El "talón de Aquiles" de la aviación militar moderna es aeródromos. Incluso no tanto como pasarelas. El avión de combate más "engañado" de la última generación será inútil si el enemigo lo destruye. Cualquier ejército moderno tiene una docena de fondos para tal operación. Especialmente cierto para la aviación de primera línea.
Pero hay una solución muy simple para este problema: asegurarse de que el avión no necesite una pista en absoluto. Estamos hablando de aviones de despegue y aterrizaje vertical (VTOL), que pueden ir al cielo literalmente desde un pequeño parche.
Las reflexiones sobre la creación de un avión de este tipo habían sido visitadas por diseñadores durante mucho tiempo, el desarrollo de diseños para aviones VTOL comenzó poco después del inicio de la era de la aviación. Pero las capacidades técnicas no permitieron a los ingenieros traducir sus sueños en realidad.
La Segunda Guerra Mundial marcó el comienzo de la era de los portaaviones: enormes aeródromos flotantes capaces de transportar docenas de aviones. No es inferior al tamaño de estos barcos y su costo. Es por eso que el uso de aviones VTOL basados en cubierta para la flota parecía especialmente tentador: en este caso, los portaaviones podrían hacerse más pequeños, más maniobrables y más baratos.
Pero, técnicamente, este problema resultó ser más complicado de lo que parecía al principio. Se agravó con el advenimiento de los aviones a reacción: el nuevo avión necesitaba una pista aún mayor.
A pesar de la tentación de tal idea, hay pocos aviones en el mundo que pueden despegar y aterrizar verticalmente. Para el despegue y el aterrizaje, utilizan la energía de un chorro de gas de un motor a reacción, aunque su diseño puede diferir significativamente. Durante el vuelo horizontal, la fuerza de elevación es creada por alas fijas.
En la URSS, se construyeron varios aviones VTOL, el más famoso de los cuales fue el Yak-38. Fue utilizado en la flota, y esta máquina no puede ser llamada exitosa. A fines de la década de 1980, se creó un nuevo avión soviético de despegue y aterrizaje vertical, el Yak-141. Era un vehículo de combate fundamentalmente nuevo, un caza supersónico, que planeaba equipar prometedores portaaviones soviéticos.
Sin embargo, después de unos años, el país se vino abajo, ni los portaaviones ni los cazas nuevos se volvieron absolutamente necesarios. El proyecto final para la creación del avión Yak-141 fue enterrado en 2003.
Historia de la creación
El trabajo sobre la creación de un avión VTOL comenzó en los años 50 del siglo pasado. Para que la aeronave pueda prescindir de la pista, se necesitaba un motor completamente diferente con una relación de empuje muy alta (esta es la relación de la masa de la aeronave al empuje del motor).
El principal cliente en esta área fue la marina.
El primer avión VTOL fue el X-13 Vertijet estadounidense, que realizó su despegue vertical en 1957. Era una máquina muy interesante, que despegó desde una posición vertical (como un cohete). Sin embargo, este avión era muy difícil y sus características no eran impresionantes, por lo que el proyecto se cerró.
Al desarrollar tales aeronaves, los diseñadores tuvieron que resolver una gran cantidad de nuevos problemas técnicos. Quedó claro que a bajas velocidades, cuando un avión se congela solo en un avión, el uso de alerones y varios timones es inútil. Puede controlar la máquina solo con la ayuda de flujos reactivos adicionales, y los diseñadores tomaron la creación de micromotores en la propulsión a chorro.
Se llevaron a cabo estudios similares en la URSS, pero durante muchos años fue más una investigación científica que no tuvo una aplicación práctica.
El primer avión soviético de despegue y aterrizaje vertical fue el Yak-36, que despegó en 1966. Una continuación de este proyecto fue la serie Yak-38.
El desarrollo más exitoso de VTOL fue en el Reino Unido. Ya en 1960, Hawker creó un prototipo de avión que pudo realizar un despegue vertical. Uno de los componentes principales del éxito de este proyecto fue la creación por Rolls-Royce de un motor único capaz de desarrollar 3,600 kilogramos de empuje en cuatro boquillas giratorias, lo que aseguró el despegue del automóvil. En 1969, la Fuerza Aérea Británica adoptó el avión Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL. Hoy en día, el Harrier ya cuenta con varias generaciones de aviones de combate, que están en servicio en varios países (incluidos Gran Bretaña y Estados Unidos) que participaron en los combates y tienen un alto rendimiento de vuelo.
En la URSS, el destino de los aviones de despegue y aterrizaje verticales está estrechamente relacionado con el desarrollo del programa (proyectos 1143) para la construcción de cruceros que transportan aviones, barcos que poseían armamento de cohetes y aviones.
A mediados de la década de 1970, comenzó el desarrollo de un caza con base en VTVP, capaz de proteger a una nave de los ataques aéreos enemigos. La experiencia de crear "verticales" en la URSS fue solo en Yakovlev Design Bureau, y esta experiencia no puede considerarse demasiado positiva.
Yak-38, adoptado por la Armada de la URSS, tenía una relación de empuje a peso muy baja y estaba equipado con tres motores a la vez. Los diseñadores tuvieron que hacer que el automóvil fuera lo más fácil posible, incluso eliminaron el radar a bordo. Los motores no querían trabajar de forma síncrona, en las condiciones de las latitudes del sur, simplemente no arrancaban. El avión podría llevar a bordo solo pequeñas bombas y cohetes no guiados, lo que redujo su valor de combate a casi cero. Con estos planos siempre ha habido desastres.
Además, para reducir el peso de despegue del Yak-38 se vio obligado a tomar un suministro limitado de combustible, lo que redujo significativamente su radio de acción.
El proyecto para crear un nuevo avión para la flota Yak-141 para las necesidades de la flota comenzó en 1975. Las pruebas estatales fueron programadas para 1982. El nuevo avión fue concebido como un caza supersónico, inicialmente se planeó equiparlo con un motor, pero luego se le dio preferencia a un avión con una planta de energía combinada.
Se suponía que el Yak-141 entraría en servicio con los cruceros que transportaban aviones (TAKR) Bakú, Ulyanovsk, Riga y Tbilisi. Además, el nuevo caza planeaba armar los misiles de Minsk y Kiev como parte de la modernización de estos barcos. Se suponía que el Yak-141 reemplazaría al Yak-38 desactualizado y sin éxito.
La planta de energía consistió en tres motores: dos de elevación RD-41 y uno de elevación y crucero R-79. El trabajo de la central eléctrica fue controlado por la electrónica, que podría proporcionar al Yak-141 un despegue vertical o más corto desde la cubierta del barco.
En 1980, los militares cambiaron un poco sus requisitos para el futuro avión: debe ser de propósitos múltiples, no solo para destruir objetivos aéreos, sino también para atacar a barcos enemigos y objetivos terrestres. Es decir, realizar las funciones de ataque de los aviones.
Debido a problemas con el motor, las pruebas Yak-141 fueron transferidas constantemente. Comenzaron solo en 1987, y en 1990 se construyeron cuatro prototipos del luchador. Las pruebas completas de despegue y aterrizaje en la cubierta del barco tuvieron lugar en septiembre de 1991. Durante el período de prueba, se establecieron 12 récords mundiales de velocidad y capacidad de carga. Durante las pruebas, uno de los aviones se estrelló. El piloto expulsado, pero el coche no estaba sujeto a recuperación. La causa del accidente fue un error del piloto.
Este avión no solo fue una etapa importante en el desarrollo de la industria aeronáutica nacional, sino también una máquina de señales en la historia de la aviación mundial: el primer avión de despegue y aterrizaje vertical que rompió la barrera del sonido. Cabe señalar que el Yak-141 puede despegar verticalmente con una carga de combate completa.
Este avión tuvo muy mala suerte, apareció en el preciso momento en que un gran país ya vivía sus últimos meses y la economía estaba cayendo en el abismo. Teniendo una experiencia amarga en la operación del Yak-38, los militares desconfiaban mucho de los "bucles verticales". No menos importante fue el papel que tuvo el accidente Yak-141 durante las pruebas. No había dinero para continuar trabajando en este avión tan prometedor en 1992.
En Yakovlev Design Bureau, se crearon otros dos diseños VTOL: el Yak-43 y el Yak-201, pero se mantuvieron en el papel. Los desarrolladores intentaron ofrecer un auto nuevo a compradores extranjeros, pero no hubo pedidos. Hubo una breve colaboración con los estadounidenses (Lockheed Martin), pero también terminó sin resultado.
En 2003, el proyecto del caza Yak-141 fue oficialmente cerrado.
Descripción
El Yak-141 es de alto perfil, está hecho de acuerdo con la configuración aerodinámica normal y está equipado con una planta de energía combinada. El 26% del fuselaje de la aeronave está hecho de materiales compuestos, algunos de los elementos están hechos de aleaciones a base de titanio resistentes al calor. El caso es de uso activo aleaciones de aluminio-litio con menor peso.
El fuselaje de la aeronave es un semi-monocasco con una sección transversal rectangular. El motor de levantamiento y marcha está ubicado en su cola, dos levantamientos más, en el frente, directamente detrás de la cabina. La nariz del fuselaje tiene una forma puntiaguda.
Las alas son de forma trapezoidal, altamente posicionadas con barrido recto y oleaje de la raíz. El ala está diseñada de tal manera que la aeronave podría alcanzar velocidades supersónicas, realizar un combate aéreo maniobrable y realizar un largo vuelo de crucero.
El plumaje de la cola tiene dos acolchados, consta de timones y estabilizadores de giro total. Está unido a dos vigas remotas, entre las cuales hay una boquilla de motor de elevación principal.
Las tomas de aire son de forma rectangular, están ubicadas inmediatamente detrás de la cabina. El flujo de aire es controlado por una cuña horizontal.
El tren de aterrizaje es triciclo, puede soportar la caída del avión desde una altura de cinco metros.
La estructura de la planta de energía Yak-141 incluye dos motores de elevación (PD) RD-41 y uno de marcha y elevación (PMD) R-79. También durante las maniobras durante un despegue vertical, se utilizan timones de chorro, que son propulsados por un motor de elevación / crucero. Por su diseño, el Yak-141 está cerca del moderno VTOL americano del F-35B, que también está equipado con una planta de energía combinada.
Los motores de elevación RD-41 están ubicados frente a la aeronave, en un compartimiento especial, justo detrás de la cabina. Durante el vuelo horizontal o en el estacionamiento, los motores están cerrados con faldones especiales en la parte superior e inferior. Durante el despegue o el aterrizaje, se abren, proporcionando aire para los motores y abriendo las boquillas. Los motores se instalan en un ángulo de 10 ° con respecto a la vertical, las boquillas pueden desviarse ± 12.5 ° verticalmente del eje del motor. El RD-41 es un turborreactor de un solo circuito y de un solo eje, que puede funcionar a una velocidad que no supera los 550 km / h.
El motor de elevación y sustentador P79V-300 es un motor turborreactor de doble circuito con posquemador y vectorización de empuje variable. Se encuentra en la parte trasera del avión. Los rotores de este motor giran en diferentes direcciones, los compresores se caracterizan por una mayor estabilidad dinámica del gas, en la cámara de combustión hay quemadores de vórtice únicos. La boquilla del motor es giratoria, con un área de sección transversal ajustable, puede desviar el vector de empuje en 95 °. El empuje máximo del dispositivo de poscombustión Р79В-300 es de 15,500 kgf.
El Yak-141 puede despegar de tres maneras diferentes: verticalmente, con una carrera corta y con deslizamiento (despegue ultra corto). La boquilla del motor principal con un despegue vertical se desvía al ángulo máximo, con un despegue con un recorrido corto y un deslizamiento es de 65 °. Al despegar con un resbalón, la longitud de la pista es de seis metros.
