версий см. Статью Hawker Siddeley Harrier.

• AV-8B Harrier II  : начальная версия для США (174 экземпляра);
• ТАВ-8Б  : двухместный учебно-тренировочный самолет АВ-8Б (22 единицы);
• AV-8B (NA)  : AV-8B с увеличенными возможностями ночной атаки, в основном за счет использования FLIR (61 единица);
• АВ-8Б +  : новая РЛС, 2 дополнительных пилона (27 новых самолетов плюс 72 существующих модифицированных);
• Harrier GR.5  : начальная версия для Великобритании (41 экз.);
• Harrier GR.5A  : немного измененная версия для подготовки GR.7 (21 экз.);
• Harrier GR.7  : возможности ночной атаки (34 новых самолета плюс 58 модифицированных GR.5 / GR.5A);
• Harrier GR.7A  : GR.7 с двигателем Rolls-Royce Pegasus 107 (30 GR.7 доработано);
• Harrier GR.9  : доработанная электроника (доработана 30 GR.7);
• Harrier GR.9A  : GR.9 с Pegasus 107 (30 модифицированных GR.7A);
• Harrier T.6  : двухместный учебно-тренировочный GR.5 (14 шт.);
• EAV-8B Matador и EAV-8B + Matador  : обозначение 12 AV-8B и 9 AV-8B + для Испании.

Всего второго поколения: 433 экз.