Қысқа ұшып-қону және тік ұшып-қону ұшақтары

Кіріспе

Қысқа ұшып-қону және қону ұшағы. Қысқа ұшып-қону және тік қону ұшағы (STOVL ұшағы) – қысқа ұшу-қону жолағынан ұшып-қонуға (немесе ауыр жүксіз тік ұшып-қонуға) және тік қонуға (яғни ұшу-қону жолағын пайдаланбастан) қабілетті, тұрақты қанатты ұшақ. НАТО-ның ресми анықтамасы (1991 жылдан бері):

Әуе кемелерінде катапультсіз, тұрақты қанатты ұшақтардың қысқа ұшып-қонуы, итермелеу векторын пайдалану арқылы жүзеге асырылады, бұл ұшу-қону жолағындағы "шаңғы секіруімен" де қолданылуы мүмкін. Бұл STOVL ұшақтарын пайдаланатын 14 әуе кемесі бар: АҚШ (9), Ұлыбритания (2), Италия (2) және Испания (1). STOVL ұшақтарын пайдалану, тік ұшып-қону және қону (VTOL) ұшақтарына қарағанда, ұшақтарға үлкен жүк тасымалдауға мүмкіндік береді, бірақ бұл үшін әлі де қысқа ұшу-қону жолағы қажет. Ең танымал мысалдары – Hawker Siddeley Harrier және BAe Sea Harrier. Техникалық тұрғыдан V/STOL ұшағы болғанымен, олар отын мен қару-жарақ үшін ұшып шығу кезіндегі қосымша салмаққа байланысты операциялық тұрғыдан STOVL ұшақтары болып табылады. Lockheed Martin F-35 Lightning II ұшағының B нұсқасы да осыған ұқсас, ол сынақ ұшуларында VTOL мүмкіндіктерін көрсеткенімен, операциялық жағдайда STOVL ұшағы болып саналады.

Тарих

1951 жылы Lockheed XFV және Convair XFY Pogo артқы тіреуіш ұшақтары Allison YT40 турбовинтті қозғалтқышымен, қарама-қарсы айналатын пернелерді қоздыру арқылы жасалды. Британдық Hawker P.1127 1960 жылы тік ұшып, 1961 жылы дәстүрлі түрде ұшып көтерілгенін көрсетті. Ол 1967 жылы ұшуға шыққан Hawker Siddeley Harrier ұшағына айналды. 1962 жылы Lockheed компаниясы АҚШ Армиясы үшін XV 4 Hummingbird ұшағын құрастырды. Ол қозғалтқыштан шығатын газдарды фюзеляждағы эжекторлық сорғыға жіберіп, қолда бар итермелеу күшін "арттыруға" тырысты. 1963 жылы алғаш рет тік ұшып, 1964 жылы апатқа ұшырады. Кейіннен ол АҚШ Әуе Күштері үшін Yakovlev Yak 38 'Forger' ұшақтарында қолданылған сияқты, жеке тік орнатылған көтеру қозғалтқыштарын сынау үшін XV 4B Hummingbird болып қайта жабдықталды. Бұл ұшақ ұшып, кейін 1969 жылы апатқа ұшырады. Сол кезде АҚШ Армиясы үшін құрастырылған Ryan XV 5 Vertifan, газбен жұмыс істейтін көтеру желдеткіштерін сынады. Ұшақтың мұрны мен әр қанатында желдеткіштер орналасқан, оларды есіктер жауып, көтерілгенде қоқыс контейнерінің жартысына ұқсайтын. Алайда, ол екі рет құлап, көтерілу күші көңіл көнші болды және көлденең ұшуға өту қиын болды. 1950-1980 жылдар аралығында сынақтан өткен ондаған VTOL және V/STOL жобаларының тек Hawker Siddeley Harrier және Yak 38 Forger ғана операциялық мәртебеге ие болды, ал Forger Кеңес Одағы құлағаннан кейін қолданыстан шығарылды. Rockwell International компаниясы Rockwell XFV 12 үстінкү дыбыстық жоуытқыш ұшағын жасап, кейіннен одан бас тартты. Оның ерекше қанаты терезе жалюзилері сияқты ашылып, тік ұшу үшін эжекторлық сорғы құрады. 20 000 фунт итермелеу күшіне қол жеткізгеніне қарамастан, ол жерге көтеріле алмады. Француздардың Mach 2 Dassault Mirage IIIV ұшағында кемінде 8 көтеру қозғалтқышы болған, ол ұшып (және құлап) жүрді, бірақ жауынгерлік тапсырмалар үшін отын немесе жүк салуға жеткілікті орын болмады. Неміс EWR VJ 101 қанат ұштарында орнатылған бұрылатын қозғалтқыштарды және фюзеляжда орнатылған көтеру қозғалтқыштарын пайдаланды, ал VJ 101C X1 1964 жылдың 29 шілдесінде үстінкү дыбыстық жылдамдыққа (Mach 1.08) жетті. НАТО-да пайдалану үшін Mirage IIIV-пен бәсекелескен Hawker Siddeley P.1154 үстінкү дыбыстық ұшағы, тіпті ұшақтар құрастырылып жатқан кезде де тоқтатылды. NASA Supersonic Short Take Off / Vertical Landing үшін SSTOVL аббревиатурасын қолданады, және 2012 жылға қарай Lockheed Martin X 35B/F 35B бір ұшу ішінде осы комбинацияға сәйкес келетін жалғыз ұшақ болып табылады. Тәжірибелік Mach 1.7 Yakovlev Yak 141 операциялық клиент таппады, бірақ F 35B ұшағында қолданылатын ұқсас айналатын артқы сопло технологиясы 2015 жылдың 31 шілдесінде пайдалануға берілді. Ірі STOVL жобалары қарастырылды, 1965 жылы тоқтатылған Armstrong Whitworth AW.681 жүк ұшағы әзірлену үстінде болды. Dornier Do 31 үш эксперименталды ұшаққа дейін жетті, бірақ 1970 жылы құрылысы тоқтатылды. Көбінесе VTOL дизайны болғанымен, Bell Boeing V 22 Osprey қысқа ұшу-қону жолағынан ұшып шыққанда жүк көтеру қабілетін арттырады.

In 1951, the Lockheed XFV and the Convair XFY Pogo tailsitters were both designed around the Allison YT40 turboprop engine driving contra rotating propellers. The British Hawker P.1127 took off vertically in 1960, and demonstrated conventional take off in 1961. It was developed into the Hawker Siddeley Harrier which flew in 1967. In 1962, Lockheed built the XV 4 Hummingbird for the U. S. Army. It sought to "augment" available thrust by injecting the engine exhaust into an ejector pump in the fuselage. First flying vertically in 1963, it suffered a fatal crash in 1964. It was converted into the XV 4B Hummingbird for the U. S. Air Force as a testbed for separate, vertically mounted lift engines, similar to those used in the Yakovlev Yak 38 'Forger'. That plane flew and later crashed in 1969. The Ryan XV 5 Vertifan, which was also built for the U. S. Army at the same time as the Hummingbird, experimented with gas driven lift fans. That plane used fans in the nose and each wing, covered by doors which resembled half garbage can lids when raised. However, it crashed twice, and proved to generate a disappointing amount of lift, and was difficult to transition to horizontal flight. Of dozens of VTOL and V/STOL designs tried from the 1950s to 1980s, only the subsonic Hawker Siddeley Harrier and Yak 38 Forger reached operational status, with the Forger being withdrawn after the fall of the Soviet Union. Rockwell International built, and then abandoned, the Rockwell XFV 12 supersonic fighter which had an unusual wing which opened up like window blinds to create an ejector pump for vertical flight. It never generated enough lift to get off the ground despite developing 20,000 lbf of thrust. The French had a nominally Mach 2 Dassault Mirage IIIV fitted with no less than 8 lift engines that flew (and crashed), but did not have enough space for fuel or payload for combat missions. The German EWR VJ 101 used swiveling engines mounted on the wingtips with fuselage mounted lift engines, and the VJ 101C X1 reached supersonic flight (Mach 1.08) on 29 July 1964. The supersonic Hawker Siddeley P.1154, which competed with the Mirage IIIV for use in NATO, was cancelled even as the aircraft were being built. NASA uses the abbreviation SSTOVL for Supersonic Short Take Off / Vertical Landing, and as of 2012, the Lockheed Martin X 35B/F 35B are the only aircraft to conform with this combination within one flight. The experimental Mach 1.7 Yakovlev Yak 141 did not find an operational customer, but similar rotating rear nozzle technology is used on the F 35B which entered service on 31 July 2015. Larger STOVL designs were considered, the Armstrong Whitworth AW.681 cargo aircraft was under development when cancelled in 1965. The Dornier Do 31 got as far as three experimental aircraft before cancellation in 1970. Although mostly a VTOL design, the Bell Boeing V 22 Osprey has increased payload when taking off from a short runway.