Техника - молодёжи 2008-03, страница 32
самолёта был разработан СВВП «Хар-риер» с более мощным двигателем. Эта схема получила дальнейшее развитие, на его основе были созданы СВВП для Вооруженных сил Великобритании и США. Немецкая фирма «EWR-Зюд» выпустила два опытных образца VJ 101 С-Х1 и VJ 101 С-Х2. В первом самолёте маршевые двигатели размещались в поворотных мотогондолах и при вертикальном полёте вместе с неподвижными подъёмными двигателями создавали вертикальную тягу. Во втором опытном образце маршевые двигатели снабжались форсажными камерами, которые использовались как при вертикальном полёте, так и при горизонтальном, что позволяло достигать сверхзвуковой скорости. Интерес представляет самолёт Do31 фирмы «Дорнье», который проектировался как транспортный. Самолёт оснащался двумя маршевыми двигателями, снабжёнными поворотными соплами, которые обеспечивали при взлёте и посадке вертикальную тягу. Кроме того, самолёт имел восемь подъёмных двигателей, размещённых по четыре в двух гондолах на концах крыла. Были построены два опытных образца. Всесторонние испытания прошли успешно, было установлено несколько рекордов, но в 1969 г. работы были свёрнуты. Все рассмотренные выше СВВП выполняли вертикальный полёт на основе реактивной тяги с помощью неподвижных ТРД, поворотных двигателей или сопел. Фирма «Райан» (США) пошла по принципиально иному пути. Она спроектировала и построила самолёт XV-5А, в котором вертикальный полёт обеспечивался двумя турбовен-тиляторами, размещёнными в крыле. В качестве газогенераторов использовались маршевые ТРД. В самолёте XV-5А турбовентиляторы были установлены в крыле неподвижно и не могли изменять вектор тяги, поэтому выполняли функции только вертикального полёта. Применение турбо-вентиляторов позволило увеличить тягу маршевых двигателей более чем вдвое. В США разрабатывались также СВВП и на воздушно-винтовой тяге, которая по ряду показателей имеет существенные преимущества перед реактивной тягой, прежде всего по экономичности и шуму. Бесспорным лидером этих разработок следует считать фирму «Белл». В конечном итоге её разработки привели к созданию серийного конвертоплана CV-22B «Оспри»**, принятого Пентагоном на вооружение. В конвертоплане CV-22B взлёт и посадка обеспечиваются двумя воздушными винтами диаметром 11,6м с приводом от двигателей, расположенных в поворотных гондолах на концах крыла. После взлёта ЛА гондолы с винтами переводятся в горизонтальное положение, и конвертоплан обретает самолётный облик. Воздушные винты такого размера не позволяют конвер-топлану взлетать и садиться «по-само-лётному», поэтому CV-22B самолётом является только в горизонтальном полёте, а на земле он имеет облик вертолёта. В приведённом кратком обзоре упомянуты, конечно, не все разработки СВВП, названы только основные, с помощью которых реализованы существующие в настоящее время принципы создания самолётов с вертикальным взлётом и посадкой. Этот краткий перечень показывает, что поиски технических решений вертикального взлёта и посадки ЛА самолётного типа вели и ведут в настоящее время авиационные фирмы, обладающие достаточно большим научным и техническим потенциалом. И, тем не менее, они достигли только частичного успеха. Ни в одном случае СВВП по показателю грузоподъёмности даже не приблизились к обычным аэродромным самолётам. То же самое можно сказать и об экономической стороне ЛА этого класса. Особенно высокая стоимость характеризует СВВП на реактивной тяге. СВВП на турбовентиляторной тяге в вертикальном полёте выглядит намного лучше реактивных СВВП. Турбовентиляторная тяга в несколько раз эффективнее реактивной тяги, что позволяет применять в этом случае маршевые двигатели без переразмеренности и наилучшим образом увязать требования большой тяги при вертикальном полёте и умеренной (самолётной) тяги в горизонтальном маршевом полёте. Эта особенность турбовентиляторной тяги позволяет получить экономику полёта СВВП, примерно равной экономике аэродромных самолётов. Использование техники СВВП с винтовыми двигателями на первый взгляд сулит неплохие возможности. ** Данные по конвертоплану «Оспри» здесь и далее взяты из журнала «Взлёт», №10, 2006 г. Воздушные винты создают тягу при относительно малой скорости воздушной струи и большом массовом расходе в единицу времени. Поэтому их КПД значительно выше, чем реактивного двигателя. Имеются и другие положительные качества. Однако СВВП с поворотными несущими винтами имеют один крупный недостаток. При повороте винтов при переходе из вертикального режима полёта в горизонтальный возможна потеря управляемости с весьма тяжёлыми последствиями. Таким образом, для создания транс-портно-пассажирских СВВП остаются пригодными реактивный и турбовентиляторный принципы вертикального полёта. По надёжности СВВП, созданные на основе этих принципов, не уступают обычным аэродромным самолётам. Однако по другим показателям, таким как стоимость вертикального полёта, уровень шума, реактивные СВВП оказываются в безнадёжном проигрышном положении, чего нельзя сказать о турбовентиляторных СВВП. Последние по этим показателям не уступают аэродромным самолётам. Но здесь возникает другая проблема: недостаточная грузоподъёмность. Весовой нагрузкой, например, для авианосного СВВП является бортовое вооружение, включающее ракеты, пушки, пулемёты и др. Два подъёмных вентилятора СВВП XV-5A хорошо справляются с этой нагрузкой, но для коммерческих ЛА этого крайне мало. В подъёмных турбовентиляторных системах грузоподъёмность определяется величиной развиваемой ими вертикальной тяги, а величина тяги пропорциональна массовому расходу воздуха в единицу времени, протекающему через проходные сечения турбовенти-ляторов. Увеличить массовый расход можно либо путём увеличения площади проходного сечения, либо путём увеличения числа турбовентиляторов на крыле ЛА. Но и тот, и другой путь в рассматриваемом случае неосуществимы. Основным назначением аэроди спользование на СВВП винтовых двигателей даёт возможность приблизить их по показателям к обычным самолётам. 29 |
