Самолёты короткого взлёта и посадки (СТОЛ)

Введение

Класс самолетов, предназначенных для взлета и посадки на короткие дистанции. Самолет с коротким взлетом и посадкой (STOL) – это обычный самолет с неподвижным крылом, которому требуются короткие взлетно-посадочные полосы для взлета и посадки. Многие самолеты, разработанные как STOL, также оснащаются различными приспособлениями для эксплуатации на аэродромах с неблагоприятными условиями (например, на большой высоте или на льду). Самолеты STOL, включая используемые в регулярных пассажирских авиаперевозках, также эксплуатировались с аэродромов STOLport, оборудованных короткими взлетно-посадочными полосами.

Относительно конструкции

Многие самолеты STOL с фиксированным крылом являются самолетами для работы в бездорожье (буш-планами), хотя некоторые, как de Havilland Canada Dash 7, предназначены для использования на подготовленных взлетно-посадочных полосах; также многие самолеты STOL имеют хвостовое колесо, хотя есть исключения, такие как PAC P 750 XSTOL, Quest Kodiak, de Havilland Canada DHC 6 Twin Otter и Peterson 260SE. Автожиры также обладают возможностями STOL, требуя короткого разбега для взлета, но способные к почти нулевому разбегу при посадке. Необходимая длина взлетно-посадочной полосы является функцией квадрата минимальной скорости полета (скорости сваливания), и основная часть конструкторских усилий направлена на уменьшение этого значения. Для взлета высокое отношение мощности к весу и низкое аэродинамическое сопротивление помогают самолету ускоряться для полета. Длина посадочного пробега минимизируется за счет эффективных тормозов, низкой скорости посадки, реверсивных устройств тяги или спойлеров (менее распространенных). Общая эффективность STOL определяется длиной взлетно-посадочной полосы, необходимой для посадки или взлета, в зависимости от того, какая из них больше. Не менее важной, чем короткий разбег, является способность преодолевать препятствия, такие как холмы, как при взлете, так и при посадке. Для взлета высокое отношение мощности к весу и низкое сопротивление обеспечивают высокую скорость набора высоты, необходимую для преодоления препятствий. При посадке высокое сопротивление позволяет самолету выполнять крутое снижение к взлетно-посадочной полосе, не развивая избыточную скорость, что приводит к увеличению посадочного пробега. Сопротивление увеличивается за счет использования закрылков (элементов на крыльях) и бокового скольжения (когда самолет летит немного боком в воздухе для увеличения сопротивления). Обычно самолет STOL имеет большое крыло относительно своего веса. Эти крылья часто оснащаются аэродинамическими устройствами, такими как закрылки, предкрылки, щелевые закрылки и вихрегенераторы. Как правило, проектирование самолета для отличных характеристик STOL снижает максимальную скорость, но не уменьшает грузоподъемность. Грузоподъемность критически важна, поскольку многие небольшие, изолированные населенные пункты полагаются на самолеты STOL как на единственную транспортную связь с внешним миром для пассажиров или грузов; примерами служат многие населенные пункты на севере Канады и на Аляске. Большинство самолетов STOL могут приземляться как на аэродроме, так и за его пределами. Типичные места посадки за пределами аэродрома включают снег или лед (с использованием лыж), поля или гравийные берега рек (часто с использованием специальных широких, низконапорных шин для тундры) и воду (с использованием поплавков): эти участки часто чрезвычайно короткие и загромождены высокими деревьями или холмами. Колесные лыжи и амфибийные поплавки сочетают колеса с лыжами или поплавками, позволяя выбирать посадку на снег/воду или на подготовленную взлетно-посадочную полосу.

Many fixed wing STOL aircraft are bush planes, though some, like the de Havilland Canada Dash 7, are designed for use on prepared airstrips; likewise, many STOL aircraft are taildraggers, though there are exceptions like the PAC P 750 XSTOL, the Quest Kodiak, the de Havilland Canada DHC 6 Twin Otter and the Peterson 260SE. Autogyros also have STOL capability, needing a short ground roll to get airborne, but capable of a near zero ground roll when landing. Runway length requirement is a function of the square of the minimum flying speed (stall speed), and most design effort is spent on reducing this number. For takeoff, large power/weight ratios and low drag help the plane to accelerate for flight. The landing run is minimized by strong brakes, low landing speed, thrust reversers or spoilers (less common). Overall STOL performance is set by the length of runway needed to land or take off, whichever is longer. Of equal importance to short ground run is the ability to clear obstacles, such as hills, on both take off and landing. For takeoff, large power/weight ratios and low drag result in a high rate of climb required to clear obstacles. For landing, high drag allows the aeroplane to descend steeply to the runway without building excess speed resulting in a longer ground run. Drag is increased by use of flaps (devices on the wings) and by a forward slip (causing the aeroplane to fly somewhat sideways through the air to increase drag). Normally, a STOL aircraft will have a large wing for its weight. These wings often use aerodynamic devices like flaps, slots, slats, and vortex generators. Typically, designing an aircraft for excellent STOL performance reduces maximum speed, but does not reduce payload lifting ability. The payload is critical, because many small, isolated communities rely on STOL aircraft as their only transportation link to the outside world for passengers or cargo; examples include many communities in the Canadian north and Alaska. Most STOL aircraft can land either on or off airport. Typical off airport landing areas include snow or ice (using skis), fields or gravel riverbanks (often using special fat, low pressure tundra tires), and water (using floats): these areas are often extremely short and obstructed by tall trees or hills. Wheel skis and amphibious floats combine wheels with skis or floats, allowing the choice of landing on snow/water or a prepared runway.

Комплекты

Ряд компаний, занимающихся модификацией самолетов, предлагают комплекты STOL для улучшения взлетно-посадочных характеристик на коротких полосах. Crosswinds STOL из Василлы, Аляска, продает комплекты STOL для легких самолетов, включая обтекатели передних кромок крыла, концевые шайбы, внутренние расширители закрылков и концевые ограждения крыла (STOL fences). Компания предлагает комплекты для Piper PA 12, PA 14, PA 18, PA 20 и 22, Bellanca Champion Model 7 серии, Cessna 170B, 180 и 185. Horton, Inc. из Веллингтона, штат Канзас, предлагает комплекты STOL под брендом Horton STOL Craft, подчеркивая, что модификации повышают безопасность, позволяя выполнять вынужденные посадки на более низких скоростях и, следовательно, увеличивать шансы на выживание. Модификации Horton включают в себя опущенный обтекатель передней кромки крыла, конические законцовки крыла с изменяемой кривизной, уплотнения зазоров органов управления и концевые ограждения крыла. Компания заявляет: «В среднем можно ожидать снижения скорости сваливания на 4-7 узлов. Летая на этих более низких скоростях сваливания, можно сократить дистанцию взлета и посадки на 10%». Комплекты Horton STOL доступны для нескольких моделей Cessna и Piper PA 28. Micro AeroDynamics продает комплекты модификации с использованием вихревых генераторов для улучшения характеристик STOL. Комплекты Micro представляют собой небольшие вихревые генераторы, которые приклеиваются к передней кромке крыла, а также к нижней поверхности руля высоты и киля. Комплекты доступны для большого количества типов легких самолетов. Sierra Industries продает комплекты Robertson STOL, продаваемые под названием R/STOL, которые включают в себя опущенный обтекатель передней кромки крыла, концевые ограждения крыла, опущенные элероны и автоматическую систему триммирования. Компания заявляет, что установка «позволяет выполнять заход на посадку на 15-25 миль в час медленнее и требует до 40% меньшей длины взлетно-посадочной полосы». Комплекты R/STOL доступны для различных моделей Cessna. Stolairus Aviation из Келоуны, Британская Колумбия, разработала комплекты STOL для de Havilland Canada DHC 2 Beaver и de Havilland Canada DHC 3 Otter для увеличения подъемной силы и снижения скорости сваливания. Комплект DHC 2 Beaver STOL включает в себя контурный передний край крыла, уплотнения зазоров закрылков, концевые ограждения крыла и опущенные законцовки крыла. Комплект DHC 3 Otter STOL включает в себя контурный передний край крыла и опущенные законцовки крыла.

A number of aircraft modification companies offer STOL kits for improving short field performance. Crosswinds STOL of Wasilla, Alaska, sells STOL kits for light aircraft, including leading edge cuffs, tip spill plates, inboard flap extensions and STOL fences. The company offers kits for Piper PA 12, PA 14, PA 18, PA 20 and 22, Bellanca Champion Model 7 series, Cessna 170B, 180 and 185. Horton, Inc, of Wellington, Kansas, offers STOL kits under the brand name Horton STOL Craft, emphasizing that the modifications increase safety by allowing forced landings to occur at lower speeds and thus improve survivability. The Horton modifications include a drooped leading edge cuff, conical cambered wingtips, control surface gap seals and wing fences. The company says: "On an average you can expect to get a 4 7 knot reduction in stall speeds. Flying at these lower stall speeds you can reduce the take off and landing distances by 10%". Horton STOL kits are available for several Cessna and Piper PA 28 models. Micro AeroDynamics markets vortex generator modification kits for "STOL benefits". The Micro kits are small vortex generators that are glued to the wing leading edge, as well as the underside of the elevator and on the fin. Kits are available for a large number of light aircraft types. Sierra Industries sells Robertson STOL kits, marketed under the name R/STOL, incorporate a drooped leading edge cuff, wing fences, drooping ailerons and an automatic trim system. The company says that installation "allows 15 to 25 MPH slower approaches and requires up to 40% less runway distance". R/STOL kits are available for various Cessna models. Stolairus Aviation of Kelowna, British Columbia, has developed STOL Kits for the de Havilland Canada DHC 2 Beaver and de Havilland Canada DHC 3 Otter to increase lift and reduce stall speeds. The DHC 2 Beaver STOL Kit includes a contoured leading edge, flap gap seals, wing fences and drooped wingtips. The DHC 3 Otter STOL Kit includes a contoured leading edge and drooped wingtips.

СТОЛпорт

STOLпорт — это аэропорт, спроектированный для выполнения операций STOL, как правило, с одной короткой взлетно-посадочной полосой. STOLпорты не распространены, но их можно встретить, например, в лондонском аэропорту London City в Великобритании. В Соединенных Штатах также существовало несколько STOLпортов, которые использовались для регулярных пассажирских авиарейсов, но в настоящее время они прекратили свое существование.

СТОЛ

Круизный эффективный самолет с коротким взлетом и посадкой (CESTOL) – это самолет, сочетающий в себе очень короткие требования к длине взлетно-посадочной полосы и высокие крейсерские скорости (более 0,8 Маха).

Определения

Многие различные определения STOL применялись разными организациями и странами в разное время и для широкого спектра нормативных и военных задач. Кроме того, некоторые производители авиационной техники рекламируют свою продукцию как STOL, не предоставляя подтверждений соответствия воздушного судна каким-либо общепринятым определениям.