Аппараты с поворотным крылом и винтом

Летательные аппараты с поворотным крылом наиболее наглядно сочетают в себе способность вертикально взлетать с довольно приличными летными характеристиками обычного самолета. При выполнении взлета крыло таких аппаратов, с установленными на нем моторами, переводится в вертикальное положение, а воздушные винты обеспечивают тягу, необходимую для отрыва от земли. На переходном режиме крыло переводится постепенно в горизонтальное положение, после этого вся подъемная сила создается крылом, а винты обеспечивают лишь тягу, необходимую для горизонтального перемещения. Несколько небольших американских авиастроительных фирм и одна канадская построили экспериментальные машины этого типа, но успешно летала только одна из них.

Уникальный четырехмоторный аппарат ХС-142А был разработан совместно фирмами «Воут», «Райан» и «Хиллер» по заказу ВВС США в качестве транспортного средства.

Переход ХС-142А от вертикального полета к горизонтальному.

Переход ХС-142А от вертикального полета к горизонтальному.

Интересно отметить, что он был последним в ВВС из машин группы «ХС»: с 1962-го была введена новая классификация и первому транспортному самолету новой разработки присвоили обозначение С-1. Несмотря на несколько измененные по сравнению с традиционными транспортниками пропорции, ХС-142А напоминал обычный самолет. Все крыло, на котором было установлено четыре турбовинтовых двигателя мощностью по 2850 л. с. фирмы «Дженерал электрик», могло поворачиваться из горизонтального положения до полного вертикального. Балансировка и управление аппаратом на малых скоростях осуществлялись хвостовым ротором, расположенным в горизонтальной плоскости.

Первый полет ХС-124А был выполнен 29 сентября 1964 года и прошел весьма успешно: во всяком случае, гораздо лучше, чем у многих других конвертопланов. Машина имела размах крыльев 20,5 м, взлетную массу в режиме вертикального взлета и посадки 16 998 кг, массу в режиме самолетного взлета и посадки 20 185 кг, максимальную скорость 694 км/ч. Аппарат погубила очень высокая стоимость, что было вызвано его конструктивной сложностью. Хотя испытания шли в течение 6 лет, и было построено 5 таких машин, серийное производство так и не было развернуто. Бережливые американцы легко определили, что для выполнения таких задач более выгодно (в смысле затрат) оказалось делать тяжелые скоростные вертолеты.

Конвертопланы с поворотными винтами удостоились более пристального внимания, по крайней мере, среди нам известных экспериментальных машин они составляют большинство. Главным недостатком этой схемы является необходимость иметь довольно большой размах крыльев. Это обусловлено тем, что приходится использовать винты большого диаметра, а силовая установка включает в себя несколько двигателей, поэтому необходимо увеличение площадки для выполнения взлета и посадки.

Первой машиной, построенной по такой схеме, был аппарат Х-100 фирмы «Кертисс-Райт» с двумя несущими винтами.

Экспериментальный аппарат Х-100.

Экспериментальный аппарат Х-100.

Самолет оснащался одним турбовинтовым двигателем мощностью 625 л. с. Двигатель размещался в фюзеляже и приводил в движение оба винта. На переходном режиме эти винты, установленные вначале вертикально, плавно поворачивались вперед для создания тяги, необходимой для горизонтального полета. Балансировка в режиме висения и на малых скоростях обеспечивалась с помощью управляемого реактивного сопла, расположенного в хвостовой части фюзеляжа. Одноместный Х-100 был сравнительно недорогим чисто экспериментальным аппаратом, весом всего в 1600 кг, со скоростью 386 км/ч и шириной до концов винтов 7,6 м, созданным только для оценки технической реализуемости самой идеи.

Первый полет был выполнен в марте 1960 года. Летные характеристики оказались очень низкими, а система балансировки практически не работала. В то же время реализуемость самой концепции была доказана, что вдохновило проектировщиков на разработку нового, более тяжелого аппарата.

Две такие машины, получившие обозначение Х-19, были заказаны по контракту ВВС США, но построена только одна. Этот шестиместный аппарат с фюзеляжем, напоминающим самолетный, был оснащен двумя тандемными крыльями малого размаха. На концах каждого крыла были установлены поворотные несущие винты диаметром по 2 м. Два турбовинтовых двигателя Т-55 мощностью по 2000 л. с. приводили в движение по два винта каждый. Перекрестная трансмиссия обеспечивала привод всех четырех винтов от одного мотора и могла включаться в случае аварии. Это была уже достаточно крупная машина — длиной 13,5 м и весом 6691 кг. Скорость вращения винтов при взлете составляла 1230 об/мин, а при горизонтальном полете — 955 об/мин. Управляемость на переходных режимах обеспечивалась за счет изменения угла установки воздушных винтов. При выполнении горизонтального полета для управления использовались элероны и руль направления.

Первый полет был выполнен 26 июня 1964 года, но, как и в случае с Х-100, летные характеристики оказались не очень обещающими. В довершение всех бед, 25 августа Х-19 разбился, похоронив под своими обломками экипаж, чем и поставил точку в разработке летательных аппаратов такого типа на фирме «Кертисс-Райт».

Эстафету подхватила фирма «Белл», построив еще один конвертоплан — Х-22А с четырьмя поворотными винтами.

Конвертоплан Х-22А фирмы «Белл».

Конвертоплан Х-22А фирмы «Белл».

Вместо двух двигателей на Х-22А были установлены 4 мотора по 1250 л. с. Каждый из двигателей приводил в движение один воздушный винт, но для надежности их связали перекрестной трансмиссией. По выданному сухопутными силами США заказу было построено два таких аппарата. Взлетная масса новинки составляла 7248 кг, длина — 15 м, расчетная скорость — 523 км/ч.

Как и у Х-19, управление на малых скоростях осуществлялось за счет изменения тяги винтов при изменении угла установки лопастей. Первый полет состоялся 17 марта 1966 года, но, несмотря на более мощные двигатели и помещение винтов в кольцевые каналы, новый аппарат страдал теми же недостатками, что и Х-19. Мало улучшила положение и попытка установить элероны в струе воздушных винтов. Поэтому работы были свернуты, а сама идея забыта на долгие годы. Понадобился катастрофический провал американских спецслужб, произошедший в первую очередь из-за отсутствия эффективной авиационно-транспортной техники, при попытке освободить заложников в Тегеране, чтобы дать этим идеям вторую жизнь.

В середине 1980-х по заказу «рыцарей плаща и кинжала» совместными усилиями фирм «Белл» и «Боинг» был создан конвертоплан с поворотными винтами, получивший наименование V-22 «Оспри».

Новый американский аппарат-диверсант «Оспри».

Новый американский аппарат-диверсант «Оспри».

В отличие от своих предшественников, он сразу проектировался для развертывания крупносерийного производства. Двухмоторная и двухвинтовая машина предназначена для выполнения операций специального назначения, включая скрытную заброску и эвакуацию диверсионных групп. Общий объем производства (по данным «Зарубежного военного обозрения», 2000, № 8) составит 456 образцов, в том числе 360 — для корпуса морской пехоты, 50 — для ВВС и 48 — для сил специальных операций США. Вся программа оценена в 2,75 млрд долларов. В декабре 1999 года начались войсковые испытания 12 пред серийных машин.

Внешне «Оспри» напоминает своего далекого предшественника Х-100, но поворот винтов производится совместно с двигателями. Для обеспечения устойчивости каждый винт снабжен вертолетным автоматом перекоса, причем управление винтом автономное, что позволяет машине в вертолетном режиме перемещаться вперед-назад и вбок без поворота двигателей. Длина машины составляет 17,5 м, размах по концам лопастей винтов — 26,9 м, максимальный вес при вертикальном' взлете — 21 550 кг, при укороченном разбеге — 27 500 кг, максимальная скорость в самолетном режиме — 550 км/ч, в вертолетном режиме — 185 км/ч, максимальный боевой радиус действия с 12 десантниками (две стандартные команды «зеленых беретов») — 960 км, перегоночная дальность с дополнительными топливными баками вместо груза — 3900 км, максимальный груз на внешней подвеске — 6800 кг.

Фюзеляж аппарата обычной полумонококовой конструкции имеет двухместную кабину для экипажа в передней части и грузовой отсек в центральной части, позволяющий разместить 24 десантника с полным вооружением или груз массой до 4550 кг (длина отсека — 7,3 м). Силовая установка состоит из двух газотурбинных двигателей мощностью 4,4 МВт (на взлете — 4,6 МВт), размещенных в мотогондолах на концах крыла. Трехлопастные винты из стеклопластика диаметром 11,6 м сопрягаются с двигателями посредством понижающего редуктора. Мотогондолы могут поворачиваться в вертикальной плоскости на 98 градусов. Уменьшение габаритов «Оспри» на стоянке достигается за счет складывания винтов вдоль крыла и поворота всего крыла с последующим размещением вдоль фюзеляжа. При этом максимальная ширина аппарата составляет всего 5,3 м, зато высота вырастает до 6,2 м.

Первый полет новой машины был осуществлен в сентябре 1988 года. Программа испытаний, рассчитанная на 3 года, составила 4000 летных часов и потребовала использования 6 аппаратов. Испытания прошли на редкость успешно.

Серийно «Оспри» предусмотрено выпускать в трех вариантах: транспортно-десантном MV-22 для корпуса морской пехоты, поисково-спасательном HV-22 для ВВС и CV-22 для специальных операций. Переход с режима вертикального взлета и висения на режим горизонтального полета занимает всего 12 с. При взлете гондолы разворачиваются вертикально и подъемная сила создается винтами. При увеличении скорости горизонтального полета до 180–200 км/ч подъемная сила обеспечивается набегающим потоком воздуха, а гондолы фиксируются в горизонтальном положении.

При проектировании машины большое внимание уделялось повышению устойчивости к боевым повреждениям, а также увеличению защищенности экипажа. Для этого были приняты следующие меры:

— все важные системы разнесены для уменьшения вероятности их поражения одним боеприпасом;

— осуществлено бронирование кресел экипажа и личного состава;

— применена система электромагнитной защиты электрических цепей от наведенных импульсов тока, возникающих при попадании молнии;

— усилена конструкция носовой части, в результате носовой обтекатель поглощает энергию, возникающую при ударе о поверхность на скорости до 120 км/ч;

— шасси полностью поглощает энергию при жесткой посадке со скоростью до 30 км/ч;

— после приводнения машина может сохранить плавучесть в течение почти 10 мин при шторме в 5 баллов.

Текущими планами командования ВВС намечено принять на вооружение службы спасения конвертопланы CV-22, которые должны заменить весь парк вертолетов. По оценке американских военных экспертов, боевой радиус этих машин при полной нагрузке (18 полностью экипированных военнослужащих) составит 930 км при средней скорости 480 км/ч. Рассматривается возможность размещения на «Оспри» различного вооружения, в том числе автоматической пушки в носовой части фюзеляжа, и ракет «воздух — воздух» на подфюзеляжных узлах подвески.

Впечатляющие данные, не правда ли? Если бы у американцев были подобные машины в год иранского кризиса, то им не пришлось бы делать злополучную посадку в пустыне для дозаправки своих вертолетов, тогда итог операции по освобождению дипломатов, взятых в заложники тегеранскими студентами, мог бы быть совсем иным. Этот несомненный успех американских конструкторов лишний раз подтверждает факт: упорный труд никогда не пропадает даром и то, что совсем недавно казалось парадоксом или даже инженерным нонсенсом, становится грозным оружием.

Похожие книги из библиотеки

Боевой вертолет Ми-28

Данный выпуск познакомит вас с отечественным боевым вертолетом Ми-28.

Асы люфтваффе пилоты Fw 190 на Западном фронте

Первую информацию о появлении в воздухе немецкого истребителя нового типа командование RAF почерпнуло из рапортов своих летчиков-истребителей. В сентябре 1941 г. многие пилоты стали докладывать о столкновениях с одномоторными самолетами, оснащенными двигателями воздушного охлаждения. Летчики ошибочно идентифицировали их как французские истребители Блок-151 или американские Кертисс «Хок-75». Привыкнув к преимуществу своих истребителей, англичане не могли поверить, что на вооружении люфтваффе может появится самолет лучший, чем истребители RAF.

Сомнения окончательно рассеялись 13 октября 1941 г. В этот день летчик «Спитфайра» из 129-й эскадрильи RAF заснял фотокинопулеметом таинственный самолет. В разведотделе британских ВВС установили: это — новейший истребитель Фокке-Вульф Fw-190.

Прим.: Полный комплект иллюстраций, расположенных как в печатном издании, подписи к иллюстрациям текстом.

Неизвестный Яковлев. «Железный» авиаконструктор

«Конструктор должен быть железным», – писал А.С. Яковлев в газете «Правда» летом 1944 года. Не за это ли качество его возвысил Сталин, разглядевший в молодом авиагении родственную душу и назначивший его замнаркома авиационной промышленности в возрасте 33 лет? Однако за близость к власти всегда приходится платить высокую цену – вот и Яковлев нажил массу врагов, за глаза обвинявших его в «чрезвычайной требовательности, доходившей до грубости», «интриганстве» и беззастенчивом использовании «административного ресурса», и эти упреки можно услышать по сей день. Впрочем, даже недруги не отрицают его таланта и огромного вклада яковлевского ОКБ в отечественное самолетостроение.

От первых авиэток и неудачного бомбардировщика Як-2/Як-4 до лучшего советского истребителя начала войны Як-1; от «заслуженного фронтовика» Як-9 до непревзойденного Як-3, удостоенного почетного прозвища «Победа»; от реактивного первенца Як-15 до барражирующего перехватчика Як-25 и многоцелевого Як-28; от учебно-тренировочных машин до пассажирских авиалайнеров Як-40 и Як-42; от вертолетов до первого сверхзвукового самолета вертикального взлета Як-141, ставшего вершиной деятельности яковлевского КБ, – эта книга восстанавливает творческую биографию великого авиаконструктора во всей ее полноте, без «белых пятен» и купюр, не замалчивая провалов и катастроф, не занижая побед и заслуг Александра Сергеевича Яковлева перед Отечеством, дважды удостоившим его звания Героя Социалистического Труда.

Тяжёлый танк «Пантера». Первая полная энциклопедия

Один из самых знаменитых танков Второй Мировой, сравнимый лишь с легендарными Т-34 и «Тигром», Pz.V Panther проектировался не просто как «тевтонский ответ» нашей «тридцатьчетвёрке», а как Wunderwaffe, способное переломить ход войны. Однако чуда опять не получилось. Несмотря на мощную лобовую броню, рациональные углы наклона бронелистов (низкий поклон Т-34!) и великолепную пушку, способную поражать любые танки противника на дистанции до полутора километров, первый опыт боевого применения «Пантер» вышел комом — на Курской дуге они понесли тяжелейшие потери, оказавшись уязвимы в боковой проекции не только для 76-мм противотанковых орудий, но даже для «сорокопяток». Ситуация лишь ухудшилась в 1944 году, когда на вооружение Красной Армии начали поступать новые Т-34-85 и ещё более мощные системы ПТО, а качество германской брони резко упало из-за дефицита легирующих присадок. Если же принять в расчёт исключительную техническую сложность и дороговизну «Пантеры», все её достоинства кажутся и вовсе сомнительными. Тем не менее многие западные историки продолжают величать Pz.V «лучшим танком Второй Мировой». На чём основан этот миф? Почему, в отличие от Союзников, считавших «Пантеру» страшным противником, наши танкисты её не то чтобы вовсе не заметили, но ставили куда ниже грозного «Тигра»? Была она «чудо-оружием» — или неудачной, несбалансированной и просто лишней машиной, подорвавшей боевую мощь Панцерваффе? В уникальной энциклопедии ведущего историка бронетехники, иллюстрированной сотнями эксклюзивных чертежей и фотографий, вы найдёте ответы на все эти вопросы.