Самолёты с коротким взлётом и вертикальной посадкой (СВВП)

Введение

Самолет с коротким взлетом и посадкой

Самолет с коротким взлетом и вертикальной посадкой (STOVL) – это самолет с фиксированным крылом, способный взлетать с короткой взлетно-посадочной полосы (или вертикально, если он не несет тяжелый груз) и приземляться вертикально, то есть без использования взлетно-посадочной полосы. Официальное определение НАТО (с 1991 года) гласит:

На авианосцах короткие взлеты с фиксированным крылом без использования катапульты осуществляются с помощью отклонения вектора тяги, которое также может использоваться в сочетании со взлетно-посадочной полосой типа "лыжный трамплин". 14 авианосцев эксплуатируют данные самолеты STOVL: Соединенные Штаты (9), Соединенное Королевство (2), Италия (2) и Испания (1). Использование STOVL позволяет самолетам нести большую полезную нагрузку по сравнению с самолетами вертикального взлета и посадки (VTOL), при этом требуя лишь короткую взлетно-посадочную полосу. Наиболее известными примерами являются Hawker Siddeley Harrier и BAe Sea Harrier. Хотя технически это самолеты V/STOL, они эксплуатируются как STOVL из-за дополнительного веса, который они несут при взлете в виде топлива и вооружения. То же самое справедливо и для варианта B самолета Lockheed Martin F-35 Lightning II, который продемонстрировал возможности VTOL в ходе испытательных полетов, но в эксплуатации является STOVL.

История

В 1951 году самолеты с отклоняемым вектором тяги Lockheed XFV и Convair XFY Pogo были разработаны на базе турбовинтового двигателя Allison YT40, приводящего во вращение встречно расположенные винты. Британский Hawker P.1127 совершил вертикальный взлет в 1960 году и продемонстрировал обычный взлет в 1961 году. На его основе был создан Hawker Siddeley Harrier, совершивший первый полет в 1967 году. В 1962 году Lockheed построил XV-4 Hummingbird для армии США. Он был предназначен для "увеличения" доступной тяги путем впрыска выхлопных газов двигателя в эжекторный насос во фюзеляже. Совершив первый вертикальный полет в 1963 году, он потерпел катастрофу в 1964 году. Затем он был переоборудован в XV-4B Hummingbird для ВВС США в качестве испытательной платформы для отдельных вертикально установленных подъемных двигателей, аналогичных тем, что использовались в Яковлеве Як-38 "Форжер". Этот самолет летал и впоследствии разбился в 1969 году. Ryan XV-5 Vertifan, также построенный для армии США одновременно с Hummingbird, экспериментировал с газовыми подъемными вентиляторами. В этом самолете вентиляторы располагались в носовой части и на каждом крыле, прикрытые дверями, напоминавшими половинки крышек мусорных баков в поднятом положении. Однако он потерпел два крушения и продемонстрировал неудовлетворительную подъемную силу, а переход к горизонтальному полету оказался затруднительным. Из множества проектов самолетов с вертикальным и коротким взлетом и посадкой (VTOL и V/STOL), реализованных с 1950-х по 1980-е годы, лишь дозвуковые Hawker Siddeley Harrier и Як-38 "Форжер" достигли серийного производства, при этом "Форжер" был снят с вооружения после распада Советского Союза. Rockwell International построила, а затем отказалась от разработки сверхзвукового истребителя Rockwell XFV-12 с необычным крылом, которое раскрывалось подобно жалюзи, создавая эжекторный насос для вертикального взлета. Несмотря на развиваемую тягу в 20 000 фунтов силы, он так и не смог оторваться от земли. Французы разработали Dassault Mirage IIIV, расчетная скорость которого составляла 2 Маха, оснащенный восемью подъемными двигателями, который летал (и разбивался), но не имел достаточного пространства для топлива или полезной нагрузки для боевых задач. Немецкий EWR VJ 101 использовал поворотные двигатели, установленные на законцовках крыльев, и подъемные двигатели, установленные на фюзеляже, а VJ 101C X1 достиг сверхзвуковой скорости (1,08 Маха) 29 июля 1964 года. Сверхзвуковой Hawker Siddeley P.1154, конкурировавший с Mirage IIIV за использование в НАТО, был отменен даже после постройки нескольких экземпляров. NASA использует аббревиатуру SSTOVL для обозначения сверхзвукового короткого взлета и вертикальной посадки, и по состоянию на 2012 год Lockheed Martin X-35B/F-35B являются единственными самолетами, сочетающими эти возможности в одном полете. Экспериментальный Як-141 со скоростью 1,7 Маха не нашел серийного заказчика, но аналогичная технология поворотного сопла задней части двигателя используется в F-35B, поступившем на вооружение 31 июля 2015 года. Рассматривались более крупные проекты STOVL, например, грузовой самолет Armstrong Whitworth AW.681, разработка которого была прекращена в 1965 году. Dornier Do 31 был построен в трех экспериментальных экземплярах до отмены программы в 1970 году. Хотя в основном это конструкция VTOL, Bell Boeing V-22 Osprey имеет увеличенную полезную нагрузку при взлете с короткой взлетно-посадочной полосы.

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.