Các gót chân Ach Achilles của hàng không quân sự hiện đại là sân bay. Thậm chí không quá nhiều như đường băng. Máy bay chiến đấu "bị lừa" nhất của thế hệ trước sẽ trở nên vô dụng nếu kẻ thù phá hủy nó. Bất kỳ quân đội hiện đại nào cũng có hàng tá quỹ cho một hoạt động như vậy. Đặc biệt đúng với hàng không tiền tuyến.
Nhưng có một giải pháp rất đơn giản cho vấn đề này: để đảm bảo rằng máy bay hoàn toàn không cần đường băng. Chúng ta đang nói về máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng (VTOL), có thể bay lên bầu trời theo nghĩa đen từ một mảng nhỏ.
Những suy nghĩ về việc tạo ra một chiếc máy bay như vậy đã được các nhà thiết kế ghé thăm trong một thời gian dài, việc phát triển các thiết kế cho máy bay VTOL đã bắt đầu ngay sau khi bắt đầu kỷ nguyên hàng không. Nhưng khả năng kỹ thuật không cho phép các kỹ sư biến giấc mơ của họ thành hiện thực.
Chiến tranh thế giới thứ hai đánh dấu sự khởi đầu kỷ nguyên của hàng không mẫu hạm - những sân bay nổi khổng lồ có khả năng mang theo hàng chục máy bay. Không thua kém kích thước của những con tàu này và giá thành của chúng. Đó là lý do tại sao việc sử dụng máy bay VTOL trên boong cho hạm đội trông đặc biệt hấp dẫn: trong trường hợp này, tàu sân bay có thể được chế tạo nhỏ hơn, cơ động hơn và rẻ hơn.
Nhưng về mặt kỹ thuật thì vấn đề này hóa ra phức tạp hơn lúc đầu. Nó trở nên trầm trọng hơn với sự ra đời của máy bay phản lực: máy bay mới cần một đường băng thậm chí còn lớn hơn.
Bất chấp tất cả sự cám dỗ của một ý tưởng như vậy, có rất ít máy bay trên thế giới có thể cất cánh và hạ cánh thẳng đứng. Để cất cánh và hạ cánh, họ sử dụng năng lượng của một luồng khí từ động cơ phản lực, mặc dù thiết kế của chúng có thể khác nhau đáng kể. Trong quá trình bay ngang, lực nâng được tạo ra bởi cánh cố định.
Ở Liên Xô, một số máy bay VTOL đã được chế tạo, trong đó nổi tiếng nhất là Yak-38. Nó đã được sử dụng trong đội tàu và cỗ máy này không thể được gọi là thành công. Vào cuối những năm 1980, một máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng mới của Liên Xô, Yak-141, đã được tạo ra. Đó là một phương tiện chiến đấu mới về cơ bản - một máy bay chiến đấu siêu thanh, dự định trang bị cho các tàu sân bay Liên Xô đầy triển vọng.
Tuy nhiên, sau một vài năm, đất nước sụp đổ, cả tàu sân bay và máy bay chiến đấu mới đều không cần thiết. Dự án cuối cùng để tạo ra máy bay Yak-141 đã được chôn cất vào năm 2003.
Lịch sử sáng tạo
Công việc chế tạo máy bay VTOL bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ trước. Để máy bay có thể làm mà không cần đường băng, cần một động cơ hoàn toàn khác với tỷ lệ lực đẩy rất cao (đây là tỷ lệ khối lượng của máy bay với lực đẩy của động cơ).
Khách hàng chính trong lĩnh vực này là hải quân.
Máy bay VTOL đầu tiên là X-13 Vertijet của Mỹ, đã cất cánh thẳng đứng vào năm 1957. Đó là một cỗ máy rất thú vị, cất cánh từ vị trí thẳng đứng (giống như tên lửa). Tuy nhiên, chiếc máy bay này rất khó khăn và đặc điểm của nó không ấn tượng, vì vậy dự án đã bị đóng cửa.
Khi phát triển máy bay như vậy, các nhà thiết kế đã phải giải quyết một số lượng lớn các vấn đề kỹ thuật mới. Rõ ràng là ở tốc độ thấp, khi một chiếc máy bay phản lực chỉ đóng băng trên một chiếc máy bay phản lực, việc sử dụng máy bay và các bánh lái khác nhau là vô ích. Bạn chỉ có thể điều khiển máy với sự trợ giúp của các luồng phản ứng bổ sung và các nhà thiết kế đã tạo ra các micromotors trên động cơ phản lực.
Các nghiên cứu tương tự đã được thực hiện ở Liên Xô, nhưng trong nhiều năm, đó là nghiên cứu khoa học hơn mà không có ứng dụng thực tế.
Máy bay đầu tiên của Liên Xô cất cánh và hạ cánh thẳng đứng là Yak-36, cất cánh năm 1966. Tiếp nối dự án này là Yak-38 nối tiếp.
Sự phát triển thành công hơn của VTOL là ở Anh. Ngay trong năm 1960, Hawker đã tạo ra một chiếc máy bay nguyên mẫu có khả năng cất cánh thẳng đứng. Một trong những thành phần chính của sự thành công của dự án này là do Rolls-Royce tạo ra một động cơ độc đáo có khả năng phát triển lực đẩy 3.600 kg trong bốn vòi xoay, đảm bảo cho việc cất cánh của chiếc xe. Năm 1969, máy bay Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL được Không quân Anh thông qua. Ngày nay, Harrier đã là một vài thế hệ máy bay chiến đấu, đang phục vụ cho một số quốc gia (bao gồm cả Anh và Hoa Kỳ) đã tham gia chiến đấu và có hiệu suất bay cao.
Ở Liên Xô, số phận của máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng có mối liên hệ chặt chẽ với sự phát triển của chương trình (dự án 1143) để chế tạo tàu tuần dương chở máy bay - tàu sở hữu cả vũ khí tên lửa và máy bay.
Trở lại giữa những năm 1970, sự phát triển của một máy bay chiến đấu dựa trên tàu sân bay VTVP bắt đầu, có khả năng bảo vệ một con tàu khỏi các cuộc không kích của kẻ thù. Kinh nghiệm tạo "ngành dọc" ở Liên Xô chỉ có ở Cục thiết kế Yakovlev và kinh nghiệm này không thể được gọi là quá tích cực.
Yak-38, được Hải quân Liên Xô thông qua, có tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng rất thấp và được trang bị ba động cơ cùng một lúc. Các nhà thiết kế đã phải làm cho chiếc xe dễ dàng nhất có thể, họ thậm chí đã loại bỏ radar trên tàu. Các động cơ không muốn hoạt động đồng bộ, trong điều kiện vĩ độ phía nam, đơn giản là chúng không khởi động. Máy bay chỉ có thể mang theo những quả bom nhỏ và tên lửa không điều khiển, làm giảm giá trị chiến đấu của nó xuống gần như bằng không. Với những chiếc máy bay này luôn có những thảm họa.
Ngoài ra, để giảm trọng lượng cất cánh của Yak-38 đã buộc phải lấy nguồn cung cấp nhiên liệu hạn chế, điều này làm giảm đáng kể bán kính hoạt động của nó.
Dự án tạo ra một máy bay mới cho hạm đội Yak-141 cho nhu cầu của hạm đội bắt đầu vào năm 1975. Các thử nghiệm nhà nước đã được lên kế hoạch cho năm 1982. Máy bay mới được hình thành như một máy bay chiến đấu siêu thanh, ban đầu nó được lên kế hoạch trang bị một động cơ, nhưng sau đó ưu tiên cho máy bay có nhà máy điện kết hợp.
Yak-141 được cho là sẽ đi vào hoạt động với các tàu tuần dương mang theo máy bay (TAKR) Baku, Ulyanovsk, Riga và Tbilisi. Ngoài ra, máy bay chiến đấu mới đã lên kế hoạch trang bị cho tên lửa Minsk và Kyiv như một phần của việc hiện đại hóa các tàu này. Yak-141 được cho là để thay thế Yak-38 lỗi thời và không thành công.
Nhà máy điện bao gồm ba động cơ: hai động cơ nâng RD-41 và một động cơ nâng và bay R-79. Công việc của nhà máy điện được điều khiển bằng thiết bị điện tử, nó có thể cung cấp cho Yak-141 một lần cất cánh thẳng đứng hoặc rút ngắn từ boong tàu.
Năm 1980, quân đội phần nào thay đổi yêu cầu của họ đối với máy bay tương lai: nó phải là một mục đích đa năng - không chỉ có khả năng tiêu diệt các mục tiêu trên không, mà còn cả các tàu địch và mục tiêu mặt đất. Đó là, thực hiện các chức năng của máy bay tấn công.
Do sự cố động cơ, các thử nghiệm Yak-141 liên tục được chuyển giao. Họ chỉ bắt đầu vào năm 1987 và đến năm 1990, bốn nguyên mẫu của máy bay chiến đấu đã được chế tạo. Các thử nghiệm đầy đủ về cất cánh và hạ cánh trên boong tàu đã diễn ra vào tháng 9 năm 1991. Trong thời gian thử nghiệm, 12 kỷ lục thế giới về tốc độ và khả năng chuyên chở đã được thiết lập. Trong quá trình thử nghiệm, một trong những chiếc máy bay đã bị rơi. Phi công đã đẩy ra, nhưng chiếc xe không được phục hồi. Nguyên nhân của vụ tai nạn là lỗi phi công.
Máy bay này không chỉ là một giai đoạn quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp máy bay nội địa, mà còn là một cỗ máy ký hiệu trong lịch sử hàng không thế giới - máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng đầu tiên phá vỡ rào cản âm thanh. Cần lưu ý rằng Yak-141 có thể cất cánh theo chiều dọc với tải trọng chiến đấu đầy đủ.
Chiếc máy bay này rất không may mắn, nó xuất hiện vào đúng thời điểm một quốc gia rộng lớn đang sống những tháng cuối cùng và nền kinh tế rơi xuống vực thẳm. Có kinh nghiệm cay đắng khi vận hành Yak-38, quân đội rất nghi ngờ về "các vòng thẳng đứng". Không phải là vai trò nhỏ nhất trong kết thúc khéo léo của dự án đầy hứa hẹn này cũng đã xảy ra do tai nạn Yak-141 trong các thử nghiệm. Không có tiền để tiếp tục làm việc trên chiếc máy bay rất hứa hẹn này vào năm 1992.
Trong Cục thiết kế Yakovlev, hai thiết kế VTOL khác đã được tạo ra: Yak-43 và Yak-201, nhưng chúng vẫn nằm trên giấy. Các nhà phát triển đã cố gắng cung cấp một chiếc xe mới cho người mua nước ngoài, nhưng không có đơn đặt hàng. Có một sự hợp tác ngắn với người Mỹ (Lockheed Martin), nhưng nó cũng kết thúc mà không có kết quả.
Năm 2003, dự án máy bay chiến đấu Yak-141 đã chính thức đóng cửa.
Mô tả
Yak-141 là một cấu hình cao, nó được chế tạo theo cấu hình khí động học thông thường và được trang bị một nhà máy điện kết hợp. 26% thân máy bay của máy bay được làm bằng vật liệu composite, một số yếu tố được làm bằng hợp kim titan chịu nhiệt. Các trường hợp được tích cực sử dụng hợp kim nhôm-lithium với trọng lượng thấp hơn.
Thân máy bay của máy bay là một bán nguyên khối với tiết diện hình chữ nhật. Động cơ nâng hành quân được đặt ở đuôi của nó, hai lần nâng nữa - ở phía trước, ngay phía sau buồng lái. Mũi của thân máy bay có hình dạng nhọn.
Cánh có hình dạng hình thang, vị trí cao với quét thẳng và phồng rễ. Cánh được thiết kế theo cách mà máy bay có thể đạt tốc độ siêu thanh, thực hiện một cuộc không chiến cơ động và thực hiện một chuyến bay hành trình dài.
Bộ lông đuôi có hai lớp, bao gồm bánh lái và bộ ổn định tất cả. Nó được gắn vào hai chùm từ xa, giữa đó có một vòi phun động cơ chính.
Các cửa hút khí có hình chữ nhật, chúng được đặt ngay sau buồng lái. Lưu lượng không khí được kiểm soát bởi một nêm ngang.
Thiết bị hạ cánh là xe ba bánh, nó có thể chịu được sự rơi của máy bay từ độ cao năm mét.
Cấu trúc của nhà máy điện Yak-141 bao gồm hai động cơ nâng (PD) RD-41 và một hành quân và nâng (PMD) R-79. Ngoài ra trong quá trình điều khiển trong quá trình cất cánh thẳng đứng, bánh lái phản lực được sử dụng, được cung cấp bởi động cơ nâng / bay. Theo thiết kế, Yak-141 gần với VTOL hiện đại của F-35B, cũng được trang bị một nhà máy điện kết hợp.
Động cơ nâng RD-41 được đặt phía trước máy bay, trong một khoang đặc biệt, ngay phía sau buồng lái. Trong chuyến bay ngang hoặc trong bãi đậu xe, các động cơ được đóng lại bằng nắp đặc biệt ở trên cùng và dưới cùng. Trong quá trình cất cánh hoặc hạ cánh, chúng mở, cung cấp không khí cho động cơ và vòi phun mở. Các động cơ được lắp đặt ở góc 10 ° so với phương thẳng đứng, vòi phun có thể lệch ± 12,5 ° theo chiều dọc so với trục động cơ. RD-41 là động cơ phản lực đơn trục, một trục, nó có thể hoạt động ở tốc độ không quá 550 km / h.
Động cơ nâng và duy trì P79V-300 là động cơ turbojet mạch kép với bộ đốt sau và vectơ lực đẩy thay đổi. Nó nằm ở phía sau máy bay. Các cánh quạt của động cơ này quay theo các hướng khác nhau, máy nén được đặc trưng bởi sự ổn định động lực khí tăng lên, trong buồng đốt có các đầu đốt xoáy độc đáo. Vòi phun của động cơ là quay, với diện tích mặt cắt có thể điều chỉnh, nó có thể làm lệch vectơ lực đẩy 95 °. Lực đẩy tối đa của bộ đốt nhiên liệu 797979-300 là 7.500 kgf.
Yak-141 có thể cất cánh theo ba cách khác nhau: theo chiều dọc, với thời gian chạy ngắn và trượt (cất cánh cực ngắn). Vòi phun của động cơ chính với một lần cất cánh thẳng đứng lệch về góc tối đa, với việc cất cánh với một lần chạy ngắn và trượt nó là 65 °. Khi cất cánh với một cú trượt, chiều dài đường băng là sáu mét.
