Аппараты с поворотными реактивными двигателями или соплами
В аппаратах этого типа после выполнения вертикального взлета вектор тяги реактивного двигателя поворачивается для создания движущей силы в горизонтальном направлении. Эта концепция обычно реализуется одним из двух способов: поворотом двигателей или отклонением реактивной струи жестко установленных двигателей с помощью специальных сопел.
Первым успешно летавшим аппаратом, использовавшим этот принцип, стала так и не получившая обозначение машина фирмы «Белл», созданная в 1954 году. Это было чисто экспериментальное сооружение, собранное из подручных материалов и снабженное двумя поворотными реактивными двигателями по бортам фюзеляжа. Первый полет состоялся 16 ноября 1954 года. Тяга двигателей едва превышала вес аппарата, но для горизонтального полета была чрезмерной, поэтому пилотирование машины требовало колоссальных усилий от летчика. По результатам испытаний фирма признала эту схему бесперспективной и стала работать над аппаратами, основанными на других принципах (типа X).
Английская фирма «Роллс-Ройс» подошла к этой проблеме более серьезно. В 1958 году в стенах ее лабораторий был создан летающий стенд, сыгравший выдающуюся роль в дальнейшей разработке реактивных конвертопланов.
Летающий стенд фирмы «Роллс-Ройс».
Это сооружение было построено для проверки идеи о том, что отклонение реактивной струи может обеспечить вертикальный взлет.
Силовая установка аппарата состояла из двух двигателей «Нин», каждый из которых развивал статическую тягу 45,6 кН в горизонтальном положении. Вертикальная составляющая тяги возникала при отклонении реактивной струи вниз, проблема состояла в том, как отклонить вектор тяги на 90 градусов без значительных потерь. 25 октября 1958 года такая возможность была подтверждена экспериментально. Ясно, что стенд не проектировался для полетов на большой высоте, но и он нуждался в эффективном управлении. Такое управление обеспечивалось с помощью четырех поворотных сопел, через которые выбрасывался воздух, отработанный от компрессора. Внешний вид этой «летающей табуретки» обычно приводил в шок тех, кто впервые видел это сооружение в воздухе.
В том же 1958 году началась разработка одноместного истребителя, названного «Харриер» («Гончая»).
Британский истребитель «Харриер».
Первые 6 машин оснастили одним двигателем Р.1127 с тягой 5216 кН, оборудованным четырьмя поворотными соплами. Управление на режимах висения и при полете на малых скоростях обеспечивалось с помощью дополнительных небольших сопел, создающих реактивные струи в носовой и хвостовой частях фюзеляжа, а также на концах крыльев.
Первый полет, в котором был проверен режим висения, состоялся 21 октября 1960 года, а первый переход из висения в горизонтальный полет был осуществлен только в сентябре 1961 года. Всего в программе было задействовано 6 машин. Полученные в ходе испытаний результаты вдохновили фирму на создание новых опытных машин с увеличенной тягой. За опытными машинами последовали серийные модели, получившие название «Си Харриер», которые в 1969 году и были приняты на вооружение. Самолеты этого типа до сих пор находятся в серийном производстве в Англии, а также по лицензии выпускаются в США как машины непосредственной авиационной поддержки для нужд корпуса морской пехоты.
Наиболее современная модель («Харриер-3») имеет следующие данные: силовая установка — двигатель «Пегас-103» тягой 97,5 кН; размах крыльев — 7,7 м; максимальная взлетная масса при взлете с укороченным разбегом — 11 340 кг; максимальная скорость — 1186 км/ч; время набора высоты 12 000 м — 2 мин 22 с. Благодаря большому диапазону отклонения сопел самолет может не только взлетать вертикально, но способен летать назад или даже вбок, как вертолет. Опыт, полученный в ходе Фолклендской войны 1982 года, показал, что такое нетрадиционное маневрирование вызывает значительные трудности в бою для вражеских летчиков. Правда, надо учитывать, что аргентинские пилоты воевали на устаревших машинах, а зона боев была на самой границе их боевого радиуса действия. Война высветила и крупные недостатки машин: для того чтобы «Харриер» был способен выполнять вертикальный взлет, его масса должна быть меньше тяги двигателей. Это накладывает жесткие ограничения на дальность полета (из-за уменьшенного запаса топлива) и боевую нагрузку. В частности, боевой радиус действия при вертикальном взлете составил всего 80 км. При выполнении взлета с разбегом (даже укороченным) самолет способен нести нагрузку почти вдвое больше. С учетом опыта войны в носовой части английских авианосцев был установлен наклонный трамплин, что увеличило угол атаки в конце разбега.
Читать дальше