Il "tallone d'Achille" dell'aviazione militare moderna è l'aerodromo. Anche non tanto quanto le piste. Il velivolo da combattimento più "ingannato" dell'ultima generazione sarà inutile se il nemico lo distruggerà. Ogni esercito moderno ha una dozzina di fondi per un'operazione del genere. Soprattutto per l'aviazione di prima linea.
Ma c'è una soluzione molto semplice a questo problema: assicurarsi che l'aereo non abbia bisogno di una pista. Stiamo parlando di aerei da decollo e atterraggio verticale (VTOL), che sono letteralmente in grado di entrare nel cielo da una minuscola toppa.
I pensieri sulla creazione di un tale velivolo erano stati visitati dai progettisti per molto tempo, lo sviluppo di progetti per aerei VTOL è iniziato poco dopo l'inizio dell'era dell'aviazione. Ma le capacità tecniche non hanno permesso agli ingegneri di tradurre i loro sogni in realtà.
La Seconda Guerra Mondiale segnò l'inizio dell'era delle portaerei: enormi campi di aviazione galleggiante in grado di trasportare dozzine di aerei. Non inferiore alle dimensioni di queste navi e al loro costo. Ecco perché l'uso di velivoli VTOL su piattaforma per la flotta sembrava particolarmente allettante: in questo caso, le portaerei potevano essere rese più piccole, più maneggevoli e più economiche.
Ma, tecnicamente, questo problema si è rivelato più complicato di quanto non sembrasse all'inizio. Si aggravava con l'avvento degli aerei a reazione: il nuovo velivolo aveva bisogno di una pista ancora più grande.
Nonostante tutta la tentazione di un'idea del genere, ci sono pochi aerei al mondo che possono decollare e atterrare verticalmente. Per il decollo e l'atterraggio, usano l'energia di un getto di gas proveniente da un motore a reazione, sebbene il loro design possa differire in modo significativo. Durante il volo orizzontale, la forza di sollevamento viene creata da ali fisse.
Nell'URSS furono costruiti diversi velivoli VTOL, il più famoso dei quali era lo Yak-38. È stato usato nella flotta e questa macchina non può essere chiamata con successo. Alla fine degli anni '80, fu creato un nuovo aereo verticale di decollo e atterraggio sovietico, lo Yak-141. Si trattava di un veicolo da combattimento fondamentalmente nuovo: un caccia supersonico, che prevedeva di dotare le promettenti portaerei sovietiche.
Tuttavia, dopo alcuni anni, il paese crollò: né le nuove portaerei né i combattenti diventarono assolutamente necessari. Il progetto finale per la creazione del velivolo Yak-141 fu sepolto nel 2003.
Storia della creazione
I lavori per la creazione di un velivolo VTOL sono iniziati negli anni '50 del secolo scorso. Affinché l'aereo potesse fare a meno della pista, era necessario un motore completamente diverso con un rapporto di spinta molto alto (questo è il rapporto tra la massa del velivolo e la spinta del motore).
Il cliente principale in questa area era la marina.
Il primo velivolo VTOL fu l'americano X-13 Vertijet, che fece il suo decollo verticale nel 1957. Era una macchina molto interessante, che partiva da una posizione eretta (come un razzo). Tuttavia, questo velivolo era molto difficile e le sue caratteristiche non erano impressionanti, quindi il progetto fu chiuso.
Durante lo sviluppo di tali velivoli, i progettisti hanno dovuto risolvere un gran numero di nuovi problemi tecnici. È diventato chiaro che a basse velocità, quando un jet si blocca solo su un jet, l'uso di alettoni e vari timoni è inutile. È possibile controllare la macchina solo con l'ausilio di ulteriori flussi reattivi, e i progettisti hanno preso la creazione di micromotori sulla propulsione a reazione.
Studi simili sono stati condotti nell'URSS, ma per molti anni è stata una ricerca più scientifica che non ha avuto applicazione pratica.
Il primo aereo sovietico di decollo e atterraggio verticale fu lo Yak-36, che decollò nel 1966. Un seguito di questo progetto è stato il seriale Yak-38.
Lo sviluppo più riuscito di VTOL era nel Regno Unito. Già nel 1960, Hawker creò un prototipo di velivolo in grado di effettuare un decollo verticale. Uno dei componenti principali del successo di questo progetto è stata la creazione da parte di Rolls-Royce di un motore unico in grado di sviluppare 3.600 chilogrammi di spinta in quattro ugelli rotanti, che ha garantito il decollo dell'auto. Nel 1969, l'aeromobile Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL fu adottato dalla British Air Force. Oggi, l'Harrier è già parecchie generazioni di aerei da combattimento, che sono in servizio con un certo numero di paesi (inclusa la Gran Bretagna e gli Stati Uniti) che hanno partecipato ai combattimenti e hanno prestazioni di volo elevate.
Nell'URSS, il destino degli aerei da decollo e atterraggio verticale è strettamente connesso allo sviluppo del programma (progetti 1143) per la costruzione di incrociatori che trasportano aerei - navi che possedevano sia armamenti di razzi che aerei.
Già a metà degli anni '70 iniziò lo sviluppo di un caccia VTVP basato su carrier, in grado di proteggere una nave dai raid aerei nemici. L'esperienza di creare "verticali" nell'URSS era solo nel Yakovlev Design Bureau, e questa esperienza non può essere definita troppo positiva.
Yak-38, adottato dalla Marina dell'URSS, aveva un rapporto spinta-peso molto basso ed era equipaggiato con tre motori contemporaneamente. I progettisti hanno dovuto rendere l'auto il più semplice possibile, hanno persino rimosso il radar di bordo. I motori non volevano lavorare in modo sincrono, nelle condizioni delle latitudini meridionali, semplicemente non si avviavano. L'aereo poteva prendere a bordo solo piccole bombe e razzi non guidati, il che riduceva il suo valore di combattimento quasi a zero. Con questi aerei ci sono sempre stati disastri.
Inoltre, per ridurre il peso al decollo dello Yak-38 è stato costretto a prendere una scorta limitata di carburante, che ha ridotto significativamente il raggio d'azione.
Il progetto di creare un nuovo velivolo per la flotta Yak-141 per le esigenze della flotta iniziò nel 1975. I test di stato erano previsti per il 1982. Il nuovo velivolo fu concepito come un caccia supersonico, inizialmente fu progettato per equipaggiare un motore, ma in seguito fu data preferenza ad un aeromobile con una centrale elettrica combinata.
Lo Yak-141 doveva entrare in servizio con gli incrociatori che trasportano aerei (TAKR) Baku, Ul'janovsk, Riga e Tbilisi. Inoltre, il nuovo combattente ha pianificato di armare i missili Minsk e Kyiv come parte della modernizzazione di queste navi. Lo Yak-141 avrebbe dovuto sostituire lo Yak-38 obsoleto e fallito.
La centrale era composta da tre motori: due RD-41 di sollevamento e un R-79 di sollevamento e crociera. Il lavoro della centrale era controllato dall'elettronica: poteva fornire allo Yak-141 un decollo verticale o accorciato dal ponte della nave.
Nel 1980, i militari hanno in qualche modo modificato le loro esigenze per il futuro aereo: deve essere multiuso, capace non solo di distruggere bersagli aerei, ma anche di colpire navi nemiche e bersagli terrestri. Cioè, esegui le funzioni degli aerei d'attacco.
A causa di problemi al motore, i test Yak-141 venivano costantemente trasferiti. Hanno iniziato solo nel 1987, e nel 1990 sono stati costruiti quattro prototipi del combattente. Prove complete di decollo e atterraggio sul ponte della nave hanno avuto luogo nel settembre 1991. Durante il periodo di prova, sono stati stabiliti 12 record mondiali per la velocità e la capacità di carico. Durante i test, uno degli aerei si è schiantato. Il pilota espulso, ma l'auto non era soggetta a recupero. La causa dell'incidente era un errore del pilota.
Questo velivolo non è stato solo una tappa importante nello sviluppo dell'industria aeronautica nazionale, ma anche una macchina segnaletica nella storia dell'aviazione mondiale - il primo velivolo verticale da decollo e atterraggio che ha infranto la barriera del suono. Va notato che lo Yak-141 è in grado di decollare verticalmente con un carico di combattimento completo.
Questo aereo è stato molto sfortunato, è apparso proprio nel momento in cui un enorme paese stava già vivendo i suoi ultimi mesi e l'economia stava precipitando nell'abisso. Avendo un'amara esperienza nell'operare con lo Yak-38, i militari erano molto sospettosi di "loop verticali". Il ruolo non meno importante nella fine ingloriosa di questo promettente progetto è stato anche svolto dall'incidente Yak-141 durante i test. Non c'erano soldi per continuare a lavorare su questo velivolo molto promettente nel 1992.
In Yakovlev Design Bureau, sono stati creati altri due progetti VTOL: lo Yak-43 e lo Yak-201, ma sono rimasti su carta. Gli sviluppatori hanno cercato di offrire una nuova auto agli acquirenti stranieri, ma non ci sono stati ordini. C'è stata una breve collaborazione con gli americani (Lockheed Martin), ma è anche finita senza risultato.
Nel 2003, il progetto del combattente Yak-141 fu ufficialmente chiuso.
descrizione
Lo Yak-141 è di alto profilo, è realizzato secondo la normale configurazione aerodinamica ed è dotato di una centrale elettrica combinata. Il 26% della fusoliera del velivolo è fatto di materiali compositi, alcuni degli elementi sono fatti di leghe resistenti al calore a base di titanio. Il caso è utilizzato attivamente leghe di alluminio-litio con peso inferiore.
La fusoliera dell'aereo è una semi-monoscocca con una sezione trasversale rettangolare. Il motore in grado di sollevare la marcia si trova nella sua coda, altri due in sollevamento - nella parte anteriore, direttamente dietro il cockpit. Il naso della fusoliera ha una forma appuntita.
Le ali sono di forma trapezoidale, altamente posizionate con sweep dritti e swell root. L'ala è progettata in modo tale che l'aereo possa raggiungere velocità supersoniche, condurre un combattimento aereo manovrabile ed effettuare un lungo volo da crociera.
Il piumaggio della coda è a due punte, costituito da timoni e stabilizzatori a rotazione totale. È collegato a due raggi remoti, tra i quali vi è un ugello del motore dell'ascensore principale.
Le prese d'aria sono di forma rettangolare, si trovano immediatamente dietro l'abitacolo. Il flusso d'aria è controllato da un cuneo orizzontale.
Il carrello di atterraggio è triciclo, può sopportare la caduta del velivolo da un'altezza di cinque metri.
La struttura della centrale elettrica Yak-141 comprende due motori di sollevamento (PD) RD-41 e un marcia avanti e indietro (PMD) R-79. Anche durante le manovre durante un decollo verticale, vengono utilizzati i timoni a getto, che sono azionati da un motore di sollevamento / crociera. Di design, lo Yak-141 è vicino al moderno VTOL americano dell'F-35B, che è anche dotato di una centrale elettrica combinata.
I motori di sollevamento RD-41 si trovano di fronte all'aeromobile, in uno scomparto speciale, appena dietro l'abitacolo. Durante il volo orizzontale o nel parcheggio, i motori sono chiusi con alette speciali nella parte superiore e inferiore. Durante il decollo o l'atterraggio, si aprono, fornendo aria per i motori e gli ugelli di apertura. I motori sono installati con un angolo di 10 ° rispetto alla verticale, gli ugelli possono deviare di ± 12,5 ° verticalmente dall'asse del motore. L'RD-41 è un motore a turbogetto a singolo albero a singolo circuito, può funzionare a una velocità non superiore a 550 km / h.
Il motore di sollevamento e sostenitore P79V-300 è un motore a turbogetto a doppio circuito con postbruciatore e vettore di spinta variabile. Si trova nella parte posteriore del velivolo. I rotori di questo motore ruotano in diverse direzioni, i compressori sono caratterizzati da una maggiore stabilità gas-dinamica, nella camera di combustione ci sono dei bruciatori a vortice unici. L'ugello del motore è girevole, con una sezione trasversale regolabile, può deviare il vettore di spinta di 95 °. La spinta massima del postcombustore Р79В-300 è di 15.500 kgf.
Lo Yak-141 può decollare in tre modi diversi: verticalmente, con un breve run-up e con slittamento (decollo ultra-corto). L'ugello del motore principale con una presa di forza verticale devia verso l'angolo massimo, con decollo con breve accelerazione e slittamento di 65 °. Quando decolla con una scivolata, la lunghezza della pista è di sei metri.
