Авиация

ПЕРВЫЙ ВЕРТИКАЛЬНО ВЗЛЕТАЮЩИЙ «СВЕРХЗВУКОВИК»

17.01.2013

ПЕРВЫЙ ВЕРТИКАЛЬНО ВЗЛЕТАЮЩИЙ «СВЕРХЗВУКОВИК»В середине пятидесятых годов прошлого века тема вертикально взлетающих самолётов будоражила умы конструкторов и военных во многих странах. Не стала исключением и Западная Германия. После окончания в 1955-м г. запрета на разработку и производство военных самолётов германское Министерство обороны предложило создать современный истребитель-перехватчик. Исследования, проведённые годом позже фирмами «Хейнкель» и «Мессершмитт», показали, что для истребителя с высокой сверхзвуковой скоростью потребуются новые, удлинённые взлётно-посадочные полосы.

Осенью 1957-го Министерство обороны добавило в задание дополнительные требования, включавшие способность новой машины взлетать и садиться вертикально, так как строительство новых аэродромов — дело крайне дорогостоящее.

Контракт на постройку пяти прототипов выдали в феврале 1959-го консорциуму Entwicklungsring Sud («Энтвиклунгсринг Зюд»), получившему аббревиатуру EWR, в состав которого вошли упомянутые выше фирмы, а также компания «Бельков».

Когда работа над проектом уже кипела вовсю, концепция перехватчика стала претерпевать значительные изменения. Требования НАТОвских стратегов заключались в придании самолёту способности уничтожать самолёты противника на аэродромах базирования. Такая задача требовала соответствующей дальности и скорости полёта на малых высотах, которые обуславливались большим запасом топлива.

 

Проект объединения EWR такими характеристиками не обладал, да и не мог обладать, так как первоначально разрабатывался как истребитель ближнего радиуса действия и предназначался в основном для замены F-104 «Старфайтер». Доведение самолёта до необходимых люфтваффе требований с сохранением способности вертикального взлёта и посадки на том уровне развития авиационной науки и техники не представлялось технически возможным (хотя такой проект и прорабатывался под обозначением VJ-101D), из-за чего военные в середине 1960-х полностью потеряли интерес к аппаратам вертикального взлёта.

 

VJ-101 на режиме висения

 

VJ-101 на режиме висения

Тем не менее, работы над новой машиной, получившей наименование VJ-101 С (VJ означает Versuch-sjaeger — экспериментальный истребитель), продолжались. За основу был взят проект Хейнкель Не-231, разработанный Зигфридом Гюнтером в 1958 году в соответствии с требованиями Министерства обороны к истребителю вертикального взлёта.

Вырисовывался довольно интересный самолёт с фюзеляжем и крылом, в плане напоминающем F-104 «Старфайтер». Четыре подъёмномаршевых двигателя располагались попарно в двух поворотных гондолах на законцовках крыла, а два подъёмных — тандемно за кабиной. На первом прототипе — VJ-101 С1 — установили шесть ТРД «Роллс-Ройс» RВ-145 тягой по 1250 кгс каждый. На серийных машинах планировалась установка более мощных RВ-153.

Разработкой силовой установки занимались «Роллс-Ройс» и «МАН-Турбомоторен». В ходе работ особое внимание уделялось конструкции воздухозаборников, так как они должны были обеспечить необходимый расход воздуха в режимах сверхзвукового горизонтального полёта, а также взлётно-посадочных режимах. После исследования нескольких вариантов остановились на следующем. В вертикальном положении носовая часть гондолы вместе с конусом перемещается вперёд, образуя значительную щель, увеличивающую расход воздуха двигателей. При переходе в горизонтальный полёт носовая часть возвращается в исходное положение. Таким образом, обеспечивался до статочный расход воздуха в широком диапазоне скоростного напора.

 

VJ-101

 

VJ-101:

1 — приёмник воздушного давления; 2 — створка подъёмных двигателей в закрытом положении (на виде во взлётно-посадочной конфигурации — в открытом положении); 3 — подъёмно-маршевые двигатели; 4 — подфюзеляжный киль; 5 — створки ниши уборки основных опор шасси; 6 — жалюзи сопел подъёмных двигателей; 7 — кабина пилота; 8 — антенна связной радиостанции

Планёр самолёта изготавливался в основном из алюминиевых сплавов, сталь и титан использованы только в местах установки двигателей. Фюзеляж — типа полумонокок, с герметичной одноместной кабиной и установленным в ней катапультным креслом «Мартин-Бейкер» Мк.7. В хвостовой части располагался контейнер с тормозным парашютом.

К фюзеляжу шестью болтами крепилось стреловидное крыло малого удлинения. Конструкция крыла — многолонжеронная, стреловидность по линии 1/4 хорд — 27°. Горизонтальное оперение состоит из киля с рулём поворота, цельноповоротного стабилизатора трапециевидной формы и подфюзеляжного гребня.

 

Интересна система поворота мотогондол подъёмно-маршевых двигателей. Полый вал, неподвижно закреплённый в законцовке крыла, проходит в гондолу между расположенными в ней двигателями. Вокруг него и вращается гондола. Через вал проходят все коммуникации: тяги управления двигателями, трубопроводы топливной и гидравлической систем. Вращение мотогондол обеспечивают двухкамерные гидроцилиндры.

VJ-101 имел оригинальную систему управления самолётом, разработанную фирмой «Даути Ротол». В отличие от большинства вертикально взлетающих машин, у него отсутствовала газодинамическая система управления. На взлёте, посадке и переходных режимах управление осуществлялось исключительно за счёт тяги двигателей. В продольном отношении самолёт управлялся дифференциальным отклонением подъёмных и подъёмно-маршевых двигателей, в поперечном — дифференцированием тяги правой и левой групп силовой установки. Путевое управление обеспечивалось отклонением правой и левой мотогондол на небольшие углы по сигналу от педалей.

 

Створка подъёмных двигателей

 

Створка подъёмных двигателей
 

Сопла подъёмно-маршевых двигателей

 

Сопла подъёмно-маршевых двигателей

 

VJ-101 с выпущенным шасси заходит на посадку

 

VJ-101 с выпущенным шасси заходит на посадку

 

VJ-101 в горизонтальном полёте

 

VJ-101 в горизонтальном полёте

 

VJ-101 в экспозиции музея в Мюнхене

 

VJ-101 в экспозиции музея в Мюнхене

 

Наземные испытания новой машины начались в декабре 1962-го, и уже 10 апреля следующего года самолёт совершил первый подъём в небо на режиме висения. 31 августа 1963-го состоялся первый полёт с использованием аэродинамической подъёмной силы. Первый комбинированный полёт с выполнением вертикального взлёта и посадки состоялся 20 сентября 1963 года.

В апреле следующего года машину продемонстрировали на международном авиасалоне ILА в Ганновере. 29 июля самолёт впервые преодолел звуковой барьер, достигнув в пологом пикировании скорости, соответствующей числу М=1,08, и став, таким образом, первым в мире сверхзвуковым вертикально взлетающим самолётом.

Испытания VJ-101 С1, несмотря на новизну конструкции, шли довольно гладко, но 19 сентября случилась авария. В ходе выполнения комбинированного взлёта (с небольшим разбегом) сразу после отрыва (на восьмой секунде) самолёт потерял управление и разбился. Лётчик-испытатель Джордж Брайт (George Bright) катапультировался во время бесконтрольного вращения машины с угловой скоростью 210 градусов в секунду на высоте 3 метра. У пилота был сломан позвоночник, а самолёт разрушился и сгорел.

До аварии VJ-101 С1 выполнил 54 полёта, включая 14 комбинированных.

 

Причиной лётного происшествия стал человеческий фактор. При сборке автопилота перепутали полярность гироскопа крена.

 

После аварии работу продолжили на втором прототипе, несколько отличавшемся от С1 и рассчитанном на достижение скорости, соответствующей числу М=1,4. Главное отличие заключалось в том, что подъёмномаршевые двигатели заменили на RВ-162 с форсажными камерами, развивавшие тягу 1610 кгс. Увеличилась и максимальная взлётная масса — 7650 кг против 6010 кг (при вертикальном взлёте). На втором прототипе установили и новый автопилот фирмы «Ханиуэлл ГмбХ» с трёхкратным резервированием.

Первое его висение состоялось 12 июня 1965 года, но до 10 октября форсажный режим в испытаниях не использовался. В последующие две недели VJ-101 С2 выполнил полную программу полётов с вертикальным взлётом и посадкой, используя форсажные режимы работы двигателей.

Испытания показали, что увеличение тяги двигателей не дало желаемых результатов. Максимальная скорость изменилась незначительно (число М возросло с 1,08 до 1,14). А вот проблем форсаж прибавил существенно. Рециркуляция горячих газов и эрозия взлётно-посадочной площадки (полосы) при вертикальном взлёте значительно увеличилась.

Для уменьшения этих вредных последствий стали применять новую технику взлёта и посадки, которая заключалась в установке подъёмномаршевых двигателей под углом 70° относительно горизонтальной оси самолёта. При этом взлётная дистанция составляла 40 м (машина взлетала и поднималась до высоты 15 м), а посадочная — 50 м.

 

СВЕРХЗВУКОВОЙ ВЕРТИКАЛЬНО ВЗЛЕТАЮЩИЙ САМОЛЁТ VJ-101

 

СВЕРХЗВУКОВОЙ ВЕРТИКАЛЬНО ВЗЛЕТАЮЩИЙ САМОЛЁТ VJ-101

Лётные испытания второго прототипа продолжались четыре года: с июня 1965-го по июнь 1969-го. Самолёт участвовал в американской программе разработки тактической системы оружия У/ВВП (АVS), при этом VJ-101 С2 использовался как летающая лаборатория по отработке системы управления самолёта вертикального взлёта и посадки.

К июню 1971-го ресурс многих узлов и агрегатов машины исчерпался, и полёты прекратили. Вскоре закрыли и саму программу АVS, так как военные полностью потеряли интерес к подобным аппаратам, за исключением вертолётов. Последним пристанищем второго прототипа стал Немецкий музей в Мюнхене, где самолёт экспонируется и поныне.

В целом создание в Германии в короткие сроки сразу нескольких вертикально взлетающих самолётов, в том числе и VJ-101, явилось большой победой её авиапромышленности. Появление столь сложной техники говорило о возрождении полноправной авиационной державы. Полученный в ходе работы над этими машинами опыт вскоре пригодился при разработке многоцелевого самолёта по программе МRСА, результатом которой стал европейский истребитель-бомбардировщик «Торнадо».





Рекомендуем почитать
  • САМОЛЁТ ЮНКЕРС W33
    САМОЛЁТ ЮНКЕРС W33В первые годы после окончания Гражданской войны в советской гражданской авиации монопольно царила цельнометаллическая авиатехника германского производства. «Укрвоздухпуть» предпочитал продукцию компании «Дорнье», а «Добролёт» и «Закавиа» закупали самолёты у фирмы «Юнкерс». Одномоторный F13 долго был основной «рабочей лошадкой» и на советских гражданских линиях, и в военных транспортных перевозках. Вслед за этим, хотя и в существенно меньших количествах, стали приобретать W33.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.