Россия вновь планирует строить самолёты вертикального взлёта и посадки

В конце декабря 1967 года, вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1166–413 «О создании лёгкого штурмовика вертикального взлёта и посадки Як‑36М». Оно санкционировало разработку в яковлевском ОКБ первого и пока единственного отечественного серийного самолёта Як‑38, способного взлетать и садиться вертикально. Было изготовлено 236 машин этого типа.

В 1977 году на экраны вышел фильм Джорджа Лукаса «Звездные войны». В «далекой-далекой» галактике космические истребители десятками поднимаются со своих взлётных площадок и отправляются в бой для уничтожения «Звезды смерти». Говорят, для съёмки этого момента Лукас использовал кадры взлёта Harrier — самолёта вертикального взлёта и посадки (СВВП) из состава Корпуса морской пехоты США. Потому в фильме была передана вся динамика взлёта этого самолёта, его характерное покачивание.


Интересная деталь: все космические истребители в фильме стартуют вертикально. Нет ни одного, для которого была бы нужна взлётно-посадочная полоса. То же самое можно увидеть в огромном количестве других фантастических фильмов. Напрашивается очевидный вывод: режиссеры и авторы сценариев фантастических блокбастеров не представляют себе истребителей будущего иначе, чем стартующими вертикально. Аэродром — это анахронизм, который останется в прошлом.

Высокая стоимость и уязвимость аэродромов и авианесущих кораблей постоянно сопутствовали развитию авиации, особенно, военной. Одним из наиболее рациональных решений этой проблемы является создание самолётов вертикального взлёта и посадки (ВВП), вертикального/короткого взлёта и вертикальной посадки (В/КВП) или короткого взлёта и вертикальной посадки (КВВП).

«Появление таких самолётов после Второй мировой войны стало возможным, когда моторостроители создали достаточно компактные и лёгкие реактивные двигатели с высокой удельной тягой, — рассказывает ведущий конструктор ОКБ им. А. С. Яковлева Вадим Абидин, занимающийся около сорока лет тематикой «вертикалок». — На Западе широкое экспериментирование по теме СВВП началось в 1950-х годах. Но всё заканчивалось лишь экспериментальными машинами. В серию они не шли».

Ныне всемирно известный Harrier возник тогда, можно сказать, случайно. Всё получилось благодаря изобретателю двигателя Стенли Хукеру. Он создал прототип двигателя для СВВП и предлагал его в разные натовские структуры. Ему везде отказывали. Однако один из военных познакомил его с людьми из компании Hawker Aircraft. Вместе они построили прототип самолёта, совершившего первый полёт в ноябре 1960 года. Поначалу он мог поднять только себя и больше ничего. Но двигатель быстро довели, увеличили тягу, благодаря чему и появился Harrier. Он оказался единственным СВВП, дошедшим тогда до серийного производства. Остальные программы из-за нехватки финансирования были закрыты. В итоге несколько десятков Harrier закупили сначала англичане. Потом США приобрели для Корпуса морской пехоты 110 машин первого поколения и ещё больше машин второго поколения. В итоге американцы закупили больше Harrier, чем даже англичане.

В СССР эксперименты с самолётами ВВП начались в середине 1950-х с постройки и лётных испытаний «Турболёта» — рамы с вертикально установленным в центре неё турбореактивным двигателем, оснащённой газовыми и струйными рулями. Были попытки переделки уже имевшихся и проектируемых боевых самолётов в машины короткого взлёта и посадки. Так, по распоряжению министра авиационной промышленности СССР Петра Дементьева истребитель МиГ‑21 был срочно переделан в экспериментальный самолёт с подъёмными двигателями. Истребитель МиГ‑23 с самого начала делали в варианте с двумя «подъёмниками». В ОКБ Сухого сделали экспериментальный самолёт Су‑15 с подъёмными двигателями, на Су‑24 поначалу также установили подъёмные двигатели для укороченного взлёта и посадки.

На параде в Домодедово 9 июля 1967 года состоялась первая публичная демонстрация самолётов короткого взлёта и посадки. Тогда же состоялся премьерный показ первой вертикально взлетающей и садящейся советской машины — Як‑36.

В ОКБ им. А. С. Яковлева сначала создали проект истребителя-бомбардировщика ВВП Як‑36 с двумя двигателями, оснащёнными поворотными соплами. Он по весу был почти такой же, как потом Як‑38, но имевшиеся на тот момент двигатели не добирали нужной тяги. Поэтому в дальнейшем он использовался как экспериментальная машина для отработки разных режимов, а вместо Як‑36 начали делать новый самолёт — Як‑36М. На нём к одному подъёмно-маршевому двигателю добавили два лёгких, компактных и относительно недорогих подъёмных двигателя из Рыбинска. Их сначала разрабатывали для одного из проектов самолётов-амфибий конструктора Роберта Бартини. Самолёт сначала назвали Як‑36М, а после принятия на вооружение — Як‑38.

На Як‑38 впервые в мире была применена наиболее эффективная для боевых СВВП комбинированная силовая установка с продольно разнесенными относительно центра тяжести векторами тяги подъёмных и подъёмно-маршевых двигателей. В дальнейшем по такой схеме был создан первый в мире боевой сверхзвуковой истребитель ВВП четвертого поколения Як‑141 и первый истребитель КВВП пятого поколения F‑35B.

«При создании Як‑38 был решён ряд сложнейших технических задач, — вспоминает Вадим Абидин. — Это разработка простого и надёжного механического устройства для согласования режимов работы всех трёх двигателей. Этот механизм обеспечивал сбалансированную работу двигателей при вертикальных взлётах и посадках, при разгоне и торможении в воздухе и при взлёте с коротким разбегом. Такое уникальное инженерное решение стало сюрпризом для многих западных специалистов, познакомившихся с Як‑38 в начале 1990-х годов».

Ещё одной решённой задачей, по словам ведущего конструктора, стало применение системы автоматического катапультирования лётчика для его спасения при остром дефиците времени в аварийных ситуациях на вертикальных и переходных режимах полёта. Эта уникальная система была разработана ещё в 1960-х годах для Як‑36. Применение этой системы сделало Як‑38 самым безопасным СВВП в мире, спасло жизнь всем использовавшим её лётчикам.

«Важно подчеркнуть, что во время заводских и государственных лётных испытаний Як‑38 проявил себя как очень безопасный и надёжный самолёт, — добавляет Абидин. — Во время этих испытаний, как и во время лётных испытаний его предшественника Як‑36, не было потеряно ни одного самолёта, ни одного лётчика».

Читайте также: Су-25 — несколько эпизодов из истории создания и испытаний легендарного штурмовика

Весна 1980 года. Афганистан. Аэродром города Шинданд. Высота около 1 140 м над уровнем моря. Туда по распоряжению министра обороны СССР Дмитрия Устинова отправили для испытаний новые отечественные самолёты класса «штурмовик» — два Су‑25 и четыре Як‑38. Устинов тогда сказал: «Испытывать самолёты надо в реальных боевых условиях». Эта операция получила название «Ромб». Об испытаниях в рамка этой операции самолётов Су‑25 "Авиация России" рассказывала в материале Су-25 — несколько эпизодов из истории создания и испытаний легендарного штурмовика.

В тактико-техническом задании на разработку Як‑38 военные записали возможность укороченного взлёта с максимальной боевой нагрузкой и взлётным весом. Но на госиспытания этот режим не представлялся, самолёт был принят на вооружение, а отработку взлёта с коротким разбегом отложили. Но когда второй авианесущий крейсер «Минск» во время перехода на Тихий океан в экваториальных водах оказался в условиях высоких температур и влажности, выяснилось, что законы термодинамики в Африке тоже действуют.

Тяга двигателей Як‑38 падала настолько, что самолёт с нормальным взлётным весом вертикально взлететь не мог. Поэтому было принято решение срочно отрабатывать укороченный взлёт. Для этого разработали новую программу перевода сопел и сопряжения режимов подъёмно-маршевого и подъёмных двигателей при разбеге по палубе и во время разгона после отрыва. Как раз во время лётных испытаний по отработке взлёта с коротким разбегом с палубы корабля поступило указание об участии экспериментальной эскадрильи из Як‑38 и Су‑25 в испытаниях в Афганистане.

Тогда все регулировки в программе укороченного взлёта соответствовали 200-метровой длине палубы корабля и уровню моря. В Афганистан Як‑38 пригнали с такими же регулировками. Там высота аэродрома и температура воздуха высокие. Хотя длина разбега не ограничивалась длиной палубы, и это можно было бы использовать, но на перенастройку системы управления двигателями не было времени. Поэтому Як‑38 летали с корабельными регулировками. Они не успевали разогнаться, а надо было уже отрываться и переводить сопла. Потому самолёты и не показали всё, что могли. Ведь при оптимальных для этих условий регулировках Як‑38 смог бы брать максимальный вес боевой нагрузки, взлетая с меньшей в два раза дистанции, чем Су‑25, а садился бы вертикально. Более того, он мог бы действовать с оперативных площадок и участков дорог вблизи от районов боевых действий.

«Существует устойчивый миф о том, что Як‑38 как СВВП имел очень небольшой радиус действия. На самом деле в ходе госиспытаний было установлено, что при вертикальном взлёте без подвесных баков с управляемыми ракетами “воздух — поверхность” максимальный радиус достигает 400 км, что для лёгкого штурмовика является достаточно приличным, — рассказывает Вадим Абидин. — А указанный миф возник из-за включенного в инструкцию стандартного для обычных самолётов, но противоречащего здравому смыслу для СВВП требования о резервном запасе топлива для повторного захода на посадку. Хотя при низких посадочных скоростях СВВП ошибки выхода на площадку незначительны и компенсируются возможностью предпосадочного маневрирования по всем направлениям».

Такие парадоксальные требования существовали не только у нас. Во время боевых действий Harrier в районе Фолклендских островов обнаружилось, что лётчики, ранее летавшие на палубных самолётах, возвращаются на корабль с 30-процентным резервным остатком топлива, что резко сокращает время дежурства в воздухе. После командирского инструктажа, на котором был установлен максимальный уровень остатка топлива в 10%, большинство лётчиков без проблем укладывались и в 5%.

«До сих пор ни у нас, ни за рубежом глубоких системных исследований роли и места самолётов с вертикальным или сверхкоротким взлётом и вертикальной посадкой не проводилось, — считает Вадим Абидин. — Однако даже имеющиеся результаты исследований позволяют утверждать, что самолёты КВВП — это не некая “ниша”, а стратегический путь развития всей тактической авиации — и авиации флота, и фронтовой авиации, в частности — истребительной».

Главным преимуществом самолётов короткого взлёта и вертикальной посадки (СКВВП), разумеется, является гибкость базирования. В ходе боевых действий противник не будет сидеть сложа руки — неизбежны удары по местам базирования. Аэродромы и авианосцы — естественно, приоритетные цели. «Вертикалке» же такие большие, протяжённые площадки не нужны. Кроме того, СКВВП может действовать с передовых и «кочующих» площадок, что сокращает до минимума время реакции на вызов ударного самолёта или подлётное время перехватчика, а в сумме на порядок повышает боевую эффективность тактической авиации.

Однако до сих пор приводятся такие аргументы против СКВВП, что, например, они имеют худшие характеристики по дальности полёта из-за того, что у них меньше запас топлива. То есть, если из обычного самолёта делать «вертикалку», нужно выделить за счёт топливных баков дополнительные объёмы для агрегатов, обеспечивающих вертикальный или сверхкороткий взлёт и вертикальную посадку, добавить вес этих агрегатов. Но это сравнение верно для одиночного одноразового летательного аппарата типа крылатой ракеты или самолёта с лётчиком-смертником. Обычный самолёт даже в мирное время должен иметь резервный запас топлива для ухода на запасной аэродром, например, по метеоусловиям. В военное время вероятность такой ситуации возрастает многократно.

Кроме того, в реальных условиях действуют не «одиночки», а авиационные группы, например эскадрильи. В эскадрилье из СКВВП каждый самолёт может сесть по независимым траекториям на свою площадку рядом с укрытием. Если же должна вернуться обычная эскадрилья, самолётам приходится ждать очереди, чтобы совершить посадку на ту единственную полосу, где они базируются. Для этого на обычных самолётах есть дополнительный запас топлива, позволяющий дождаться своей очереди. Для военных самолётов это, как правило, 20–30 минут. По весу и объёму это примерно и соответствует весу и объёму тех агрегатов, которые нужны для осуществления вертикального взлёта и посадки. «Получается, что расходуемое на полёт топливо практически одно и то же для обычного самолёта и для СКВВП», — резюмирует Вадим Абидин.

Более того, если у обычного боевого самолёта по разным обстоятельствам топлива не хватает, чтобы долететь до ближайшего аэродрома, потеря дорогой машины практически неизбежна. Лётчик СКВВП в этом случае может не беспокоиться. На таком воздушном судне он безаварийно сядет на своей территории. Затем при отсутствии боевых повреждений в самом худшем случае его и самолёт придется эвакуировать до ближайшей площадки с твёрдым покрытием для дозаправки и взлёта. Но скорее всего лётчик сам найдёт такую площадку непосредственно перед вынужденной посадкой или координаты возможных площадок в районе боевых действий будут в бортовом компьютере.

В случае же авиации морского базирования СКВВП имеет ещё большее преимущество по сравнению с «классическим палубником». На обычных палубных самолётах резервный запас топлива ещё больше. Плюс масса пустого выше из-за необходимости усиления конструкции, увеличения площади крыла, дополнительных средств обеспечения посадки. Например, если взять обычный «сухопутный» Су‑27 и сравнить с палубным вариантом Су‑33 и с вариантом КВВП, то масса пустого Су‑33 будет на 20% больше, чем Су‑27, а СКВВП — примерно на 10%. Это справедливо при использовании одного и того же типа двигателя: палубный вариант зачастую делают с той же силовой установкой, что и «сухопутный».

Такие соотношения подтверждаются и для нового американского семейства истребителей F‑35 — F‑35A сухопутного базирования для ВВС США, F‑35B с укороченным взлётом и вертикальной посадкой для Корпуса морской пехоты и F‑35C с увеличенной площадью крыла и хвостового оперения для полётов с авианосцев для ВМС США.

О планах создания перспективного самолёта для авианесущих кораблей заявил на МАКС‑2017 заместитель министра обороны Российской Федерации Юрий Борисов. Речь идёт о машинах укороченного и вертикального взлёта и посадки. «Это развитие “яковской” линии, которая была прекращена, — заявил Борисов. — Такие планы есть, мы их обсуждаем, в том числе, может быть, и эти направления будут реализованы для перспективного самолёта для авианесущих крейсеров».

Замглавы Минобороны России пояснил, что новый самолёт понадобится для авианосцев, которые планируется заложить на финише госпрограммы вооружений 2018–2027 годов. Эти планы Юрий Борисов подтвердил по результатам проведённого Президентом России совещания в ноябре 2017 г. в Сочи с руководством Минобороны России и оборонно-промышленного комплекса страны.

По материалам журнала ОАК "Горизонты", №4 (16), 2017 г.

Рейтинг статьи:   +1+2+3+4+5 (оценок - 5, средняя - 3,60)
Загрузка...


ДРУГИЕ СТАТЬИ НА САЙТЕ





СТАТЬИ ПО ТЕМЕ