طائرة الإقلاع العمودي. VTOL

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تجمع الوظائف المتعددة واتقان التصميم بين تقنية طيران فريدة - إقلاع وهبوط عموديين. خلقت أفضل العقول في روسيا وإنجلترا والولايات المتحدة الأمريكية ، عبر سنوات عديدة من التطوير والتحديث الإضافي ، نماذج أسطورية في الصراع التنافسي. ترتبط الزيادة في السرعة ، وارتفاع الرحلة ، والقدرة على التحمل ، فضلاً عن الأداء القتالي بالتحسين المستمر للمحرك النفاث للخدمة الشاقة. هذا ما جعل طائرة الإقلاع العمودي الوحدة الأساسية الرئيسية للقوات الجوية في العالم.

الأول عموديًا

كانت أول تقنية إقلاع وهبوط رأسية تم إنشاؤها تجريبياً في عام 1954 هي تطوير الطراز 65 لمركبة اختبار الهواء. يتكون التصميم المصمم من الوحدات المتاحة من طائرات مختلفة - تم استعارة جسم الطائرة والذيل العمودي من هيكل الطائرة والأجنحة- في طائرة سيسنا موديل 140A ، والهيكل - على مروحية بيل موديل 47. حتى الآن ، يتساءل المصممون المعاصرون كيف يمكن أن يؤدي الجمع بين هذه العناصر الفردية إلى مثل هذه النتيجة!

كانت طائرات شركة بيل الأمريكية جاهزة بنهاية عام 1953. بعد شهر ، تمت أول رحلة طيران مع التحليق في الهواء ، وبعد ستة أشهر - أول رحلة مجانية لها. لكن تحديث الطائرة لم يتوقف ، لمدة عام آخر وصلت إلى الأداء المطلوب من خلال الاختبار والاختبار في الهواء.

رد الفعل ، ولكن ليس جدا

انقلبت المحركات الموجودة على جانبي جسم الطائرة بمقدار 90 درجة ، مما أدى إلى رفع ودفع الطيران. يوفر الشاحن التوربيني مصدر طاقة مكثفًا مباشرة لفوهات الهواء نفسها في نهايات الجناح والريش. هذا يضمن التحكم في هيكل الطائرة بالكامل في وضع التحويم ، مع الحفاظ على هذا الاحتمال حتى عند التحرك بسرعة منخفضة.

لكن سرعان ما ، وفقًا لنتائج الاختبار ، رفض بيل مواصلة العمل مع هذا المشروع. كانت أول طائرة VTOL ذات قوة دفع نفاثة لدرجة أنها بالكاد تجاوزت وزن إقلاعها ، على الرغم من أنها كانت مفرطة في الحركة الأفقية.

بهذه الخصائص ، كان من الصعب على الطيار الحفاظ على السرعة في قيم مقبولة ، دون تجاوز حدود السرعة القصوى للرحلة الأفقية. لذلك انتقلت زاوية اهتمام الأمريكيين إلى تطورات أخرى.

الوحيد في العالم من نوع Yak-141

في عام 1992 ، فوجئ الصحفيون المعتمدون المدعوون خصيصًا باهتمام شركات الطيران الغربية الرائدة بهذه التقنية. لاحظ الخبراء ميزات الطائرة التي تجاوزت الأفكار القياسية حول الطائرات المقاتلة. أصبح من الواضح أنه لسنوات عديدة من البحث ، والتي تم إجراؤها بالتوازي في العديد من البلدان ، ستستحق الطائرة السوفيتية راحة اليد.

كانت الطائرة Yak-141 ، الطائرة الأسرع من الصوت VTOL الوحيدة في العالم في ذلك الوقت. تميزت بمجموعة واسعة من المهام القتالية والسرعة العالية والقدرة الفريدة على المناورة ، والتي نالت على الفور اعترافًا عالميًا بها.

بدأ الأمريكيون والأوروبيون تطورهم في هذا الاتجاه في الستينيات. في معرض عام 1961 في فارنبورو ، تمكنت شركة إنجليزية فقط من تقديم نتيجة جيدة. لم تكن الطائرة القتالية الرئيسية المستقبلية للقوات الجوية البريطانية ، مقاتلة Harrier VTOL ، الأكثر إثارة للاهتمام فحسب ، بل كانت أيضًا أكثر المعارض المحمية.

لم يسمح البريطانيون لأي شخص بالدخول ، ولا حتى حلفائهم الأمريكيين. الشخص الوحيد الذي تم استثناءه بسبب المزايا الخاصة والمساهمة في الانتصار على ألمانيا النازية هو المصمم الشهير للمقاتلين السوفيت - A. S. Yakovlev. لم تتم دعوته فحسب ، بل كان أيضًا على دراية بإمكانيات هذه التقنية.

السباق العمودي للقوى العالمية

حققت التنمية في الاتحاد السوفياتي في ذلك الوقت بعض النجاح ، لكنها لا تزال أدنى بكثير من البريطانيين. أعطت التجارب مع Turbofly المخترع المصممين خبرة قيمة ، وأصبح ذلك ممكنًاتركيب محركين نفاثين على الطائرة. يمكن أن تدور فوهاتهم 90 درجة.

Test V. Mukhin رفع طائرة تسمى Yak-36 إلى السماء. لكنها لم تكن مركبة قتالية كاملة بعد. في العروض التوضيحية ، بدلاً من الصواريخ ، تم تعليق نماذج خاصة. بعد كل شيء ، الطائرة لم تكن جاهزة بعد لأسلحة حقيقية.

في عام 1967 ، حددت اللجنة المركزية للحزب الشيوعي الصيني مهمة فريق مشروع ياكوفليف لإنشاء طائرة خفيفة ذات إقلاع عمودي. تسبب النموذج المحدث ، المسمى Yak-38 ، في رد فعل متشكك حتى من A. Tupolev. ولكن بالفعل في عام 1974 ، تم تجهيز أول 4 طائرات

بعد التفوق المطلق للقاذفات البريطانية هارير في السماء في حرب فوكلاند ، أصبح من الواضح لحكومة الاتحاد السوفيتي أنها بحاجة إلى تحسين Yak-38. لذلك ، في عام 1978 ، وافقت لجنة Minaviaprom على مشروع لمكتب تصميم Yakovlev - إنشاء مقاتلة الإقلاع العمودي المحدثة Yak-141.

حامل الرقم القياسي السوفيتي

تم إنشاء محرك فريد من نوعه مزود بنظام تحكم مثالي في روسيا خصيصًا لطائرات الإقلاع العمودي. لأول مرة في العالم ، تم العثور على حل لفوهة الاحتراق الدوارة - وهو الشيء الذي لم يعمل عليه مصممو الطائرات السوفييتية فحسب ، بل والأجانب أيضًا منذ عقد من الزمان. وقد أتاح ذلك إكمال دورة اختبار الأرض لـ Yak-141 وإرسالها للإقلاع. من الاختبارات الأولى ، أكد أفضل أداء طيران له

كانت واحدة من أكثرهامشاريع الطيران السرية ، استغرق الأمر 11 عامًا لوكالات المخابرات الغربية فقط لمعرفة كيف يبدو. سجلت طائرة Yak-141 متعددة الأغراض ، وهي مقاتلة من الجيل الرابع ، 12 رقماً قياسياً عالمياً. كان القصد منه كسب التفوق الجوي وتوفير غطاء للموقع من العدو. يسمح لك محدد الموقع الخاص به بضرب الأهداف الجوية والأرضية. القدرة على الوصول إلى سرعة قصوى تصل إلى 1800 كم / ساعة. الحمولة القتالية - 1000 كجم. المدى القتالي 340 كم. أقصى ارتفاع للرحلة يصل إلى 15 كم

سياسة جورباتشوف

سياسة أخرى لخفض الإنفاق على صناعة الدفاع كان لها تأثيرها. لإثبات ذوبان الجليد في العلاقات الاقتصادية الخارجية ، قامت الحكومة بتعديل إنتاج حاملات الطائرات بشكل كبير. بسبب عدم وجود قاعدة للسفن فيما يتعلق بسحب حاملات الطائرات من الأسطول الروسي بعد عام 1987 ، توقف تطوير Yak-141.

على الرغم من ذلك ، كان ظهور Yak-141 خطوة مهمة في ممارسة تصميم الطائرات. أصبحت طائرات الإقلاع العمودي الروسية معدات لا غنى عنها لسلاح الجو ، وفي مزيد من التحديث للمقاتلات ، اعتمد العلماء إلى حد كبير على نتائج سنوات عمل ياكوفليف العديدة.

MiG-29 (نقطة ارتكاز)

تم تطوير المقاتلة الروسية من الجيل الرابع MiG-29 من قبل A. Mikoyan Design Bureau ، وهي تجمع بين أفضل خصائص القتال الجوي مع الصواريخ على المدى المتوسط والقصير.

في البداية ، تم تصميم VTOL MiG للتدميرأي نوع من الأهداف الجوية تحت أي ظروف جوية. يحتفظ بوظائفه حتى في حالة وجود تداخل. مجهزة بمحركات ذات دائرة مزدوجة عالية الكفاءة ، فهي قادرة على إصابة الأهداف الأرضية أيضًا. تم تصميمه في أوائل السبعينيات ، وقد تم الإقلاع الأول في عام 1977.

سهل الاستخدام للغاية. بعد أن دخلت الخدمة مع سلاح الجو في عام 1982 ، أصبحت MiG-29 المقاتلة الرئيسية في سلاح الجو الروسي. بالإضافة إلى ذلك ، قامت أكثر من 25 دولة بشراء أكثر من ألف طائرة.

أمريكي مفترس مجنح

دقيق دائمًا في مسألة الدفاع ، يتفوق الأمريكيون أيضًا في بناء مقاتلين أقوياء.

سميت على اسم الطائر الجارح ، صُممت هارير كطائرة هجومية متعددة الوظائف وخفيفة للدعم الجوي للقوات البرية والقتال والاستطلاع. نظرًا لأدائها الممتاز ، فهي تستخدم أيضًا في البحرية الإسبانية والإيطالية.

أصبحت البريطانية VTOL Hawker Siddeley Harrier هي الأولى في فئتها ، وأصبحت النموذج الأولي للتعديل الأنجلو أمريكي لـ AV-8A Harrier في عام 1978. أدى العمل المشترك لمصممي البلدين إلى تحسينه إلى الجيل الثاني من الطائرات الهجومية لعائلة هارير.

في عام 1975 ، جاء ماكدونيل دوغلاس ليحل محل إنجلترا ، التي تركت المشروع بسبب عدم قدرة الإدارة على تحمل الميزانية المالية. جعلت التدابير المتخذة من أجل التعديل الشامل لـ AV-8A Harrier من الممكن الحصول على مقاتلة AV-8B.

متقدم AV-8B

بناء على التكنولوجيافي النموذج السابق ، تحسن AV-8B بشكل كبير من حيث ترقية الجودة. تم رفع قمرة القيادة ، وإعادة تصميم جسم الطائرة ، وتحديث الأجنحة ، وإضافة نقطة تعليق إضافية لكل جناح. يتم إسقاط الأسلحة عالية الدقة مباشرة عند دخول منطقة الإطلاق ، ويمكن أن يصل احتمال الانحراف إلى 15 مترًا.

تم تحسين النموذج بشكل أكبر من حيث الديناميكا الهوائية وبالتالي إنشاء أفضل طائرة ذات إقلاع عمودي في الولايات المتحدة. مجهزة بمحرك Pegasus محدث ، مما جعل من الممكن أداء الإقلاع والهبوط العمودي. دخلت AV-8B الخدمة مع المشاة الأمريكية في أوائل عام 1985.

التطوير لم يتوقف ، ولاحقًا تلقت طرازي AV-8B (NA) و AV-8B Harrier II Plus معدات للعمليات القتالية الليلية. مزيد من التحسين جعلها واحدة من أفضل ممثلي الجيل الخامس من طائرات الإقلاع العمودي - هارير الثالث.

عمل المصممون السوفييت بجد في مهمة الإقلاع القصير. حصل الأمريكيون على هذه الإنجازات لطائرة F-35. لعبت المخططات السوفيتية دورًا كبيرًا في إتقان المهاجم الأسرع من الصوت متعدد الوظائف F-35. دخلت مقاتلة VTOL هذه الخدمة في وقت لاحق مع البحرية البريطانية والأمريكية.

بوينج. ما وراء الحدود

تم إثبات إتقان الأكروبات والخصائص الفريدة الآن ليس فقط من قبل المقاتلين ، ولكن أيضًا من خلال بطانات الركاب. بوينغ 787 دريملاينر هي طائرةطائرة الركاب بوينج ذات الجسم العريض ذات المحركين

بوينج 787-9 مصممة لـ 300 راكب بمدى 14000 كم. بوزن 250 طنًا ، قام طيار في فارنبورو بحيلة مذهلة: رفع طائرة ركاب وأجرى إقلاعًا عموديًا ، وهو أمر ممكن فقط لطائرة مقاتلة. قدرت أفضل شركات الطيران على الفور مزاياها ، وبدأت طلبات شرائها تصل على الفور من الدول الرائدة في العالم. وفقًا للوضع في بداية عام 2016 ، تم بيع 470 وحدة. أصبحت VTOL Boeing من تصميم فريد للركاب.

تتوسع قدرات الطائرات

المصممون الروس يعملون بنجاح على مشروع مدني لتطوير طائرة ذات إقلاع وهبوط عموديين ، والتي لا تحتاج إلى مواقع إقلاع. يمكن أن تعمل بشكل فعال على أنواع مختلفة من الوقود ، سواء على الأرض أو على الماء.

لديه مجموعة واسعة من التطبيقات:

• تقديم رعاية طبية عاجلة ؛
• استطلاع جوي ؛
• عمليات الانقاذ
• استخدام خاص للأغراض الرسمية.

ولأغراض خاصة أيضًا

قد يكون المستخدمون المحتملون هم وزارة الطوارئ وخدمات الإنقاذ ووزارة الداخلية والخدمات الطبية والمنظمات التجارية العادية.

طائرة إقلاع عمودية جديدة قادرة على الطيران على ارتفاعات تصل إلى 10 كم ، وتصل سرعتها إلى 800 كم / ساعة.

تم تصميم قدرات الجيل الجديد من هذه الطائرة للاستخدام حتى فيالأماكن الضيقة: في المدينة ، في الغابة ، إذا لزم الأمر ، حتى في حالات الطوارئ.

تعتبر الدائرة التي يصنعها المروحة لهذه الطائرة هي منطقة تحملها. يتم إنشاء قوة الرفع من خلال دوران الدوار الرئيسي ، الذي يستخدم الهواء من الأعلى ، ويوجهه إلى الأسفل. نتيجة لذلك ، ينشأ ضغط منخفض فوق المنطقة ، وضغط متزايد تحتها.

تم تصميمها عن طريق القياس بطائرة هليكوبتر ، في الواقع ، نظرًا لكونها طرازها الأكثر تقدمًا وتكييفًا لظروف مختلفة ، فهي قادرة على الإقلاع العمودي والهبوط والتحليق في مكان واحد.

إرجاع الحرب الباردة

أكدت إنجازات مصممي الطائرات في هذا المثال أن التكنولوجيا العالية وطائرة الإقلاع العمودي يمكن أن تكون مفيدة ومطلوبة على حد سواء للأغراض الحكومية والمدنية.

خلال حقبة الحرب الباردة ، كانت القوى الرائدة في العالم مفتونة بمشاريع إنشاء طائرة مقاتلة لا تتطلب مطارات تقليدية. تم تفسير ذلك من خلال الضعف الطفيف لهذه الأجسام مع الطائرات المنتشرة للعدو. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم ضمان حماية المدرج الباهظ الثمن. وتعتبر هذه الفترة أهم مرحلة في تطوير أنشطة تصميم الطائرات.

يعمل الاستراتيجيون الغربيون والمحليون بجد على تحديث طائرات VTOL لمدة 30 عامًا ، ووصلوا إلى الكمال في مقاتلات الجيل الخامس. والتكنولوجيات الأساسية المعتمدة تجعل من الممكن استخدام التطورات طويلة الأجل للرائد في العالممصممو الطائرات