Евгений Ружицкий - Американские самолеты вертикального взлета

• Название: Американские самолеты вертикального взлета
• Автор: Евгений Ружицкий
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2000

В данном издании собраны все (во всяком случае доведенные до экспериментальных аппаратов) "вертикалки", разрабатывавшиеся в США.Вообще складывается впечатление, что реализация вертикально взлетающего самолета была в США чем то вроде навязчивой идеи. Пожалуй, количество доведенных до "железа" аппаратов составляет половину таковых во всем мире. Хотя первую успешную и производимую серийно "вертикалку" пришлось брать у англичан (Харриер).

Перевод не всегда точен в терминах. Например, общепринятый термин "авторотация" переведен как "самовращение". Невысокое качество скана - лучшее из найденных в сети.

---

при вертикальном взлете 540 - 680 кг

платная нагрузка

при взлете с разбегом 180 м 1380 кг

запас топлива 1760 л

Летные данные (расчетные):

максимальная скорость 603 км/ч

крейсерская скорость 523 км/ч

статический потолок 1830 м

Указатель угла поворота кольцевых каналов, установленный рядом с указателем воздушной скорости.

Белл ATV

Экспериментальный СВВП с поворачивающимися ТРД

Одним из способов сохранения горизонтального положения фюзеляжа для реактивного самолета на всех режимах полета является применение поворачивающихся реактивных двигателей, которые при взлете и посадке устанавливаются в вертикальное положение, создавая вертикальную тягу, а при переходе к горизонтальному полету - в горизонтальное положение. Для таких самолетов весьма сложной является проблема управления и устойчивости на различных режимах полета. Крыло у такого самолета должно сохранять обычное положение, и поворачиваться могут лишь двигатели, так как в случае поворота крыла при режиме перехода неизбежен срыв. Рациональность такой схемы для скоростного самолета представлялась спорной, тем не менее в США фирмой «Белл Аэросистемз» проводились исследования экспериментального СВВП с поворачивающимися ТРД, получившего обозначение ATV (Air Test Vehicle).

Указывалось, что СВВП построен главным образом для изучения управляемости и устойчивости при взлете с использованием тяги ТРД, поэтому достижение большой скорости не становилось основной задачей. СВВП Белл ATV успешно прошел летные испытания сперва на привязи с 1953 г., первый вертикальный взлет и посадка были произведены 16 ноября 1954 г.г позже совершились переходы к горизонтальному полету. Результаты испытаний СВВП ATV были использованы при разработке проекта СВВП Белл D-188A,

Конструкция

СВВП Белл ATV представляет собой моноплан с высокорасположенным крылом, с двумя ТРД и лыжными шасси, он имеет простую конструкцию, в которой использованы фюзеляж и центроплан крыла от планера, а полозковое шасси от вертолета. К стойкам шасси под фюзеляжем прикреплена защитная перегородка, предохраняющая нижнюю часть фюзеляжа от действия горячих газов ТРД при работе их в вертикальном положении над землей. Открытая кабина летчика размещена в носовой части фюзеляжа.

Экспериментальный СВВП Белл ATV и его схема

Силовая установка. По бокам фюзеляжа под крылом на оси, проходящей через центр тяжести, шарнирно установлены два ТРД Фэрчайлд J-44. Для вертикального взлета и посадки ТРД поворачиваются в вертикальное положение, а при переходе к горизонтальному полету двигатели устанавливаются в горизонтальное положение. На двигателях J-44 модифицированы топливная и масляная системы для работы в вертикальном и горизонтальном положении. Проводка управления двигателями проходит внутри оси, на которой они установлены. Топливо подается к двигателям но гибким шлангам.

Система управления. При вертикальном взлете и посадке, а также при висения и полете с малыми скоростями самолет управляется с помощью системы струйных рулей, использующей сжатый воздух, подаваемый к реактивным соплам, расположенным на концах крыла и на хвосте, установленного сверху фюзеляжа ТРД Турбомека-Континентал «Палуст», используемого как компрессор.

При полете с горизонтальной скоростью самолет управляется с помощью рулей направления и высоты и элеронов. Это управление жестко связано с управлением реактивными соплами.

Для поперечного управления на вертикальных режимах используются два реактивных сопла на концах крыла, которые имеют щелевые отверстия по длине и могут поворачиваться, так как связаны коленчатыми рычагами и жесткими тягами с элеронами. Когда элероны стоят в нейтральном положении, то сопла, поворачиваясь, устанавливаются так, что их отверстия обращены назад: при отклонении элеронов сопла поворачиваются в разные стороны.

Для путевого и продольного управления на самолете установлен хвостовой узел с двумя реактивными соплами, к которым подается воздух по каналу, проходящему сверху фюзеляжа. Для продольного управления используется сопло, расположенное в горизонтальной плоскости. С помощью жесткой тяги, соединенной одним концом с рулем высоты и другим с рычагом на насадке, сопло может поворачиваться. Для путевого управления используется сопло, установленное в вертикальном положении и связанное с рулем направления; при повороте руля сопло поворачивается.

Характеристики СВВП Белл ATV

Размеры:

размах крыла 7,93 м

длина самолета 6,4 м

площадь крыла 12 м2

Двигатели 2 ТРД Фэрчайлд J-44

статическая тяга 2x450 кгс

Массы и нагрузки:

взлетная масса 90 кг

нагрузка на крыло 75 кг/м

Летные данные:

максимальная расчетная скорость 240 км/ч

Макет истребителя Белл D-188A

Белл D-188A

Проект вертикально взлетающего истребителя-бомбардировщика

Проект сверхзвукового вертикально взлетающего истребителя-бомбардировщика D-188A разрабатывался фирмой «Белл Аэросистемз» по заказу ВВС и флота США с 1955 г. В 1959 г. работы над проектом истребителя-бомбардировщика Белл D-188A были доведены до стадии постройки макета, однако в дальнейшем они были приостановлены в связи с прекращением их финансирования. Общая сумма расходов ВВС и флота США, а также фирмы «Белл» на научно-исследовательскую работу, связанную с проектированием самолета, составила 17 млн. долл., а общий объем НИОКР но проекту D-188A превысил 500 000 ч работы инженерно-технического персонала.

По расчетам фирмы «Белл», истребитель-бомбардировщик D-188A c силовой установкой из восьми ТРД Дженерал Электрик J85-5 с суммарной взлетной тягой 11 600 кг должен был обладать следующими характеристиками:

- совершать вертикальный взлет и набор высоты со скороподъемностью 30 м/с;

- совершать полет с крейсерской скоростью, соответствующей числу

М = 0,9, на высоте около 10 700 м на дальность 1100 км;

- разгоняться на высоте 10 700 м от скорости, соответствующей числу М = 1, до скорости, соответствующей числу М = 2, менее чем за две минуты;

- иметь перегоночную дальность 3700 км при скорости, соответствующей числу М = 0›9;

- при перехвате пролетать 630 км со скоростью, соответствующей числу М = 2, и возвращаться на базу с высоты 18 000 м с оптимальной крейсерской скоростью;

- при взлете с разбегом пролетать с крейсерской скоростью расстояние 1050 км, а затем 250 км со скоростью, соответствующей числу М=2, с последующим бомбометанием с больших высот.

Разрабатывавшийся истребитель-бомбардировщик Белл D-188A имел комбинированную силовую установку из восьми ТРД. фюзеляж был выполнен по правилу площадей и отличался большим удлинением. Крыло высокорасположенное, прямое, тонкое, с малым удлинением, Л, = 2,42, снабжено элеронами и не имело закрылок.

Силовая установка состояла из восьми ТРД Дженерал Электрик vI85-GE-5; два подъемно-маршевых двигателя расположены в хвостовой части фюзеляжа, четыре - в поворачивающихся гондолах на концах крыла, и два подъемных двигателя установлены вертикально в носовой части фюзеляжа непосредственно за кабиной летчика. Все шесть подъемно-маршевых двигателей снабжены форсажными камерами и развивают суммарную тягу 10 970 кгс, подъемные ТРД развивают тягу 2360 кгс.

Гондолы на концах крыльев поворачиваются на 100° от горизонтального положения до вертикального, и установленные в них двигатели создают горизонтальную и вертикальную тягу и обеспечивают торможение. На режиме вертикального взлета, когда гондолы находятся в вертикальном положении, обтекатели воздухозаборников смещаются вверх на 0Г25 м, увеличивая площадь воздухозаборников.

Управление самолетом на режимах вертикального взлета и посадки и перехода обеспечивается струйной системой управления с помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессоров, установленных в фюзеляже двигателей. Воздух подается к четырем соплам на концах фюзеляжа и крыльев и затем вытекает через них, обеспечивая управление. Управление по тангажу может осуществляться также изменением тяги передних и задних пар двигателей в фюзеляже.

В кабине установлены обычные органы управления. На центральной панели расположены приборы управления огнем и навигационные приборы, а также экран радиолокатора. Предусмотрена установка прибора, показывающего расположение центра тяжести самолета, к которому подключены датчики ТРД, создающие вертикальную тягу.

Схема силовой установки СВВП Белл D-188A и дефлекторов для отклонения струи газов