Rusko potrebuje lietadlá s vertikálnym vzletom a pristátím.

Na ministerstve obrany sa diskutuje o vytvorení nového lietadla s kolmým štartom a pristátím, ktorého projekt bol zmrazený v 90. rokoch. Hovoríme o oživení série SVPP vyvinutej v Yakovlev Design Bureau, pri vytváraní nového lietadla možno využiť technologické základy vyvinuté počas vývojových prác na vytvorení Jak-141.

Pre informáciu:
Poslednou ukážkou Jaku-141 bolo jeho vystúpenie na Farnborough Air Show, unikátna stíhačka nedostala ani jednu objednávku od domácich ani zahraničných zákazníkov. Potenciálni klienti nevideli potrebu nákupu lietadla VTOL. "Yak" nebol veľmi šťastný.

V roku 1995 spoločnosť Lockheed Martin, ktorá pracovala na stíhačke s vertikálnym vzletom 5. generácie, poskytla finančné prostriedky výmenou za technické údaje a obmedzené konštrukčné údaje o Yak-141 a iných domácich projektoch VTOL.
Nie nadarmo sa v ruskom informačnom priestore stále argumentuje, že najnovšia stíhačka korporácie Lockheed Martin F-35B s vertikálnym vzletom a pristátím tak veľmi pripomína náš Jak-141.

Prečo a prečo ministerstvo obrany oživuje zabudnutú techniku ZSSR?

Do Jaku-141 sa vkladali veľké nádeje, bola to skutočne prelomová technológia. Toto lietadlo je držiteľom niekoľkých svetových rekordov:

V roku 2003, keď bol projekt Yaka definitívne uzavretý, si nikto nevedel predstaviť, že technológia VTOL bude pre Rusko taká dôležitá. Ruské námorníctvo sa spoliehalo na lode MiG a Su. Ale teraz, keď Rusko plánuje postaviť druhú lietadlovú loď, stíhačka s vertikálnym vzletom by bola mimoriadne dôležitá.

Je všetko nové dobre zabudnuté staré?

Alexej Zakvasin

V Rusku sa môže objaviť niekoľko typov lietadiel na báze lodí. Na MAKS-2017 to uviedol námestník ministra obrany Ruskej federácie Jurij Borisov. Vojenské oddelenie plánuje najmä oživiť projekt lietadla s vertikálnym vzletom a pristátím Yakovlev Design Bureau. Lietadlo by mohlo byť súčasťou vzdušného krídla nových lietadlových lodí, ktoré vstúpia do prevádzky do roku 2030. Ministerstvo obrany tiež nevylučuje vytvorenie lodnej verzie ľahkého stíhača MiG-35 generácie 4++. RT zisťovala, ako by mohla vyzerať budúcnosť ruského letectva.

Správy RIA

Námestník ruského ministra obrany Jurij Borisov novinárom povedal, že rezort rokuje o vytvorení sľubného lietadla pre lode na prepravu lietadiel. Hovoríme o krátkych a vertikálnych vzletových a pristávacích strojoch. Ministerstvo obrany podľa neho zvažuje, že sa o pomoc obráti na Yakovlev Design Bureau.

„Ide o vývoj línie „Jakovskij“, ktorá bola prerušená. Takéto plány existujú, diskutujeme o nich, možno aj tieto oblasti budú implementované pre sľubné lietadlo pre krížniky nesúce lietadlá,“ povedal Borisov na Medzinárodnom leteckom a vesmírnom salóne (MAKS-2017).

Zástupca náčelníka rezortu obrany vysvetlil, že nové lietadlá budú potrebné pre lietadlové lode, ktorých položenie sa plánuje „v cieli“ štátneho programu vyzbrojovania na roky 2018-2025. Borisov zdôraznil, že vývoj lietadla s kolmým štartom je otázkou ďalekej budúcnosti.

12 svetových rekordov

V Rusku má monopol na výrobu lietadiel s vertikálnym vzletom a pristátím (VTOL) spoločnosť JSC Experimental Design Bureau pomenovaná po tomto. A.S. Jakovlev." V roku 1966 uskutočnilo útočné lietadlo Yak-36 svoj prvý verejný let. Model sa stal prototypom pre pokročilejšie príklady tohto typu.

Od roku 1977 námorníctvo ZSSR prevádzkuje Jak-38, prvé sovietske sériovo vyrábané lietadlo VTOL. Útočné lietadlo bolo zostavené v Saratovskom leteckom závode. Lietadlo bolo založené na krížnikoch nesúcich lietadlá projektu 1143 „Kyjev“, „Minsk“, „Novorossijsk“, „Baku“.

Jak-38

Správy RIA

V roku 1985 sa začali testy prototypu Jak-41M, ktorý mal byť nadzvukový, manévrovateľný a multifunkčný. Yakovlev Design Bureau opustilo modernizáciu Jak-38 a nakoniec vytvorilo zásadne nový stroj, lepšie známy ako Jak-141.

V septembri - októbri 1991 prešiel Jak-141 letovými skúškami v Severnej flotile. Yakovlev Design Bureau predstavil jedinečný stroj, ktorého vlastnosti boli lepšie ako jeho zahraničné náprotivky. V septembri 1992 bol Jak-141 úspešne predvedený na výstave vo Farnborough v Spojenom kráľovstve.

Jak-141 pod vedením testovacieho pilota Andreja Sinitsyna vytvoril 12 svetových rekordov. Lietadlo dostalo všetky výhody lietadla štvrtej generácie. Jak-141 bol schopný pokryť formácie lietadlových lodí a zasiahnuť povrchové a pozemné ciele.

Napriek svojmu zjavnému prísľubu bol projekt Yakovlev Design Bureau zmrazený z dôvodu nevyriešených majetkových problémov s Ukrajinou a smerovania k redukcii námorníctva. V dôsledku toho zostal Rusku iba jeden krížnik s lietadlami, Admirál Kuznecov, ktorý je stále domovom Su-33 a Mig-29K/KUB.

Vývoj Jaku-141 nebol v 90. rokoch prakticky potrebný, no o 25 rokov neskôr sa objavil znova. Koncom júna 2017 ministerstvo obrany oznámilo ambiciózne plány postaviť do roku 2025 dve univerzálne pristávacie lode (UDC) triedy Priboy a do roku 2030 jednu lietadlovú loď Project 23000 Storm.

Hrozivé a náladové

Vertikálne vzletové a pristávacie lietadlo je revolučným vývojom leteckých konštruktérov. Vozidlo zaberá na palube málo miesta a jeho úderná sila a bojová účinnosť sa nedajú porovnávať so schopnosťami helikoptéry.

Ako každá iná vojenská technika, aj lietadlá VTOL majú okrem výhod aj svoje nevýhody.

Stúpanie do neba si vyžaduje, aby lietadlo s kolmým štartom malo obrovskú rezervu ťahu motora, ktorý v momente vzletu zo zeme pracuje na maximálnu rýchlosť. Výsledkom je, že lietadlo „žerie“ neuveriteľné množstvo paliva a niekedy nie je bezpečné na použitie v južných zemepisných šírkach a v horúcom počasí.

Zvýšená spotreba paliva znižuje bojový polomer a nosnosť lietadla VTOL. Okrem toho sa lietadlo tohto typu ťažko ovláda a prevádzka je nákladná. Od pilotov a technickej posádky strojov s kolmým vzletom sa vyžaduje najvyšší stupeň kvalifikácie.

Priekopníkmi vo vývoji lietadiel s vertikálnym vzletom bola britská spoločnosť Hawker Siddeley, ktorá od roku 1967 vyrába rodinu stíhacích bombardérov Harrier. Napriek zjavnej pomalosti vozidlo preukázalo dobré vlastnosti v skutočných vzdušných bojoch.

Harrier GR3

Wikimedia

V konflikte o Falklandy v roku 1982 si Harriery počínali obdivuhodne proti argentínskym stíhačkám, ktoré boli nútené vzlietnuť z kontinentálnych základní. Zároveň britské lietadlá mohli vzlietnuť doslova z akéhokoľvek kúska zeme a ospravedlňovalo ich použitie na lietadlových lodiach.

Pre nové lietadlové lode

Svetové skúsenosti s prevádzkou lietadiel s vertikálnym vzletom nám umožňujú dospieť k záveru, že sú nevyhnutným článkom v letectve na palube. Hlavná úloha však zostala pri lietadlách s krátkym alebo normálnym vzletom kvôli ich menšej náladovosti a prevahe v bojovom rádiuse. Konštruktéri dodnes nenašli účinnú náhradu za aerofinišer a katapult.

Napríklad americké námorníctvo sa už niekoľko rokov snaží určiť bojovú úlohu lode piatej generácie stíhačky F-35B. Je pozoruhodné, že toto lietadlo Lockheed Martin bolo vytvorené na základe „obmedzených konštrukčných údajov“ zakúpených od Yakovlev Design Bureau a navonok sa podobá skôr Yak-38 ako Yak-141.

Vzhľadom na plány ruského ministerstva obrany na zvýšenie flotily lietadlových lodí bude Rusko potrebovať lietadlá s krátkymi a konvenčnými vzletmi a lietadlá VTOL. Aktuálne vyjadrenia predstaviteľov vojenského rezortu naznačujú, že nové lietadlové lode by sa mohli stať základňou pre lietadlá Yakovlev Design Bureau a lodnú verziu stíhačky MiG-35 generácie 4++.

O situácii s vývojom verzie piatej generácie stíhačky T-50 založenej na nosiči však nie je známe prakticky nič. Na modeli lietadlovej lode Project 23000 Storm predstavenej v roku 2015 sú dobre viditeľné menšie kópie T-50, Su-33 a MiG-29K.

Technologický prielom

Zakladateľ portálu Military Russia Dmitrij Kornev v rozhovore s RT navrhol, že zmiešané letecké krídlo bude založené na Storme, ale pochyboval o potrebe nasadiť tam sľubnú verziu Jak-141. Expert vidí využitie budúceho lietadla Yakovlev Design Bureau ako údernej sily na univerzálnych pristávacích lodiach.

„Búrka“ bude dosť veľká, a preto má zmysel umiestniť tam plnohodnotnú leteckú skupinu. Dovoľte mi pripomenúť, že Jak-38 bol vyvinutý pre krížniky a myslím si, že Jakovlevove lietadlá by bolo logické umiestniť na nové UDC, lode typu Mistral a pravdepodobne aj na admirál Kuznecov,“ hovorí Kornev.

Kornev zároveň zdôraznil, že lietadlá VTOL nebudú môcť byť založené na námorných výsadkových lodiach sovietskej výroby, pretože na nich chýba potrebná infraštruktúra. Sľubné Jakovlevovo lietadlo bude prispôsobené len pre nové plávajúce platformy, aj keď bude schopné pristávať na všetkých lodiach s heliportom.

„Vo všeobecnosti sú správy o možnom oživení projektu Jak-141 pozitívne. Nepochybne to bude technologický prelom a zlepší kvalitu našich dizajnérskych a leteckých škôl. Je však priskoro na vyvodzovanie akýchkoľvek záverov, pretože je potrebné špecifikovať informácie o vojenskom využití lietadiel s vertikálnym vzletom,“ povedal Kornev.

Vertikálne vzletové a pristávacie lietadlá, všeobecne akceptovaná skratka - VTOL alebo anglicky VTOL- Vertikálny vzlet a pristátie - lietadlo schopné vzlietnuť a pristáť pri nulovej horizontálnej rýchlosti s použitím ťahu motora smerovaného vertikálne.

Zásadný rozdiel medzi lietadlami VTOL a rôznymi lietadlami s rotačným krídlom je v tom, že v režime horizontálneho letu pri cestovnej rýchlosti, ako pri tradičnom lietadle, je vztlaková sila vytváraná pevným krídlom.

Podľa schémy usporiadania

Podľa polohy trupu počas vzletu a pristátia.

Vertikálna poloha (tzv. tailsitter):
- s vrtuľami (príklad: Convair XFY Pogo, Lockheed XFV);
- reaktívne;
  - s priamym využitím ťahu z udržiavacieho prúdového motora (príklad: X-13 Vertijet);
  - s prstencovým krídlom (coleopterus);
Horizontálna poloha:
- so skrutkami;
  - s otočným krídlom;
  - s ventilátormi na konci krídla;
  - s odklonom prúdu od vrtúľ;
- reaktívne;
  - s rotačnými motormi;
  - s odklonom prúdu plynov z hlavného prúdového motora;
  - so zdvíhacími motormi;

História vzniku a vývoja lietadiel VTOL

Prvýkrát sa vývoj lietadiel GDP začal v 50. rokoch 20. storočia, keď bola dosiahnutá zodpovedajúca technická úroveň konštrukcie prúdových a turbovrtuľových motorov, čo vyvolalo široký záujem o lietadlá tohto typu tak medzi potenciálnymi vojenskými používateľmi, ako aj v konštrukčných kanceláriách. Významným impulzom pre vývoj lietadiel VTOL bolo široké využitie vysokorýchlostných prúdových stíhačiek s vysokou rýchlosťou vzletu a pristátia vo vzdušných silách rôznych krajín. Takéto bojové lietadlá si vyžadovali dlhé pristávacie dráhy s tvrdým povrchom: bolo zrejmé, že v prípade rozsiahlych vojenských operácií bude značná časť týchto letísk, najmä frontových, nepriateľom rýchlo znefunkčnená. Vojenskí zákazníci sa teda zaujímali o lietadlá, ktoré dokážu vzlietnuť a pristáť vertikálne na akejkoľvek malej platforme, teda prakticky nezávisle od letísk. Najmä vďaka takémuto záujmu predstaviteľov armády a námorníctva popredných svetových mocností vznikli desiatky experimentálnych lietadiel rôznych systémov. Väčšina návrhov bola vyrobená v 1-2 kópiách, ktoré spravidla utrpeli nehody už počas prvých testov a neuskutočnil sa na nich žiadny ďalší výskum. Technická komisia NATO, ktorá v júni 1961 oznámila požiadavky na kolmý vzlet a pristátie stíhacieho bombardéra, tým dala impulz vývoju nadzvukových lietadiel v západných krajinách. Predpokladalo sa, že v rokoch budú krajiny NATO potrebovať asi 5 tisíc týchto lietadiel, z ktorých prvé by vstúpili do služby v roku 1967. Prognóza takého veľkého počtu produktov spôsobila vznik šiestich projektov lietadiel HDP:

S.1150 anglická spoločnosť Hawker-Siddley a západonemecká spoločnosť Focke-Wulf;
VJ-101 Západonemecké južné združenie „EWR-Süd“ („Belkow“, „Heinkel“, „Messerschmitt“);
D-24 holandská spoločnosť Fokker a Americká republika;
G-95 talianska spoločnosť Fiat;
Mirage III-V francúzska spoločnosť "Dassault";
F-104G vo verzii HDP americkej spoločnosti Lockheed spolu s anglickými spoločnosťami Short a Rolls-Royce.

Program VTOL v ZSSR

Prvým sovietskym lietadlom s vertikálnym vzletom a pristátím bol Jak-36. Jeho vývoj prebiehal v Yakovlev Design Bureau od roku 1960 pod vedením S. G. Mordovina. Počas testov bol najprv postavený a otestovaný lietajúci stojan „turbo lietadlo“, na ktorom sa testovali vertikálne letové režimy. Vedúcimi testovacími pilotmi pre program Jak-36 boli Yu. A. Garnaev a V. G. Mukhin. 24. marca 1966 pilot Mukhin vykonal prvý let s vertikálnym štartom, prechodom na horizontálny let a vertikálnym pristátím. V roku 1967 boli pri predvádzacích letoch nad letiskom Domodedovo pri Moskve predvedené tri nadzvukové lietadlá STOL (krátky vzlet a pristátie) navrhnuté A. I. Mikojanom, P. O. Suchojom a jedno vertikálne vzletové a pristávacie lietadlá navrhnuté A. S. Jakovlevom - Jak- 36.

Výhody a nevýhody lietadiel VTOL

História vývoja lietadiel GDP ukazuje, že doteraz boli vytvorené takmer výlučne pre vojenské letectvo. Výhody lietadiel VTOL pre vojenské použitie sú zrejmé. Lietadlo GDP môže byť založené na miestach, ktorých rozmery nie sú oveľa väčšie ako jeho rozmery. Okrem možnosti vertikálneho vzletu a pristátia majú lietadlá VVP ďalšie výhody, a to schopnosť vznášať sa, otáčať sa v tejto polohe a letieť do strany v závislosti od použitého pohonného systému a systému riadenia. V porovnaní s inými vertikálne vzlietajúcimi lietadlami, ako sú vrtuľníky, majú lietadlá VTOL neporovnateľne vysoké, dokonca nadzvukové (Yak-141) rýchlosti a vo všeobecnosti výhody vlastné lietadlám s pevnými krídlami. To všetko viedlo k fascinácii myšlienkou vertikálne vzlietajúceho lietadla, akýmsi „boomom VTOL“ v oblasti strojárstva a letectva vo všeobecnosti v 60. až 70. rokoch minulého storočia.

Pristátie VTOL AV-8B_Harrier_II. Viditeľné sú prúdy plynu s vertikálnym ťahom.

Predpokladalo sa široké využitie tohto typu vozidla a bolo navrhnutých mnoho projektov vojenských a civilných, bojových, dopravných a osobných lietadiel VTOL rôznych konštrukcií (typickým príkladom 70. rokov bol projekt dopravného lietadla Hawker Siddeley HS-141 pre cestujúcich VTOL).

Nevýhody lietadiel VTOL sa však tiež ukázali ako značné. Pilotovanie tohto typu lietadla je pre pilota veľmi náročné a vyžaduje si od neho najvyššiu kvalifikáciu v technike pilotovania. Ovplyvňuje to najmä let v režime visenia a prechodu - v momentoch prechodu z visenia do horizontálneho letu a späť. V skutočnosti musí pilot prúdového lietadla VTOL prenášať zdvíhaciu silu, a teda aj hmotnosť stroja - z krídla na zvislé plynové prúdy ťahu alebo naopak.

Táto vlastnosť technológie pilotovania predstavuje pre pilota VTOL ťažké výzvy. Okrem toho sú lietadlá VTOL vo visiacich a prechodných režimoch vo všeobecnosti nestabilné a podliehajú bočnému sklzu; najväčším nebezpečenstvom v týchto momentoch je možná porucha zdvíhacích motorov. Takáto porucha často spôsobovala nehody v sériových a experimentálnych lietadlách VTOL. Medzi nevýhody patrí aj výrazne nižšia nosnosť a letový dosah lietadiel VTOL v porovnaní s bežnými lietadlami, vysoká spotreba paliva vo vertikálnych režimoch letu, celková zložitosť a vysoká cena konštrukcie lietadla VTOL a ničenie povrchov vzletových a pristávacích dráh výfukovými plynmi horúcich plynových motorov.

Tieto faktory, ako aj prudký nárast cien ropy (a teda aj leteckého paliva) na svetovom trhu v 70. rokoch 20. storočia viedli k praktickému zastaveniu vývoja v oblasti osobných a dopravných prúdových lietadiel VTOL.

Z množstva navrhovaných projektov prúdovej dopravy VTOL bolo prakticky dokončené a otestované iba jedno lietadlo Dornier Do 31, tento stroj sa však sériovo nevyrábal. Na základe všetkých vyššie uvedených skutočností sú vyhliadky na rozsiahly vývoj a masové využitie prúdových lietadiel VTOL veľmi pochybné. Súčasne existuje moderná konštrukčná tendencia odkloniť sa od tradičného prúdového dizajnu v prospech lietadiel VTOL so skupinou poháňanou vrtuľami (zvyčajne sklopnými rotormi): medzi takéto stroje patrí najmä v súčasnosti sériovo vyrábaný Bell V-22 Osprey and the Bell vyvíjaný na jeho základe /Agusta BA609.

pozri tiež

Zoznam lietadiel podľa výrobcu
Klasifikácia lietadiel podľa konštrukčných prvkov a elektrárne

Literatúra

E. Tsikhosh „Nadzvukové lietadlo“ atď. „Lietadlo s vertikálnym vzletom a pristátím“.

Nedávno námestník ministra obrany Jurij Borisov oznámil, že pre ruské lietadlové lode by mohol vzniknúť nový typ lietadla: krátky vzlet a pristátie alebo úplný vertikálny vzlet. Na jednej strane nie je potrebné vymýšľať nič zvláštne: zodpovedajúci stroj - Jak-141 - bol vytvorený v posledných rokoch ZSSR a dobre sa osvedčil. Koľko však teraz ruská flotila takéto lietadlo potrebuje?

Lietadlo Jak-141. Foto: WikiMedia Commons

Lietadlo, ktoré dokáže vzlietnuť a pristáť bez rozbehu, je už dlho snom letcov: nevyžaduje dlhé dráhy, ale stačí malá plocha ako pre helikoptéru. To je dôležité najmä pre vojenské letectvo, pretože letiská v bojových situáciách sú často zničené nepriateľskými útokmi. Pre námorné letectvo je dlhé pristávacie dráhy o to problematickejšie, pretože ich veľkosť je obmedzená dĺžkou paluby lode.

Medzitým prezbrojovanie ruských ozbrojených síl zahŕňa aj výstavbu nových krížnikov pre lietadlá. V súvislosti s tým armáda začala premýšľať: nemali by byť takéto lode vybavené lietadlami s vertikálnym vzletom a pristátím?

Stojí za zmienku, že ruský obranný priemysel nebude musieť znovu vynájsť koleso: od sovietskych čias nazbieral v tomto smere obrovské skúsenosti. Stačí povedať, že slávnemu osobnému lietadlu An-28 stačilo na vzlietnutie iba 40 metrov dráhy!

Sovietske letectvo malo aj bojové vozidlá s vertikálnym vzletom, napríklad útočné lietadlo Jak-38; v tropických moriach však počas dlhých plavieb sovietskych lodí začali zlyhávať jeho motory. Modernejší vývoj Yakovlev Design Bureau - lietadlo Jak-141, ktorého intenzívne testovanie sa začalo koncom 80. rokov, vytvorilo až 12 svetových rekordov pre lietadlá svojej triedy! Bohužiaľ, toto jedinečné lietadlo neprežilo rozpad ZSSR a program bol starostlivo obmedzený. Neúplne však: v polovici 90. rokov americká spoločnosť Lockheed v rámci uzatvorenej zmluvy úspešne aplikovala vývoj Jakovlevovcov na vytvorenie stíhacieho bombardéra F-35 piatej generácie, ktorého mnohé vlastnosti (napríklad neviditeľnosť technológia pre lokátory) bola možnosť vertikálneho vzletu .

Zahraničná technika ale bez svojich autorov nepriniesla Američanom úspech porovnateľný s Jakom-141: vychvaľovaná superstíhačka v rámci testu organizovaného v samotných Spojených štátoch prehrala cvičný boj s takmer predpotopným (pôvodom zo 70. 20. storočia) F-16. Je pravda, že nový Phantom vytvoril aspoň jeden „rekord“: pokiaľ ide o vysoké náklady na jeho vývojový program, ktoré už presiahli jeden a pol bilióna dolárov. A tak aj prezident Trump, známy svojim úctivým postojom k prezbrojeniu armády, si kládol otázku, či hra stojí za sviečku. A vlády Nemecka a Francúzska sa múdro rozhodli nekupovať drahú hračku v zámorí, vystačili si s vlastným spoľahlivým a osvedčeným lietadlom štvrtej generácie, aj keď bez možnosti vertikálneho vzletu. Myslím si v prvom rade preto, že posledná funkcia vo väčšine prípadov nie je až taká kriticky dôležitá.

Dokáže nepriateľ bombardovať letiská? Aj sovietsky veliteľ divízie Pokryškin počas bojov v Nemecku používal pevnú nemeckú diaľnicu ako pristávaciu dráhu pre svoju leteckú divíziu. Moderné technológie navyše umožňujú položiť (a ešte viac opraviť) takéto cesty v priebehu niekoľkých hodín.

Je paluba lietadlovej lode príliš krátka? Tieto lode sa však rozšírili ešte pred druhou svetovou vojnou, keď už neboli žiadne stopy po lietadlách s kolmým štartom. Iné triky sa používali na vzlietnutie a pristátie konvenčných stíhačiek a bombardérov.

Vertikálne stroje teraz tvoria pomerne malý podiel existujúcej flotily krížnikov s lietadlami. Vrátane Američanov, kde sa zdá, že o „vertikály“ nie je núdza. A to všetko preto, že samotné „zázračné stroje“ majú nedostatky (a veľmi významné).

Hlavná: potreba výrazne znížiť vzletovú hmotnosť, aby sa lietadlo mohlo zdvihnúť z paluby vertikálne. V súvislosti s tým mal napríklad jediný skutočne hojne používaný model, britská stíhačka Sea Harrier, polomer letu úbohých 135 kilometrov. Jeho rýchlosť, len mierne prevyšujúca rýchlosť zvuku, však tiež nezaujala.

Historický Jak-141 aj ultramoderný F-35 môžu dosiahnuť maximálnu rýchlosť tesne pod dvetisíc kilometrov za hodinu, zatiaľ čo konvenčná stíhačka ruského námorníctva Su-33 na báze nosiča má 2300 kilometrov. Okrem toho je rozsah tohto zariadenia mnohonásobne väčší ako rozsah jeho „vertikálnych“ kolegov.

Napokon, lietadlo s vertikálnym štartom a pristátím je oveľa náročnejšie na pilotovanie práve z dôvodu zmeny letových režimov. Stačí povedať, že jeden z dvoch prototypov Jaku-141 havaroval počas testovania práve z tohto dôvodu, napriek tomu, že na jeho čele stál skúsený testovací pilot, a nie obyčajný pilot.

Neistota v slovách námestníka ministra obrany „rokujeme o vytvorení lietadla s krátkym štartom a pristátím, prípadne kolmým štartom a pristátím“ je celkom pochopiteľná. Na jednej strane oživenie jedinečného vývoja Yakovlev Design Bureau nebude osobitným problémom, samozrejme s výnimkou sumy, ktorá je na to potrebná. Je jasné, že bude ťažké vyčleniť ďalšie miliardy dolárov do ruského vojenského rozpočtu. Ale čo je najdôležitejšie, budú potenciálne výhody stáť za námahu? Na to musia kompetentní ešte myslieť.

Stíhací bombardér F-35 B 5. generácie je vybavený samostatným motorom pre kolmý vzlet a pristátie.

Podľa schémy usporiadania

História vzniku a vývoja lietadiel VTOL

Prvýkrát sa vývoj lietadiel GDP začal v 50. rokoch 20. storočia, keď bola dosiahnutá zodpovedajúca technická úroveň konštrukcie prúdových a turbovrtuľových motorov, čo vyvolalo široký záujem o lietadlá tohto typu tak medzi potenciálnymi vojenskými používateľmi, ako aj v konštrukčných kanceláriách. Významným impulzom pre vývoj lietadiel VTOL bolo široké využitie vysokorýchlostných prúdových stíhačiek s vysokou rýchlosťou vzletu a pristátia vo vzdušných silách rôznych krajín. Takéto bojové lietadlá si vyžadovali dlhé pristávacie dráhy s tvrdým povrchom: bolo zrejmé, že v prípade rozsiahlych vojenských operácií bude značná časť týchto letísk, najmä frontových, nepriateľom rýchlo znefunkčnená. Vojenskí zákazníci sa teda zaujímali o lietadlá, ktoré dokážu vzlietnuť a pristáť vertikálne na akejkoľvek malej platforme, teda prakticky nezávisle od letísk. Najmä vďaka takémuto záujmu predstaviteľov armády a námorníctva popredných svetových mocností vznikli desiatky experimentálnych lietadiel rôznych systémov. Väčšina konštrukcií bola vyrobená v 1-2 exemplároch, ktoré spravidla utrpeli nehody už počas prvých testov a nerobili sa na nich žiadne ďalšie výskumy. Technická komisia NATO, ktorá v júni 1961 oznámila požiadavky na kolmý vzlet a pristátie stíhacieho bombardéra, tým dala impulz vývoju nadzvukových lietadiel v západných krajinách. Predpokladalo sa, že v 60-tych až 70-tych rokoch budú krajiny NATO potrebovať asi 5 tisíc týchto lietadiel, z ktorých prvé by mali vstúpiť do služby v roku 1967. Prognóza takého veľkého počtu produktov spôsobila vznik šiestich projektov lietadiel HDP:

S.1150 anglická spoločnosť „Hawker-Siddley“ a západonemecká „Focke-Wulf“;
VJ-101 Západonemecké južné združenie „EWR-Süd“ („Belkow“, „Heinkel“, „Messerschmitt“);
D-24 holandská spoločnosť Fokker a Americká republika;
G-95 talianska spoločnosť Fiat;
Mirage III V francúzska spoločnosť "Dassault";
F-104G vo verzii HDP americkej spoločnosti Lockheed spolu s anglickými spoločnosťami Short a Rolls-Royce.

Po schválení všetkých projektov mala prebehnúť súťaž, v ktorej sa mal zo všetkých navrhnutých vybrať najlepší projekt na spustenie do sériovej výroby, avšak ešte pred podaním projektov do súťaže sa ukázalo, že by sa nekonala. Ukázalo sa, že každý štát má vlastnú koncepciu budúceho lietadla, odlišnú od ostatných, a nebude súhlasiť s monopolom jednej spoločnosti alebo skupiny spoločností. Napríklad britská armáda nepodporila svoje vlastné spoločnosti, ale francúzsky projekt, Nemecko podporilo projekt Lockheed atď. Poslednou kvapkou však bolo Francúzsko, ktoré deklarovalo, že bez ohľadu na výsledky súťaže budú pracovať na svojom projekte lietadla Mirage III V.

Politické, technické a taktické problémy ovplyvnili zmenu koncepcie komisie NATO, ktorá vypracovala nové požiadavky. Začala sa tvorba viacúčelových lietadiel. V tejto situácii opustili fázu predbežného návrhu iba dva z predložených projektov: lietadlo Mirage III V financované francúzskou vládou a lietadlo VJ-101C financované západonemeckým priemyslom. Tieto lietadlá boli vyrobené v 3 a 2 kópiách a boli testované (4 z nich zahynuli pri nehodách) do roku 1966 a 1971. V roku 1971 sa na príkaz veliteľstva amerického námorníctva začali práce na treťom nadzvukovom lietadle v západných krajinách - americkom XFV-12A.

V dôsledku toho sa aktívne a úspešne využívalo iba vytvorené a vyrobené lietadlo Sea Harrier VTOL, vr. počas vojny o Falklandy. Moderným vývojom lietadiel VTOL je americký F-35, stíhačka piatej generácie. Pri vývoji F-35 ako lietadla VTOL Lockhead Martin aplikoval množstvo technologických riešení implementovaných v Jak-141.

Program VTOL v ZSSR a Rusku

Výhody a nevýhody lietadiel VTOL

Z mnohých navrhovaných projektov prúdovej dopravy VTOL bol prakticky dokončený a otestovaný iba jeden [ ] Lietadlo Dornier Do 31, toto lietadlo však nebolo sériovo vyrábané. Na základe všetkých vyššie uvedených skutočností sú vyhliadky na rozsiahly vývoj a masové využitie prúdových lietadiel VTOL veľmi pochybné. Súčasne existuje moderná konštrukčná tendencia odkloniť sa od tradičného prúdového dizajnu v prospech lietadiel VTOL so skupinou poháňanou vrtuľami (zvyčajne sklopnými rotormi): medzi takéto stroje patrí najmä v súčasnosti sériovo vyrábaný Bell V-22 Osprey a vyvíja sa na jeho základe

Lietadlá s vertikálnym (krátkym) vzletom a pristátím

Vertikálne vzletové a pristávacie lietadlá, letiace v cestovných (horizontálnych) letových režimoch ako konvenčné lietadlá, sú schopné vznášať sa vo vzduchu, ako vrtuľníky, a tiež vzlietať a pristávať vertikálne. Na zabezpečenie režimov VTOL (vertikálny vzlet a pristátie) na takomto lietadle je potrebné mať špeciálnu elektráreň, ktorá zabezpečí vytvorenie vztlakovej sily presahujúcej hmotnosť lietadla.
Pomer vertikálneho ťahu pri štarte k hmotnosti (pomer vztlaku generovaného motormi k hmotnosti lietadla) moderných lietadiel VTOL je v rozmedzí 1,05-1,45.
V závislosti od toho, ako sa vytvára vztlaková sila v režimoch VTOL a ťažná sila v pochodových (cestovných) režimoch, možno vykonať klasifikáciu lietadiel VTOL (obr. 7.69).
Jedna elektráreň (SU) obsahuje jeden alebo viac zdvíhanie hnacích motorov , ktoré v režimoch HDP vytvárajú vertikálny ťah a v normálnych režimoch - ťah pohonu. Ťah je generovaný buď vrtuľou alebo prúdom plynov z prúdového motora. Zmenu smeru vektora ťahu vztlakovo-pohonných motorov je možné konštrukčne zabezpečiť buď otočením celého motora do požadovaného smeru, napríklad vzhľadom ku krídlu alebo spolu s krídlom, na ktorom sú uchytené, alebo zmenou smeru prúdu (a vektora ťahu) prúdového motora.

Schematický diagram jedného z možných zariadení, ktoré poskytujú zmenu smeru vektora ťahu P s posuvným priezorom 1 , znázornené na obr. 7,70.

Kompozitný SU obsahuje dve skupiny motorov: jeden z nich je na vytváranie vertikálneho ťahu v režimoch GDP ( zdvíhacie motory ), druhý - na vytvorenie cestovného ťahu ( hnacie motory ).
Kombinované SU tiež pozostáva z dvoch skupín motorov: zdvíhanie a zrýchľovanie A zdvíhanie a udržiavanie , ktoré sa (vo väčšej či menšej miere) podieľajú na tvorbe vertikálneho aj hnacieho ťahu.

Voľba typu elektrárne výrazne ovplyvňuje schopnosť riešiť špecifické problémy, ktoré vznikajú pri návrhu lietadla VTOL a vlastne určuje jeho koncepciu, aerodynamickú a konštrukčno-výkonovú konfiguráciu.
motory 1 (obr. 7.71) vytvorte zdvíhaciu silu ( P=G/2 ), vyrovnávanie gravitačnej sily G lietadlo. V prevádzkových režimoch blízko obrazovky 2 (povrch dráhy) motorové trysky 3 vytvárajú zložité prúdy okolo lietadla spôsobené interakciou prúdov plynu odrazených od obrazovky 4 so vzdušnými prúdmi 5 , ktoré prúdi do nasávania vzduchu motora. Tvar a intenzita týchto prúdov sú

režimy vznášania sa v blízkosti obrazovky, interakcia týchto prúdov s voľným tokom v režimoch HDP a prechodné režimy (od vertikálneho k horizontálnemu pohybu) závisí od výkonu, počtu a umiestnenia motorov (t.j. od usporiadania VTOL), čo výrazne ovplyvňuje aerodynamické a momentové charakteristiky VTOL, t.j. určuje jeho usporiadanie.
Vystavenie prúdom plynu z motorov spôsobuje erózia povrchu letiska , ktorej stupeň závisí od typu motorov vytvárajúcich vztlakovú silu a od ich umiestnenia. Častice z povrchu letiska, vymývané prúdmi plynu, spolu s vysokoteplotnými vzostupnými prúdmi ovplyvňujú štruktúru VTOL a vstupom do prívodov vzduchu do motorov znižujú ich spoľahlivosť, životnosť a trakčné vlastnosti. Na zníženie vplyvu prúdov na povrch letiska a na lietadlo sa často používa prevádzková technika VTOL. režim krátkeho vzletu a pristátia (UVP), kedy sú vzletové a bežecké vzdialenosti len niekoľko desiatok metrov. To tiež umožňuje zvýšiť hmotnostnú efektívnosť lietadla VTOL vďaka výrazne nižšej spotrebe paliva počas režimov vzletu a pristátia.
Jedným z hlavných problémov vznikajúcich pri vývoji lietadiel VTOL je zabezpečenie ich vyváženia, stability a ovládateľnosti v režimoch VTOL a prechodových režimoch, kedy je translačná rýchlosť nulová alebo nie je dostatočne veľká na efektívnu prevádzku aerodynamických plôch, ktoré vytvárajú vyváženie a ovládať sily a momenty.
Zabezpečuje sa aj vyváženie, stabilita a ovládateľnosť lietadiel VTOL v týchto režimoch nesúlad (modulácia)ťah motora, t.j. zvýšením alebo znížením ťahu jedného motora oproti druhému, alebo o systémy prúdových kormidiel alebo kombináciou týchto metód.

Nesúlad ΔP ťah (obr. 7.72) hlavných motorov 3 vedie k momentu vybočenia ΔM r, nesúlad ΔP 1 prvá skupina zdvíhacích motorov 1 vedie k rolovaciemu momentu ΔM X. Nesúlad ťahu ΔP 1 A ΔP 2 prvá a druhá skupina zdvíhacích motorov 2 vedie k smolnému momentu ΔM z .
Systém riadenia trysiek VTOL (obr. 7.73) zahŕňa niekoľko prúdových trysiek umiestnených v maximálnej možnej vzdialenosti od ťažiska lietadla ( 1, 5, 6 ), ku ktorým sa používajú potrubia 4 stlačený vzduch sa dodáva z kompresora zdvíhacieho motora 3 . Dizajn trysky 1 umožňuje regulovať prúdenie vzduchu a tým aj prievan. Dizajn trysky 5 A 6 umožňuje meniť nielen veľkosť, ale aj smer prítlačnej sily na opačný (obrátiť ťah trysky).
Pri vyvážení sklonu (vzhľadom na os Z ) lietadlo (súčet ťahových momentov trysky 1 , zdvíhanie 2 a zdvíhanie hnacieho motora 3 vzhľadom na ťažisko je nula) zvýšenie prítlačnej sily trysky 1 spôsobí nadhozový moment, pokles spôsobí potápačský moment.

Na obr. 7,73 smer prúdov z trysiek 5 A 6 spôsobí, že sa lietadlo prevráti na ľavé krídlo a zatočí doľava.

Pilot ovláda prevádzkový režim motorov a prúdových kormidiel na zmenu síl a momentov pôsobiacich na lietadlo v režimoch GDP a prechodových režimoch pomocou rovnakých ovládacích pák ako na bežnom lietadle, t.j. súčasne s vytváraním riadiacich prúdových síl, adekvátne sú vychýlené aj aerodynamické volanty plôch (výškovka, krídelká a kormidlo), ktoré však nevytvárajú riadiace sily pri nízkych (predevolučných) dopredných rýchlostiach lietadla. So zvyšujúcou sa rýchlosťou pohybu vpred sa zvyšujú aj sily na riadiacich plochách a pomocou automatizácie sa postupne vypínajú z činnosti systému riadenia prúdenia.

Tu je potrebné poznamenať, že pri nízkych (predevolučných) rýchlostiach lietadlo VTOL nemá vlastnú stabilitu, pretože aerodynamické sily schopné vrátiť ho do pôvodnej polohy náhodnými vonkajšími vplyvmi sú malé. Stabilita lietadla VTOL v týchto režimoch (jeho stabilizácia a udržiavanie rovnovážneho stavu) je preto zabezpečená automatickými prostriedkami, ktoré sú súčasťou riadiaceho systému, ktorý v reakcii na uhlové pohyby lietadla pri poruchách bez zásahu pilota pomocou prúdnice kormidiel, vráťte lietadlo do pôvodnej vyvažovacej polohy.
Uviedli sme tu len niektoré problémy formovania vzhľadu lietadla VTOL, ktorých riešenie si už v raných fázach návrhu vyžaduje interakciu konštruktérov rôznych špecializácií.
K dnešnému dňu bolo navrhnutých, vyrobených a testovaných po celom svete viac ako 50 typov lietadiel s vertikálnym (krátkym) vzletom a pristátím. Väčšina návrhov týchto lietadiel bola založená na vojenských požiadavkách.
Prvé domáce bojové lietadlo VTOL bolo vytvorené v Design Bureau pomenovanom po. A.S. Jakovlev (pozri časť 20.2).
Výhody lietadiel VTOL, ktoré sme spomenuli na začiatku časti 7.4, nepochybne povedú k vytvoreniu lietadiel VTOL, ktoré môžu konkurovať konvenčným lietadlám v preprave cestujúcich a nákladu na krátke a stredné vzdialenosti.

Vodné letectvo

Práce na vytvorení lietadiel schopných vzlietnuť a pristáť na vode začali takmer súčasne s prácami na vytvorení pozemných lietadiel.
28. marca 1910 prvý let hydroplán (od hydro...(grécky hydor- voda) a lietadlo) vlastnej konštrukcie vyrobil Francúz A. Fabre.
Historicky stáli dôstojníci ruského námorníctva pri počiatkoch domácej aeronautiky a letectva. Ako prví na svete vyvinuli taktiku námorného letectva, uskutočnili letecké bombardovanie nepriateľskej lode, vytvorili projekt lietadlovej lode a ako prví lietali na oblohe v Arktíde.

Geografické a strategické vlastnosti divadiel vojenských operácií tej doby, dlhé námorné hranice na Baltskom a Čiernom mori, nedostatok špeciálne vybavených letísk na prevádzku pozemných lietadiel a zároveň množstvo veľkých riek, jazier a voľné námorné priestory určili potrebu vytvorenia výroby námorných lietadiel v našej krajine.
Rozvoj hydroaviatiky sa začal inštaláciou pozemných lietadiel na plaváky. najprv plávajúce lietadlá (obr. 7.74) mal dva hlavné plaváky 1 a dodatočné 2 (pomocný) plávať v chvoste alebo luku.
V závislosti od toho, ako je lietadlo založené a ovládané z povrchu vodné plochy (z lat. aqua- voda) - hydrodrómy , je možné klasifikovať hydroplány (obr. 7.75).
Plavákové okruhy sa v súčasnosti používajú pre ľahké lietadlá, hoci už v roku 1914 uskutočnilo svoj prvý let štvormotorové ťažké lietadlo „Iľja Muromec“ (pozri obr. 19.1), umiestnené na plavákoch pozdĺž trojplavový okruh s chvostovým plavákom, v roku 1929 počas letu na trase Moskva - New York lietadla Zeme Sovietov (viď obr. 19.7) 7950 km - z Chabarovska do Seattlu lietadlo preletelo nad vodou a na tomto úseku pristálo na súši prevod bol nahradený plavákom dvojplavový okruh .

Nárast veľkosti a hmotnosti hydroplánov a v dôsledku toho aj zväčšenie veľkosti plavákov umožnilo umiestniť do nich posádku a vybavenie, čo viedlo k vytvoreniu hydroplánov typu „lietajúci čln“ jednoloďový schém a schéma dvoch lodí - katamarán (z tamilčiny kattumaram, doslova - zviazané polená).
Integrovaný obvod najvhodnejšie pre ťažké viacúčelové morské hydroplány. Čiastočne ponorené krídlo umožňuje zmenšiť veľkosť člna a zvýšiť aerohydrodynamickú dokonalosť hydroplánu.
obojživelné lietadlá (z gréčtiny obojživelníky- viesť dvojitý životný štýl) je prispôsobený na vzlietnutie zo zeme a vody a pristátie na nich.
Technické riešenia, ktoré zabezpečujú základňu a prevádzku lietadla z vodnej hladiny teda v skutočnosti určujú vzhľad (aerodynamický dizajn) hydroplánu.
Zložitosť a množstvo problémov, ktoré musia konštruktéri pri vytváraní hydroplánu riešiť, sa výrazne zvyšuje, keďže okrem vysokých aerodynamických a vzletových a pristávacích charakteristík bežného lietadla musí byť zabezpečená aj plavebná spôsobilosť špecifikovaná v špecifikáciách.
Spôsobilosť hydroplánu na plavbu je možné posúdiť pomocou metód vedného odboru „Mechanika tekutín“, ktorý študuje pohyb a rovnováhu tekutín, ako aj interakciu medzi tekutinami a pevnými látkami, úplne alebo čiastočne ponorené do tekutiny.
Námorná spôsobilosť (námorná spôsobilosť) hydroplán sa vyznačuje možnosťou jeho prevádzky na vodných plochách s určitými hydrometeorologickými podmienkami - rýchlosť a smer vetra, smer, rýchlosť pohybu, tvar, výška a dĺžka vodných vĺn.
Spôsobilosť hydroplánu na plavbu na mori sa posudzuje podľa maximálneho stavu na mori, pri ktorom je možná bezpečná prevádzka.
Rovnakým spôsobom, akým sa medzinárodná štandardná atmosféra (ISA) používa na hodnotenie letových charakteristík lietadla (pozri časť 3.2.2), sa na charakterizáciu vĺn vodnej plochy používa určitá mierka (matematický model), ktorá stanovuje spojenie medzi slovným popisom vĺn, výškou vĺn a skóre (od 0 do IX) - stupeň vzrušenia .
V súlade s touto stupnicou sú napríklad slabé vlny (výška vlny do 0,25 m) hodnotené ako I, výrazné vlny (výška vlny 0,75-1,25 m) sú hodnotené ako III, silné vlny (výška vlny 2,0-3,5 m) hodnotenie V, výnimočné vlny (výška vlny 11 m) majú hodnotenie IX.
Námorná spôsobilosť ( plavebná spôsobilosť) hydroplán zahŕňajú také vlastnosti hydroplánu ako vztlak , stabilitu , ovládateľnosť , nepotopiteľnosť a tak ďalej.
Tieto vlastnosti sú určené tvarom a veľkosťou pod vodou výtlačná časť (čln alebo plavák) hydroplánu, rozloženie hmôt hydroplánu po dĺžke a výške.
V budúcnosti, keď budeme zvažovať spôsobilosť hydroplánu na plavbu, ak ich bez špeciálnej výhrady možno rovnako pripísať lodi a plaváku, budeme používať výraz „loď“. Vztlak- schopnosť hydroplánu plávať v danej polohe voči vodnej hladine.
Hydroplán, ako každé iné plávajúce teleso, ako napríklad loď, je udržiavané nad vodou Archimedovskou silou

P = Wρ v g = G,

Gravitácia hydroplánu G aplikované v ťažisku lietadla (c.m.), udržiavanie sily (Archimedova sila, sila vytlačenej tekutiny pôsobiaca na loď hydroplánu) R sa aplikuje v ťažisku objemu vody vytlačenej loďou, alebo, v námornej terminológii (ktorá je široko používaná konštruktérmi hydroplánov), v ťažisko (životopis.).

Je zrejmé, že zabezpečiť rovnováhu síl lietadla nad vodou (obr. 7.76). G A P musí ležať na priamke spájajúcej stred. a c.v., vo vertikálnej pozdĺžnej rovine symetrie hydroplánu - stredovej rovine člna (DP). Je tiež zrejmé, že hlavná rovina lode (OP) je horizontálna rovina prechádzajúca spodným bodom povrchu lode kolmá na stredovú rovinu, a teda dolná horizontálna horizontálna rovina lode (LSG), horizontálna horizontálna rovina lietadla (GHS) a paluby 1 - horná plocha člna vo všeobecnosti nie je rovnobežná s rovinou vodnej hladiny a líniou dotyku vodnej hladiny s trupom hydroplánu W O L O.

Línia kontaktu pokojnej vodnej hladiny s trupom hydroplánu W O L O pri plnej vzletovej hmotnosti a vypnutých motoroch - zaťaženie vodorysky (z holandčiny voda- voda a lijn- čiara). Záťažová vodná línia (GWL) pri plávaní v sladkej vode sa nezhoduje s GWL pri plávaní v morskej vode, pretože hustota sladkej riečnej alebo jazernej vody ρ v=1000 kg/m 3, hustota morskej vody ρ v= 1025 kg/m3.
resp. draftT (vzdialenosť od GVL po samotné dno lode, charakterizujúca ponorenie lode pod hladinu vody) pri rovnakej vzletovej hmotnosti hydroplánu v sladkej vode bude väčšia ako v morskej vode.
Hodnoty ponoru provy a kormy sú určené pristátie hydroplány vo vzťahu k vodnej hladine - orezať člny (z lat. diferencuje (differentis)- rozdiel) - jeho sklon v pozdĺžnej rovine, ktorý sa meria uhlom sklonu φ 0 alebo rozdiel medzi ponormi kormy a provy. Ak je rozdiel nula, hovorí sa, že loď „sedí na rovnom kýle“; ak je kormový ponor väčší ako provový ponor, loď „sedí s vyvážením k korme“ (ako je znázornené na obr. 7.76), ak je menší, loď „sedí s vyvážením na provu“.
Stabilita (analogicky k pojmu „stabilita“ v námornej terminológii) pri plavbe - schopnosť hydroplánu, vychýleného z rovnovážnej polohy vonkajšími rušivými silami, vrátiť sa do pôvodnej polohy po ukončení rušivých síl.
Je zrejmé, že pri plávaní tela čiastočne alebo úplne (úplne) ponoreného vo vode neexistujú žiadne iné sily, ktoré by ho vrátili do rovnovážnej polohy, okrem gravitácie. G a rovnakú silu podpory R . V dôsledku toho iba relatívna poloha týchto síl určí stabilitu alebo nestabilitu plávajúceho telesa, ako je znázornené na obr. 7,77.

Ak sa ťažisko telesa nachádza pod ťažiskom (obr. 7.77,a), pri vychýlení z rovnovážnej polohy nastáva stabilizačný moment. ΔМ = Gl , čím sa telo vráti do pôvodnej polohy stabilná rovnováha.
Ak sa ťažisko telesa nachádza nad ťažiskom (obr. 7.77, c), pri vychýlení z rovnovážnej polohy nastáva destabilizujúci moment. ΔМ = Gl a telo sa nemôže samo vrátiť do pôvodnej polohy nestabilná rovnováha .
Ak sa poloha ťažiska telesa zhoduje s polohou ťažiska (obr. 7.77, b), telo je v indiferentnej rovnováhe.
Treba si uvedomiť, že poloha stredu veličiny výrazne závisí od tvaru ponorenej časti telesa a uhla jej odchýlky od počiatočnej rovnovážnej polohy.
Stabilita hydroplánu (ako aj stabilita nádoby) je zvyčajne určená vzájomnou polohou ťažiska a metacentrum - stred zakrivenia priamky, po ktorej sa posúva ťažisko výtlačného telesa, keď je vychýlené z rovnováhy.
Metacentrum - z gréčtiny. meta- medzi, za, cez - zložka zložitých slov s významom intersticiálnosť, nasledovanie niečoho, prechod k niečomu inému, zmena stavu, premena a lat. - centrum ohnisko, stred.
Rozlišuje sa priečna a pozdĺžna stabilita hydroplánu (keď je lietadlo naklonené v priečnej a pozdĺžnej rovine).
Bočná stabilita. Zoberme si prípad priečneho sklonu – odchýlky stredovej roviny (DP) lode od vertikály, napríklad vplyvom poryvu vetra.
Hydroplán (obr. 7.78, a) je na vode v stave rovnováhy, gravitácie G a udržanie moci R rovnať, ležať v diametrálnej rovine, veľkosť A určuje výšku ťažiska nad ťažiskom.

Z bočnej zložky nárazový vietor V V(Obr. 7.78, b) nastane moment náklonu M kr in v závislosti od rýchlostného tlaku, plochy a rozpätia náveternej (v smere smeru odkiaľ vietor fúka) konzoly krídla a plochy bočného priemetu hydroplánu. Pod vplyvom tohto momentu sa rovina nakloní pod určitý malý (budeme predpokladať - nekonečne malý) uhol γ a nová poloha lode určí novú vodorysku nákladu W 1 L 1, ktorej rovina je naklonená pod uhlom γ od pôvodnej vodorysky W O L O.
Tvar podvodnej (výtlakovej) časti lode sa zmení: objem obmedzený v každom priereze lode číslom 1 , vyjde spod vody a rovnaký objem je v každom priereze člna obmedzený obrázkom 2 , pôjde pod vodu. Veľkosť podpernej sily sa teda nezmení (P = Wρ v g = G) S O presne tak S 1 . Bodka M O priesečník dvoch susedných línií pôsobenia Archimedových síl pod nekonečne malým uhlom γ medzi nimi je počiatočné metacentrum .
Metacentrický polomer ρ 0 určuje počiatočné zakrivenie čiary posunutia stredu veľkosti lode počas kotúľania.
Mierou bočnej stability hydroplánu je hodnota metacentrická výška h o = ρ o - a:
- Ak h O> 0 - loď je stabilná;
- Ak h O= 0 - indiferentná rovnováha;
- Ak h O < 0 - лодка неостойчива.
V uvažovanom príklade h O< 0. Нетрудно видеть, что перпендикулярные к поверхности воды и равные силы R A G budú spárované s ramenom l , a moment tohto páru M cr G = Gl sa zhoduje v smere s rušivým momentom M kr in a zvyšuje uhol natočenia. Hydroplán znázornený na obr. 7,78, b, pod vplyvom vonkajších porúch sa nevracia do pôvodnej polohy, t.j. nemá bočnú stabilitu.
Je zrejmé, že na zabezpečenie bočnej stability musí byť ťažisko pod najnižšou polohou metacentra.
Väčšina moderných hydroplánov je vyrobená podľa klasickej aerodynamickej konštrukcie s trupom - loďou, ktorá má vhodný tvar na vzlet z vody a pristátie na vode, vysoko namontované krídlo s motormi inštalovanými na ňom alebo na lodi pre maximálnu vzdialenosť od vodnej hladiny, aby sa pri pohybe po vode vylúčilo zaplavenie krídla vodou a jej prenesenie do motorov a na vrtule lietadiel s vrtuľovým pohonom, preto je vo väčšine prípadov ťažisko lietadla vyššie ako metacentrum (ako na obr. 7.78, b) a jednoloďový hydroplán je priečne nestabilný.
Problémy bočnej stability jednoloďového alebo jednoloďového hydroplánu je možné riešiť použitím podkrídlových plavákov (obr. 7.79).

Podkrídlový plavák 1 inštalovaný na pylóne 2 čo najbližšie ku koncu krídla 3 .podpora (podpora) plaváky pod krídlami sa nedotýkajú vody, keď sa hydroplán pohybuje po rovnej vode 4 a zabezpečiť stabilnú polohu hydroplánu s uhlami náklonu 2-3° pri parkovaní, nosné podkrídlové plaváky čiastočne ponorené do vody a poskytujú parkovanie bez náklonu.
Posun plaváka sa volí tak, že pod vplyvom vetra pri určitej rýchlosti V V hydroplán na okraji vlny 5 , zodpovedajúce maximálnej drsnosti vodnej plochy uvedenej v špecifikáciách návrhu, naklonené pod určitým uhlom γ . V tomto prípade je vratný moment plaváka určený podpornou silou plaváka R P a vzdialenosť b P od strednej roviny plaváka k strednej rovine lode, M n = R P b P, musí odraziť (vyvážiť) patové momenty M kr in od vetra a M cr G z nestabilnej lode.

Pozdĺžna stabilita je určená rovnakými podmienkami ako priečna. Ak pod vplyvom akejkoľvek vonkajšej poruchy dostane hydroplán (obr. 7.80) pozdĺžny sklon od počiatočnej polohy určenej vodoryskou. W O L O, napríklad zvýšenie o uhol Δφ trim na prove, to určí nové zaťaženie vodorysky W 1 L 1.
Objem lode 1 vyjde spod vody a rovnaký objem 2 pôjde pod vodu, pričom hodnota podpernej sily sa nezmení (R = Wρ v g = G) , stred veličiny sa však posunie z pôvodnej polohy Od 0 presne tak C 1. Bodka M O * priesečník dvoch susedných línií pôsobenia nosných síl pod nekonečne malým uhlom Δφ medzi nimi určí polohu počiatočné pozdĺžne metacentrum .
Miera pozdĺžnej stability hydroplánu - pozdĺžna metacentrická výška H o = R o - a.
Je jednoduchšie zabezpečiť pozdĺžnu stabilitu hydroplánu ako priečnu stabilitu v tom zmysle, že loď, ktorá je vysoko rozvinutá na dĺžku, má takmer vždy prirodzenú pozdĺžnu stabilitu ( H O > 0).
Všimnite si, že moment ponoru od ťahu motora, ktorého akčná línia zvyčajne prechádza nad ťažiskom lietadla, prehlbuje provu lode, znižuje počiatočný uhol sklonu, t. j. núti loď trochu vyvažovať. predok, ktorý určí nový náklad vodoryska , ktorá sa volá "trvalý" .
Hydrostatické sily (podporné sily), ktoré zabezpečujú vztlak a stabilitu člna v pokoji, sa prirodzene vo väčšej či menšej miere prejavujú v procese pohybu po vode.
Veľmi dôležitou vlastnosťou hydroplánu, ktorá určuje jeho plavebnú spôsobilosť, je schopnosť prekonať odpor vody a vyvinúť potrebnú rýchlosť cez vodu s minimálnou spotrebou energie.
Hydrodynamická sila Zisťuje sa odpor vody voči pohybu lode v režime plavby trenie vody v hraničnej vrstve(trecí odpor) a rozloženie hydrodynamického tlaku prúdu vody na člne (tvarový odpor spojený s tvorbou vírových prúdov - niekedy sa nazýva odpor vírivky) a závisí od rýchlosti pohybu (rýchlosť tlaku ρ v V 2/2 ), tvar a stav povrchu člna.
Tu je vhodné pripomenúť, že hustota vody ρ v asi 800-krát hustejšie ako vzduch na hladine mora!
K tomuto odporu sa pripočítava vlnový odpor, ktorý na rozdiel od vlnového odporu spojeného s nevratnými stratami energie v rázovej vlne počas letu nadkritickými rýchlosťami (pozri časť 5.5), nastáva, keď sa teleso pohybuje blízko voľného povrchu kvapaliny (rozhranie medzi vodou a vzduchom).
Charakteristická impedancia - časť hydrodynamického odporu, charakterizujúca spotrebu energie na vznik vĺn.
Vlnový odpor vo vode (ťažká kvapalina) nastáva, keď sa ponorené alebo poloponorené teleso (plavák, čln) pohybuje v blízkosti voľného povrchu kvapaliny (t.j. hranice vody a vzduchu). Pohybujúce sa teleso vyvíja dodatočný tlak na voľný povrch kvapaliny, ktorá má pod vplyvom vlastnej gravitácie tendenciu vrátiť sa do pôvodnej polohy a dostať sa do kmitavého (vlnového) pohybu. Prova a korma lode tvoria vzájomne sa ovplyvňujúce vlnové systémy, ktoré majú významný vplyv na odpor.
V plaveckom režime je výslednica hydrodynamických odporových síl takmer horizontálna.
Tvar výtlakovej časti hydroplánu (podobne ako tvar plavidla) musí zabezpečiť schopnosť pohybu vo vode s minimálnym odporom a v dôsledku toho s minimálnou spotrebou energie ( rýchlosť plavidla , podľa námornej terminológie).
Pri navrhovaní hydroplánov (ako aj lodí) sa na výber tvarov a vyhodnotenie hydrodynamických charakteristík využívajú výsledky skúšok ťahaním („ťahaním“) dynamicky podobných modelov v testovacích bazénoch ( hydraulické kanály ) alebo na otvorených vodách.
Na rozdiel od lode je však komplex charakteristík plavebnej spôsobilosti hydroplánu oveľa širší, pričom hlavnou je schopnosť vykonávať bezpečné vzlety a pristátia na nerovnom povrchu s určitou výškou vĺn, pričom rýchlosť hydroplánov na vode je mnohonásobne vyššia. vyššia ako rýchlosť námorných plavidiel.
Vďaka špeciálnemu tvaru dna hydroplánovej lode vznikajú hydrodynamické sily, ktoré dvíhajú provu a spôsobujú výrazné celkové stúpanie lode.
V dôsledku toho sa pohyb hydroplánu na rozdiel od lode uskutočňuje pri premenlivom uhle výtlaku a sklonu lode (v skutočnosti uhol prúdu vody na dne, podobný uhlu nábehu krídla). Pri rýchlostiach vody blízkych rýchlosti vzletu je výtlak prakticky nulový - hydroplán je v režime hobľovania (z franc. glisser- šmykľavka) - kĺzanie po hladine vody. Funkcia hobľovací režim spočíva v tom, že výslednica síl hydrodynamického odporu vody má takú veľkú vertikálnu zložku ( hydrodynamický udržiavanie sily ), že loď z väčšej časti svojho výtlakového objemu vychádza z vody a kĺže po jej hladine. Preto sa obrysy (obrysy vonkajšieho povrchu) lode hydroplánu (obr. 7.81) výrazne líšia od obrysov lode.

Hlavný rozdiel je v tom, že dno (spodná plocha člna, ktorá je hlavnou nosnou plochou pri pohybe hydroplánu po vode) má jeden alebo viac Redanov (francúzština) redan- rímsa), z ktorých prvá sa spravidla nachádza v blízkosti ťažiska hydroplánu a druhá v zadnej časti. Redans rovno v pôdoryse (obr. 7.81, A) vytvárajú počas letu podstatne väčší odpor ako špicaté (šípovité, ogivové) redany (obr. 7.81, b), ktorých hydrodynamický odpor a tvorba rozstreku sú podstatne menšie. Postupom času sa šírka druhej úrovne postupne zmenšovala, medzipriestorová časť dna sa začali zbiehať v jednom bode (obr. 7.81, V) na korme lode.

V procese rozvoja hydroaviatiky sa menil aj tvar prierezu člna (obr. 7.82). Lode s rovným dnom (obr. 7.82, A) a s pozdĺžnymi krokmi (obr. 7.82, b), slabo kýlovité (t. j. s miernym sklonom úsekov dna od stredovej kýlovej línie do strán - obr. 7.82, V) a s konkávnym dnom (obr. 7.82, G) postupne ustupovali kýlové lode s plochým kýlovým dnom (obr. 7.82, d) alebo so zložitejším (najmä zakriveným) deadrisovým profilom (obr. 7.82, e).
Tu je potrebné poznamenať, že hydroplány nemajú tlmiče nárazov (pozri časť 7.3), ktoré dokážu absorbovať a rozptýliť energiu nárazov pri pristávaní na vode. Keďže voda je takmer nestlačiteľná kvapalina, sila nárazu na vodu je porovnateľná so silou nárazu na zem. Hlavný účel úmrtie - vymeňte tlmič a

postupné ponorenie klinovej (kýlovej) plochy do vody pri pristávaní na zmiernenie pristávacieho úderu, ako aj dopadu vody na dno člna pri pohybe po drsnej vodnej hladine.
Charakteristické obrysy moderného hydroplánu sú znázornené na obr. 7,83. Loď má na dne priečnu a pozdĺžnu mŕtvicu.
Priečna smrť čln (alebo uhol tvorený kýlom a bradlami) sa volí na základe podmienok na zabezpečenie prijateľných preťažení počas vzletových a pristávacích podmienok a zabezpečenie dynamickej smerovej stability.
Uhol priečneho náklonu provy lode od prvého kroku β р n postupne sa zväčšuje smerom k prove lode (pri pohľade spredu A-A- prekrývajúce sa úseky pozdĺž prednej časti lode) takým spôsobom, že sa na prove lode vytvorí vlnolam, ktorý „rozbije“ prichádzajúcu vlnu a zníži tvorbu vĺn a špliech.
Lícenka (priesečník dna a boku člna) zabraňuje priľnutiu vody k bokom. Na vytvorenie prijateľného vytvárania vĺn a striekania sa používa ohyb nosové lícne kosti, teda profilovanie dna provy lode pozdĺž zložitých zakrivených plôch.

Spodná časť pochovanej časti člna (pohľad zozadu) B-B- prekrývajúce sa časti pozdĺž kormy lode) zvyčajne ploché - hodnota uhla β r m neustále. Uhly priečneho nábehu na schode sú zvyčajne rádovo 15-30°.
Pozdĺžna smrť člny γ l = γ n + γ m určený pozdĺžnym uhlom úklonu luku γ n a uhol pozdĺžneho sklonu vloženej časti y m.

Dĺžka, tvar a pozdĺžna dĺžka luku ( yn @ 0,3°), ovplyvňujúce pozdĺžnu stabilitu a uhol počiatočného sklonu, sú zvolené tak, aby zabránili tomu, aby prova zahrabala a zaplavila palubu vodou pri vysokých rýchlostiach.
Pozdĺžne prerušenie pochovanej časti ( y m @ 619°) sa volí tak, aby sa zabezpečilo stabilné hobľovanie, pristátie na súši pod maximálnym povoleným uhlom nábehu a pristátie na vode (pre obojživelné lietadlo) podľa existujúcich pošmyknutia (Angličtina) sklzu, lit. - posuvné) - šikmé pobrežné plošiny siahajúce do vody, aby obojživelník mohol zostúpiť na vodu a vystúpiť na breh.
Ak je pozdĺžna mŕtvica medziraftovej časti dostatočná, vzlet pri vzlete z vody môže nastať „s výbuchom“ (zvýšenie uhla nábehu) pri maximálnom prípustnom súčiniteli vztlaku.
Vzlet z vody pri vzlete komplikuje skutočnosť, že okrem síl odporu vody voči pohybu člna, diskutovaných vyššie, pôsobia medzi dnom člna a vodou adhézne (sacie) sily, najmä v zadná časť člna.
Účel redanu- zničí sací efekt vody (sanie) počas vzletu, čím sa zníži odolnosť voči vode, čo umožní lodi „odlepiť sa“