สวัสดีนักเรียน. การคืนชีพของตำนาน: การพัฒนาเครื่องบินขึ้นและลงจอดแนวดิ่งใหม่ของรัสเซียมีความคืบหน้าอย่างไร

แม้จะมีกระแสวิพากษ์วิจารณ์แนวคิดการบินขึ้นในแนวดิ่งที่ใช้ในเครื่องบิน แต่ความจำเป็นที่จะต้องกลับมาผลิตเครื่องบินประเภทนี้อีกครั้งใน เมื่อเร็วๆ นี้พูดมากขึ้นในรัสเซีย 15 ธันวาคม 2017, 11:33 น

หนึ่งใน "ของเล่น" ที่แพงที่สุดของกระทรวงกลาโหม นั่นคือ เครื่องบินทิ้งระเบิด F-35B ในสัปดาห์นี้ เข้าร่วมการซ้อมรบร่วมระหว่างสหรัฐฯ และญี่ปุ่น โดยมีเป้าหมายเพื่อลดความร้อนแรงของขีปนาวุธนิวเคลียร์ของเกาหลีเหนือ แม้จะมีกระแสวิพากษ์วิจารณ์เกี่ยวกับแนวคิดการบินขึ้นในแนวดิ่งที่ใช้ในเครื่องบิน แต่ความจำเป็นที่จะต้องกลับมาผลิตเครื่องบินในระดับนี้ต่อได้มีการพูดคุยกันมากขึ้นในรัสเซียเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงกลาโหม ยูริ โบริซอฟ เพิ่งประกาศแผนการสร้างเครื่องบินขึ้นและลงจอดแนวดิ่ง (VTOL) เกี่ยวกับสาเหตุที่รัสเซียต้องการเครื่องบินเช่นนี้ และอุตสาหกรรมการบินมีความแข็งแกร่งเพียงพอที่จะสร้างมันขึ้นมาหรือไม่

เครื่องบินรบภายในประเทศที่ได้รับความนิยมมากที่สุดซึ่งมีการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งคือ Yak-38 ซึ่งเข้าประจำการในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2520 เครื่องบินลำนี้ได้รับชื่อเสียงอันเป็นที่ถกเถียงในหมู่นักบิน โดยจากเครื่องบินที่สร้างขึ้นทั้งหมด 231 ลำ มี 49 ลำที่เกิดอุบัติเหตุและอุบัติเหตุทางการบิน

ผู้ดำเนินการหลักของเครื่องบินคือกองทัพเรือ - Yak-38 มีพื้นฐานมาจากเรือลาดตระเวนบรรทุกเครื่องบินของโครงการ 1143 "Kyiv", "Minsk", "Novorossiysk" และ "Baku" ในฐานะทหารผ่านศึกของการเรียกคืนการบินบนเรือบรรทุกเครื่องบิน อัตราอุบัติเหตุที่สูงทำให้กองบัญชาการต้องลดจำนวนเที่ยวบินฝึกลงอย่างมาก และเวลาบินของนักบิน Yak-38 ถือเป็นสัญลักษณ์ในช่วงเวลานั้น - ไม่เกิน 40 ชั่วโมงต่อปี เป็นผลให้บนชั้นวาง การบินทางเรือไม่มีนักบินชั้นหนึ่งสักคนเดียว มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่มีคุณสมบัติการบินชั้นสอง

ลักษณะการต่อสู้ของมันก็ยังเป็นที่น่าสงสัยเช่นกัน - เนื่องจากไม่มีสถานีเรดาร์บนเครื่องจึงทำได้เพียงทำการต่อสู้ทางอากาศตามเงื่อนไขเท่านั้น การใช้ Yak-38 เป็นเครื่องบินโจมตีล้วนๆ ดูเหมือนจะไม่ได้ผล เนื่องจากรัศมีการต่อสู้ระหว่างการบินขึ้นในแนวดิ่งอยู่ที่เพียง 195 กิโลเมตร และน้อยกว่านั้นในสภาพอากาศร้อนด้วยซ้ำ

เครื่องบินขับไล่สกัดกั้น Yak-141 ที่สามารถบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งได้หลายบทบาทด้วยความเร็วเหนือเสียง

"เด็กปัญหา" ควรจะถูกแทนที่ด้วยยานพาหนะที่ก้าวหน้ากว่า Yak-141 แต่หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต ความสนใจในมันก็หายไป อย่างที่คุณเห็นประสบการณ์ในประเทศในการสร้างและใช้งานเครื่องบิน VTOL ไม่สามารถเรียกได้ว่าประสบความสำเร็จ เหตุใดหัวข้อการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งจึงมีความเกี่ยวข้องอีกครั้ง

ตัวละครกองทัพเรือ

“ยานพาหนะดังกล่าวมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับกองทัพเรือเท่านั้น แต่ยังสำหรับกองทัพอากาศด้วย” ผู้เชี่ยวชาญด้านการทหาร นาวาเอก Konstantin Sivkov บอกกับ RIA Novosti ปัญหาหลักการบินสมัยใหม่คือเครื่องบินขับไล่ไอพ่นต้องการรันเวย์ที่ดีและสนามบินดังกล่าวมีน้อยมาก การทำลายพวกมันด้วยการโจมตีครั้งแรกนั้นค่อนข้างง่าย ในช่วงที่เกิดภัยคุกคาม เครื่องบินขึ้นในแนวดิ่งสามารถกระจายตัวได้แม้จะอยู่ในพื้นที่โล่งในป่าก็ตาม ระบบการใช้เครื่องบินรบดังกล่าวจะมีเสถียรภาพในการรบที่ยอดเยี่ยม"

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่เห็นความเป็นไปได้ของการใช้เครื่องบิน VTOL ในเวอร์ชันภาคพื้นดินว่าสมเหตุสมผล ปัญหาหลักประการหนึ่งคือในระหว่างการบินขึ้นในแนวดิ่ง เครื่องบินจะสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำนวนมาก ซึ่งจำกัดรัศมีการต่อสู้อย่างมาก รัสเซียเป็นประเทศขนาดใหญ่ ดังนั้น การจะบรรลุอำนาจสูงสุดทางอากาศ เครื่องบินรบจะต้องมี " มือยาว".

“การดำเนินงานภารกิจรบของเครื่องบินรบในสภาพโครงสร้างพื้นฐานสนามบินที่ถูกทำลายบางส่วนสามารถรับประกันได้ด้วยการขึ้นบินระยะสั้นของเครื่องบินธรรมดาจากส่วนของรันเวย์ที่มีความยาวน้อยกว่า 500 เมตร” Oleg Panteleev ผู้อำนวยการบริหารของหน่วยงาน Aviaport กล่าว “คำถามอีกประการหนึ่งคือรัสเซียมีแผนสำหรับการก่อสร้างกองเรือบรรทุกเครื่องบินซึ่งการใช้เครื่องบินขึ้นในแนวตั้งจะมีเหตุผลมากที่สุดสิ่งเหล่านี้อาจไม่จำเป็นต้องเป็นเรือบรรทุกเครื่องบินพวกเขาอาจเป็นเรือลาดตระเวนบรรทุกเครื่องบินที่มีพารามิเตอร์ต้นทุนต่ำที่สุด ”

เครื่องบินขับไล่เอฟ-35

อย่างไรก็ตาม F-35B ในปัจจุบันเป็นเครื่องบินกองทัพเรือล้วนๆ ลูกค้าหลักคือนาวิกโยธินสหรัฐฯ (เครื่องบินลำนี้จะอิงจากเรือลงจอด) F-35B ของอังกฤษจะสร้างฐานปีกอากาศของเรือบรรทุกเครื่องบิน Queen Elizabeth ลำใหม่ล่าสุดซึ่งเข้าประจำการเมื่อเร็วๆ นี้

ในเวลาเดียวกัน ตามข้อมูลของ Konstantin Sivkov สำนักงานออกแบบของรัสเซียไม่จำเป็นต้องรอให้เรือบรรทุกเครื่องบินใหม่เริ่มทำงานเพื่อสร้างอะนาล็อกของรัสเซียของ F-35B "เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งนั้นไม่เพียงแต่จะขึ้นอยู่กับเรือบรรทุกเครื่องบินเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เรือบรรทุกน้ำมันมีทางลาดและกลายเป็นเรือบรรทุกเครื่องบินชนิดหนึ่ง ในสมัยโซเวียต เรามีโครงการเช่นนี้ นอกจากนี้ เครื่องบิน VTOL ยังสามารถ ใช้จากเรือรบที่สามารถรับเฮลิคอปเตอร์ได้ เช่น เรือฟริเกต” คู่สนทนาของเรากล่าว

เราทำได้ถ้าเราต้องการ

ในขณะเดียวกัน เห็นได้ชัดว่าการสร้างเครื่องบินขึ้นลงทางดิ่งของรัสเซียจะต้องใช้ทรัพยากรและเงินทุนที่น่าประทับใจ ตามการประมาณการต่างๆ ค่าใช้จ่ายในการพัฒนา F-35B และลูกพี่ลูกน้องที่บินขึ้นในแนวนอนนั้นสูงถึง 1.3 พันล้านดอลลาร์ และหลายประเทศมีส่วนร่วมในการสร้างยานพาหนะ

เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง (ระยะสั้น)

เครื่องบินบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง ซึ่งบินในโหมดการบินแบบล่องเรือ (แนวนอน) เช่น เครื่องบินธรรมดา สามารถลอยอยู่ในอากาศได้เหมือนเฮลิคอปเตอร์ และยังบินขึ้นและลงจอดในแนวตั้งได้อีกด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินดังกล่าวอยู่ในโหมด VTOL (การบินขึ้นและลงแนวดิ่ง) จำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้าพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าจะสร้างแรงยกที่เกินน้ำหนักของเครื่องบิน
อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักในแนวตั้งของการปล่อย (อัตราส่วนของแรงยกที่เกิดจากเครื่องยนต์ต่อน้ำหนักของเครื่องบิน) ของเครื่องบิน VTOL สมัยใหม่อยู่ในช่วง 1.05-1.45
ขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างแรงยกในโหมด VTOL และแรงฉุดในโหมดการเดินขบวน (ล่องเรือ) สามารถจำแนกประเภทของเครื่องบิน VTOL ได้ (รูปที่ 7.69)
โรงไฟฟ้าเดี่ยว (SU) มีหนึ่งรายการขึ้นไป ยกเครื่องยนต์ขับเคลื่อน ซึ่งในโหมด GDP สร้างแรงผลักดันในแนวตั้งและในโหมดปกติ - แรงขับดัน แรงผลักดันเกิดขึ้นจากใบพัดหรือไอพ่นก๊าซจากเครื่องยนต์ไอพ่น การเปลี่ยนทิศทางของเวกเตอร์แรงขับของเครื่องยนต์ยก-ขับเคลื่อนสามารถมั่นใจได้ในเชิงโครงสร้างโดยการหมุนเครื่องยนต์ทั้งหมดไปในทิศทางที่ต้องการ เช่น สัมพันธ์กับปีกหรือร่วมกับปีกที่ติดอยู่ หรือโดยการเปลี่ยนทิศทาง ของไอพ่น (และเวกเตอร์แรงขับ) ของเครื่องยนต์ไอพ่น

แผนผังของหนึ่งในนั้น อุปกรณ์ที่เป็นไปได้โดยให้การเปลี่ยนแปลงทิศทางของเวกเตอร์แรงขับ ป พร้อมด้วยกระบังหน้าแบบเลื่อน 1 , แสดงไว้ในรูปที่. 7.70.

คอมโพสิตสุประกอบด้วยเครื่องยนต์สองกลุ่ม: หนึ่งในนั้นสำหรับสร้างแรงขับแนวตั้งในโหมด GDP ( ยกมอเตอร์ ) อีกอัน - เพื่อสร้างแรงผลักดันในการล่องเรือ ( เครื่องยนต์ขับเคลื่อน ).
รวมสุยังประกอบด้วยเครื่องยนต์สองกลุ่ม: ยกและเร่งความเร็ว และ ยกและยั่งยืน ซึ่ง (ไม่มากก็น้อย) มีส่วนร่วมในการสร้างแรงขับทั้งแนวดิ่งและแรงขับ

การเลือกประเภทของโรงไฟฟ้าส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการแก้ไขปัญหาเฉพาะที่เกิดขึ้นเมื่อออกแบบเครื่องบิน VTOL และกำหนดแนวคิดการกำหนดค่าตามหลักอากาศพลศาสตร์และโครงสร้างพลังงานอย่างแท้จริง
เครื่องยนต์ 1 (รูปที่ 7.71) สร้างแรงยก ( ป=ช/2 ) ปรับสมดุลแรงโน้มถ่วง ช เครื่องบิน. ในโหมดการทำงานใกล้กับหน้าจอ 2 (พื้นผิวรันเวย์) เครื่องยนต์ไอพ่น 3 สร้างกระแสน้ำที่ซับซ้อนรอบเครื่องบินที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของไอพ่นก๊าซที่สะท้อนจากหน้าจอ 4 ด้วยกระแสลม 5 ไหลเข้าสู่ช่องอากาศเข้าของเครื่องยนต์ รูปร่างและความรุนแรงของกระแสน้ำเหล่านี้คือ

โหมดการโฉบใกล้หน้าจอ ปฏิสัมพันธ์ของกระแสเหล่านี้กับกระแสอิสระในโหมด GDP และ ระบอบการนำส่ง (จากการเคลื่อนที่ในแนวตั้งไปจนถึงแนวนอน) ขึ้นอยู่กับกำลัง จำนวน และตำแหน่งของเครื่องยนต์ (เช่น ในรูปแบบ VTOL) ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อลักษณะอากาศพลศาสตร์และแรงบิดของ VTOL กล่าวคือ เป็นตัวกำหนดโครงร่าง
การสัมผัสกับไอพ่นแก๊สจากเครื่องยนต์ทำให้เกิด การกัดเซาะพื้นผิวสนามบิน ซึ่งระดับจะขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องยนต์ที่สร้างแรงยกและตำแหน่งของเครื่องยนต์ อนุภาคจากพื้นผิวสนามบินที่ถูกชะล้างด้วยไอพ่นแก๊สร่วมกับกระแสน้ำที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นส่งผลต่อโครงสร้าง VTOL และเมื่อเข้าสู่ช่องอากาศเข้าของเครื่องยนต์ จะลดความน่าเชื่อถือ อายุการใช้งาน และลักษณะการยึดเกาะถนน เพื่อลดอิทธิพลของไอพ่นบนพื้นผิวสนามบินและบนเครื่องบินจึงมักใช้เทคนิคการปฏิบัติการ VTOL โหมดการบินขึ้นและลงจอดระยะสั้น (UVP) เมื่อระยะทางขึ้น-วิ่งเพียงไม่กี่สิบเมตร นอกจากนี้ยังทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพน้ำหนักของเครื่องบิน VTOL ได้เนื่องจากการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ลดลงอย่างมากระหว่างโหมดการบินขึ้นและลง
ปัญหาหลักประการหนึ่งที่เกิดขึ้นในการพัฒนาเครื่องบิน VTOL คือการรับรองความสมดุล ความเสถียร และความสามารถในการควบคุมในโหมด VTOL และโหมดการเปลี่ยนผ่าน เมื่อความเร็วไปข้างหน้าเป็นศูนย์หรือไม่สูงเพียงพอสำหรับ งานที่มีประสิทธิภาพพื้นผิวตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่สร้างความสมดุลและควบคุมแรงและช่วงเวลา
มั่นใจในความสมดุล ความเสถียร และการควบคุมของเครื่องบิน VTOL ในโหมดเหล่านี้ ไม่ตรงกัน (การมอดูเลต)แรงขับของเครื่องยนต์เช่น โดยการเพิ่มหรือลดแรงขับของเครื่องยนต์หนึ่งเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์อื่นหรือโดย ระบบหางเสือเจ็ทหรือวิธีการเหล่านี้รวมกัน

ไม่ตรงกัน ∆พี แรงขับ (รูปที่ 7.72) ของเครื่องยนต์หลัก 3 นำไปสู่การอ้าปากค้าง ∆Mย, ไม่ตรงกัน ∆พี 1 เครื่องยนต์ยกกลุ่มแรก 1 นำไปสู่ช่วงเวลาม้วน ∆M x. แรงขับไม่ตรงกัน ∆พี 1 และ ∆พี 2 เครื่องยนต์ยกกลุ่มที่หนึ่งและสอง 2 นำไปสู่ช่วงเวลาแห่งการขว้าง ∆M z .
ระบบควบคุมไอพ่น VTOL (รูปที่ 7.73) มีหัวฉีดเจ็ทหลายอันซึ่งอยู่ในระยะห่างสูงสุดที่เป็นไปได้จากศูนย์กลางมวลของเครื่องบิน ( 1, 5, 6 ) ซึ่งใช้ไปป์ไลน์ 4 สรุป อากาศอัดจากคอมเพรสเซอร์เครื่องยนต์ยก 3 . การออกแบบหัวฉีด 1 ช่วยให้คุณควบคุมการไหลของอากาศและกระแสลม การออกแบบหัวฉีด 5 และ 6 ช่วยให้คุณเปลี่ยนไม่เพียง แต่ขนาดเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนทิศทางของแรงผลักดันไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วย (ย้อนกลับแรงขับของหัวฉีด)
เมื่อสมดุลในระดับเสียง (สัมพันธ์กับแกน ซี ) เครื่องบิน (ผลรวมของโมเมนต์การแทงของหัวฉีด 1 , การยก 2 และกำลังยกเครื่องยนต์ 3 สัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวลเป็นศูนย์) แรงขับของหัวฉีดเพิ่มขึ้น 1 จะทำให้เกิดโมเมนต์การขว้าง การลดลงจะทำให้เกิดโมเมนต์การดำน้ำ

แสดงในรูปที่. 7.73 ทิศทางของไอพ่นจากหัวฉีด 5 และ 6 ทำให้เครื่องบินกลิ้งไปทางปีกซ้ายแล้วเลี้ยวซ้าย

นักบินควบคุมโหมดการทำงานของเครื่องยนต์และหางเสือเพื่อเปลี่ยนแรงและช่วงเวลาที่กระทำต่อเครื่องบินในโหมด GDP และโหมดชั่วคราวโดยใช้คันโยกควบคุมแบบเดียวกับบนเครื่องบินทั่วไป กล่าวคือ พร้อมกันกับการสร้างแรงไอพ่นควบคุม พวงมาลัยตามหลักอากาศพลศาสตร์ยังถูกเบี่ยงเบนไปตามพื้นผิว (ลิฟต์ ปีกหมุน และหางเสือ) ซึ่งไม่ได้สร้างแรงควบคุมที่ความเร็วไปข้างหน้าของเครื่องบินต่ำ (ก่อนวิวัฒนาการ) เมื่อความเร็วในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเพิ่มขึ้น แรงบนพื้นผิวพวงมาลัยก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และด้วยความช่วยเหลือของระบบอัตโนมัติ ระบบควบคุมไอพ่นจะค่อยๆ ดับลง

ควรสังเกตว่าที่ความเร็วต่ำ (ก่อนวิวัฒนาการ) เครื่องบิน VTOL จะไม่มีเสถียรภาพในตัวเองเนื่องจากแรงทางอากาศพลศาสตร์ที่สามารถส่งกลับไปยังตำแหน่งเดิมภายใต้อิทธิพลภายนอกแบบสุ่มนั้นมีน้อย ดังนั้นความเสถียรของเครื่องบิน VTOL ในโหมดเหล่านี้ (การทำให้เสถียรและรักษาสถานะสมดุล) จึงมั่นใจได้ด้วยวิธีอัตโนมัติที่รวมอยู่ในระบบควบคุมซึ่งจะทำปฏิกิริยากับการเคลื่อนที่เชิงมุมของเครื่องบินในระหว่างการรบกวนโดยไม่มีการแทรกแซงของนักบินโดยใช้ไอพ่น หางเสือ ให้นำเครื่องบินกลับสู่ตำแหน่งสมดุลเดิม
เราได้ระบุไว้ที่นี่เพียงปัญหาบางประการในการกำหนดรูปลักษณ์ของเครื่องบิน VTOL ซึ่งการแก้ปัญหาในระยะแรกของการออกแบบนั้นจำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์ของนักออกแบบที่มีความเชี่ยวชาญหลากหลาย
จนถึงปัจจุบัน เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง (ระยะสั้น) มากกว่า 50 ประเภทได้รับการออกแบบ สร้าง และทดสอบทั่วโลก การออกแบบเครื่องบินเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นไปตามข้อกำหนดทางทหาร
เครื่องบินรบ VTOL ในประเทศลำแรกถูกสร้างขึ้นที่สำนักออกแบบซึ่งตั้งชื่อตาม เช่น. ยาโคฟเลฟ (ดูหัวข้อ 20.2)
ข้อดีของเครื่องบิน VTOL ที่เรากล่าวถึงในตอนต้นของข้อ 7.4 จะนำไปสู่การสร้างเครื่องบิน VTOL ที่สามารถแข่งขันกับเครื่องบินทั่วไปในการขนส่งผู้โดยสารและสินค้าในระยะทางสั้นและกลางได้อย่างไม่ต้องสงสัย

การดำน้ำ

งานด้านการสร้างเครื่องบินที่สามารถบินขึ้นและลงจอดบนน้ำได้เริ่มต้นเกือบจะพร้อมๆ กันกับงานสร้างเครื่องบินภาคพื้นดิน
28 มีนาคม 2453 เที่ยวบินแรก เครื่องบินทะเล (จาก พลังน้ำ...(กรีก ไฮดอร์- น้ำ) และเครื่องบิน) ที่เขาออกแบบเองสร้างโดยชาวฝรั่งเศส A. Fabre
ในอดีต เจ้าหน้าที่ของกองทัพเรือรัสเซียยืนอยู่ที่จุดกำเนิดของการบินและการบินในประเทศ พวกเขาเป็นคนแรกในโลกที่พัฒนายุทธวิธีการบินทางเรือ ทำการทิ้งระเบิดทางอากาศใส่เรือศัตรู สร้างโครงการเรือบรรทุกเครื่องบิน และเป็นคนแรกที่บินบนท้องฟ้าของอาร์กติก

ลักษณะทางภูมิศาสตร์และยุทธศาสตร์ของโรงละครของการปฏิบัติการทางทหารในเวลานั้น ขอบเขตทางทะเลที่ยาวนานของทะเลบอลติกและทะเลดำ การขาดสนามบินที่มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับการปฏิบัติการของเครื่องบินภาคพื้นดิน และในขณะเดียวกันก็มีแม่น้ำและทะเลสาบขนาดใหญ่มากมาย และพื้นที่ทะเลเสรีได้กำหนดความจำเป็นในการสร้างการผลิตเครื่องบินกองทัพเรือในประเทศของเรา
การพัฒนาระบบไฮโดรเอวิเอชั่นเริ่มต้นด้วยการติดตั้งเครื่องบินภาคพื้นดินบนตัวลอย อันดับแรก เครื่องบินลอยน้ำ (รูปที่ 7.74) มีทุ่นหลักสองอัน 1 และเพิ่มเติม 2 (ช่วย) ลอยไปทางหางหรือคันธนู.
ขึ้นอยู่กับว่าเครื่องบินมีฐานและควบคุมจากพื้นผิวอย่างไร พื้นที่น้ำ (ตั้งแต่ lat. น้ำ- น้ำ) - ไฮโดรโดรม สามารถจำแนกเครื่องบินทะเลได้ (รูปที่ 7.75)
วงจรลอย ปัจจุบันใช้สำหรับเครื่องบินเบาแม้ว่าในปี 1914 เครื่องบินหนักสี่เครื่องยนต์ "Ilya Muromets" ได้ทำการบินครั้งแรก (ดูรูปที่ 19.1) โดยวางไว้บนลอยไปตาม วงจรสามลูกลอย โดยมีหางลอยในปี 1929 ระหว่างการบินบนเส้นทางมอสโก - นิวยอร์กแห่งดินแดนแห่งโซเวียตเครื่องบิน (ดูรูปที่ 19.7) 7950 กม. - จาก Khabarovsk ถึงซีแอตเทิลเครื่องบินบินเหนือน้ำและในส่วนนี้การลงจอดบนบก เกียร์ถูกแทนที่ด้วยลูกลอย วงจรสองลอย .

การเพิ่มขนาดและมวลของเครื่องบินทะเลและผลที่ตามมาคือการเพิ่มขนาดของทุ่นทำให้สามารถรองรับลูกเรือและอุปกรณ์ในนั้นได้ ซึ่งนำไปสู่การสร้างเครื่องบินทะเลประเภทนี้ "เรือเหาะ" เรือลำเดียว แผนการและ โครงการเรือสองลำ - เรือคาตามารัน (จากภาษาทมิฬ กัตตุมารามอย่างแท้จริง - บันทึกที่ผูกไว้)
วงจรรวม เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องบินทะเลที่ใช้งานหนักอเนกประสงค์ ปีกที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วนทำให้สามารถลดขนาดของเรือและเพิ่มความสมบูรณ์แบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินน้ำได้
เครื่องบินสะเทินน้ำสะเทินบก (จากภาษากรีก สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก- นำวิถีชีวิตแบบคู่) ได้รับการดัดแปลงให้บินขึ้นจากบกและในน้ำแล้วลงจอดได้
ดังนั้น วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ช่วยให้มั่นใจถึงฐานและการทำงานของเครื่องบินจากผิวน้ำจะเป็นตัวกำหนดรูปลักษณ์ (การออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์) ของเครื่องบินทะเลอย่างแท้จริง
ความซับซ้อนและจำนวนปัญหาที่นักออกแบบต้องแก้ไขเมื่อสร้างเครื่องบินทะเลเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากนอกเหนือจากลักษณะอากาศพลศาสตร์และการขึ้นลงและการลงจอดที่สูงของเครื่องบินทั่วไปแล้ว ยังต้องรับประกันความสามารถในการเดินทะเลที่ระบุไว้ในข้อกำหนดอีกด้วย
ความสามารถในการประเมินความสามารถในการเดินทะเลของเครื่องบินทะเลสามารถประเมินได้โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ "กลศาสตร์ของไหล" ซึ่งศึกษาการเคลื่อนไหวและความสมดุลของของไหล ตลอดจนปฏิสัมพันธ์ระหว่างของไหลและ ของแข็งแช่อยู่ในของเหลวทั้งหมดหรือบางส่วน
ความสามารถในการเดินทะเล (Seaworthiness) เครื่องบินทะเลนั้นมีความเป็นไปได้ในการทำงานในพื้นที่น้ำที่มีเงื่อนไขทางอุตุนิยมวิทยาบางอย่าง - ความเร็วลมและทิศทาง, ทิศทาง, ความเร็วในการเคลื่อนที่, รูปร่าง, ความสูงและความยาวของคลื่นน้ำ
ความสามารถในการเดินทะเลของเครื่องบินทะเลประเมินโดยความขรุขระสูงสุดของพื้นที่น้ำที่เป็นไปได้ การดำเนินงานที่ปลอดภัย.
ในทำนองเดียวกับที่ใช้บรรยากาศมาตรฐานสากล (ISA) เพื่อประเมินลักษณะการบินของเครื่องบิน (ดูหัวข้อ 3.2.2) จะใช้มาตราส่วนที่แน่นอน (แบบจำลองทางคณิตศาสตร์) เพื่อระบุลักษณะคลื่นของพื้นที่น้ำ โดยสร้าง การเชื่อมโยงระหว่างคำอธิบายทางวาจาของคลื่น ความสูงของคลื่น และคะแนน (ตั้งแต่ 0 ถึง IX) - ระดับความตื่นเต้น .
ตามมาตราส่วนนี้ ตัวอย่างเช่น คลื่นอ่อน (ความสูงของคลื่นสูงถึง 0.25 ม.) จะถูกประเมินเป็นคะแนน I, คลื่นที่สำคัญ (ความสูงของคลื่น 0.75-1.25 ม.) จะถูกประเมินเป็นคะแนน III, ความตื่นเต้นที่แข็งแกร่ง(ความสูงของคลื่น 2.0-3.5 ม.) ประเมินเป็น V, คลื่นพิเศษ (ความสูงของคลื่น 11 ม.) ประเมินเป็น IX
ความสามารถในการเดินทะเล ( ความสามารถในการเดินทะเล) เครื่องบินทะเล รวมถึงลักษณะของเครื่องบินทะเล เช่น การลอยตัว , ความมั่นคง , การควบคุมได้ , ความไม่จม และอื่น ๆ
คุณสมบัติเหล่านี้ถูกกำหนดโดยรูปร่างและขนาดของใต้น้ำ ส่วนการกระจัด (เรือหรือทุ่นลอย) ของเครื่องบินทะเล การกระจายมวลของเครื่องบินทะเลตามความยาวและความสูง
ในอนาคต เมื่อพิจารณาถึงความสมควรเดินทะเลของเครื่องบินทะเล หากไม่มีการจองเป็นพิเศษ ก็สามารถจัดเป็นเรือและทุ่นได้เท่ากัน เราจะใช้คำว่า "เรือ" การลอยตัว- ความสามารถของเครื่องบินทะเลในการลอยอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดโดยสัมพันธ์กับผิวน้ำ
เครื่องบินทะเลก็เหมือนกับวัตถุลอยน้ำอื่นๆ เช่น เรือ ที่ถูกควบคุมให้ลอยอยู่ในน้ำโดยกองกำลังอาร์คิมีดีน

พ = วρ อิน ก = ช,

แรงโน้มถ่วงของเครื่องบินทะเล ช ใช้ที่จุดศูนย์กลางมวลของเครื่องบิน (ซม.) รักษากำลัง (แรงอาร์คิมีดีน คือ แรงของของไหลที่ถูกแทนที่ซึ่งกระทำต่อเรือเครื่องบินทะเล) ร ใช้ที่จุดศูนย์กลางมวลของปริมาตรน้ำที่เรือแทนที่ หรือในคำศัพท์ทางเรือ (ซึ่งผู้ออกแบบเครื่องบินทะเลใช้กันอย่างแพร่หลาย) ศูนย์กลางของขนาด (ประวัติย่อ.).

แน่นอนว่าเพื่อให้เกิดความสมดุลของเครื่องบินที่ลอยอยู่ (รูปที่ 7.76) กองกำลัง ช และ ป ต้องนอนเป็นเส้นตรงเชื่อมระหว่างศูนย์กลาง และ c.v. ในระนาบแนวยาวแนวตั้งของสมมาตรของเครื่องบินทะเล - ระนาบศูนย์กลางของเรือ (DP) เห็นได้ชัดว่าระนาบหลักของเรือ (OP) เป็นระนาบแนวนอนที่ผ่านจุดล่างของพื้นผิวเรือที่ตั้งฉากกับระนาบศูนย์กลาง และด้วยเหตุนี้ ระนาบแนวนอนด้านล่างของเรือ (LSG) ระนาบแนวนอนแนวนอนของเครื่องบิน (GHS) และดาดฟ้า 1 - พื้นผิวด้านบนของเรือโดยทั่วไปไม่ขนานกับระนาบของผิวน้ำและแนวสัมผัสของผิวน้ำกับตัวเรือของเครื่องบินทะเล วโอ ลโอ.

แนวสัมผัสของผิวน้ำนิ่งกับตัวเรือเครื่องบินน้ำ วโอ ลโอเมื่อน้ำหนักบินขึ้นเต็มที่และดับเครื่องยนต์ - โหลดตลิ่ง (จากภาษาดัตช์ น้ำ- น้ำและ ลิจิน- เส้น). โหลดสายน้ำ (GWL) เมื่อแล่นเข้า น้ำจืดไม่ตรงกับ GVL เมื่อว่ายน้ำในทะเลเนื่องจากความหนาแน่นของแม่น้ำน้ำจืดหรือน้ำในทะเลสาบ ρ อิน=1000 กก./ลบ.ม. ความหนาแน่นของน้ำทะเล ρ อิน= 1,025 กก./ลบ.ม.
ตามลำดับ ร่างT (ระยะห่างจาก GVL ถึงด้านล่างสุดของเรือ ซึ่งบ่งบอกถึงการจมของเรือที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำ) โดยมีน้ำหนักการบินขึ้นที่เท่ากันของเครื่องบินทะเลในน้ำจืดจะมากกว่าในน้ำทะเล
ค่าร่างโค้งและท้ายเรือถูกกำหนดโดย ลงจอด เรือเครื่องบินทะเลสัมพันธ์กับผิวน้ำ - เล็ม เรือ (จาก lat. แตกต่าง (differentis)- ความแตกต่าง) - ความเอียงในระนาบตามยาวซึ่งวัดโดยมุมตัดแต่ง φ 0 หรือความแตกต่างระหว่างร่างท้ายเรือและคันธนู ถ้าความแตกต่างเป็นศูนย์ เรือจะบอกว่า "นั่งอยู่บนกระดูกงูคู่"; หากร่างท้ายเรือมีขนาดใหญ่กว่าร่างหัวเรือ เรือจะ “นั่งโดยติดขอบท้ายเรือ” (ดังแสดงในรูปที่ 7.76) หากน้อยกว่า เรือจะ “นั่งโดยติดขอบท้ายเรือ”
ความมั่นคง (คล้ายกับคำว่า "ความมั่นคง" ในคำศัพท์ทางทะเล) เมื่อเดินเรือ - ความสามารถของเครื่องบินทะเลซึ่งเบี่ยงเบนจากตำแหน่งสมดุลโดยกองกำลังรบกวนภายนอกเพื่อกลับสู่ตำแหน่งเดิมหลังจากการหยุดกองกำลังรบกวน
แน่นอนว่าเมื่อว่ายน้ำร่างกายที่จมอยู่ในน้ำเพียงบางส่วนหรือทั้งหมด (ทั้งหมด) จะไม่มีแรงอื่นใดที่จะทำให้ร่างกายกลับสู่ตำแหน่งสมดุลได้ ยกเว้นแรงโน้มถ่วง ช และพลังสนับสนุนที่เท่าเทียมกัน ร . ดังนั้น เฉพาะตำแหน่งสัมพัทธ์ของแรงเหล่านี้เท่านั้นที่จะกำหนดความเสถียรหรือความไม่มั่นคงของวัตถุที่ลอยได้ ดังแสดงในรูปที่ 1 7.77.

หากจุดศูนย์กลางมวลของร่างกายอยู่ใต้จุดศูนย์กลางขนาด (รูปที่ 7.77,a) เมื่อเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งสมดุล จะมีโมเมนต์เสถียรเกิดขึ้น ∆М = GL ให้ร่างกายกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิม ความสมดุลที่มั่นคง.
หากจุดศูนย์กลางมวลของร่างกายอยู่เหนือจุดศูนย์กลางขนาด (รูปที่ 7.77, c) เมื่อเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งสมดุลจะมีช่วงเวลาที่ไม่เสถียรเกิดขึ้น ∆М = GL และร่างกายไม่สามารถกลับสู่ตำแหน่งเดิมได้อย่างอิสระ ความสมดุลที่ไม่เสถียร .
ถ้าตำแหน่งศูนย์กลางมวลของร่างกายตรงกับตำแหน่งศูนย์กลางมวล (รูปที่ 7.77, ข) ร่างกายอยู่ในสภาวะสมดุล
ควรสังเกตว่าตำแหน่งของศูนย์กลางของปริมาณนั้นขึ้นอยู่กับรูปร่างของส่วนที่แช่อยู่ของร่างกายและมุมของการเบี่ยงเบนจากตำแหน่งสมดุลเริ่มต้นอย่างมีนัยสำคัญ
เสถียรภาพของเครื่องบินทะเล (เช่นเดียวกับความเสถียรของภาชนะ) มักจะถูกกำหนดโดยตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุดศูนย์กลางมวลและ เมตาเซ็นเตอร์ - จุดศูนย์กลางของความโค้งของเส้นซึ่งจุดศูนย์กลางของขนาดของวัตถุการกระจัดจะเปลี่ยนไปเมื่อถูกโยนออกจากสมดุล
Metacenter - จากภาษากรีก เมตาดาต้า- ระหว่าง, หลัง, ผ่าน - ส่วนประกอบ คำพูดที่ยากลำบาก, หมายถึง ความเป็นกลาง, การติดตามบางสิ่งบางอย่าง, การเปลี่ยนไปสู่สิ่งอื่น, การเปลี่ยนแปลงสถานะ, การเปลี่ยนแปลง และ lat - - ศูนย์กลางจุดโฟกัส, ศูนย์กลาง.
ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างความมั่นคงตามขวางและตามยาวของเครื่องบินทะเล (เมื่อเครื่องบินเอียงในระนาบตามขวางและตามยาว ตามลำดับ)
ความมั่นคงด้านข้าง ลองพิจารณากรณีของการเอียงตามขวาง - ตัวอย่างเช่นการเบี่ยงเบนของระนาบศูนย์กลางของเรือ (DP) จากแนวดิ่งภายใต้อิทธิพลของลมกระโชก
เครื่องบินทะเล (รูปที่ 7.78, a) ลอยอยู่ในสภาวะสมดุลแรงโน้มถ่วง ช และรักษาอำนาจ ร เท่ากัน นอนอยู่ในระนาบเส้นผ่าศูนย์กลาง ขนาด ก กำหนดระดับความสูงของจุดศูนย์กลางมวลเหนือจุดศูนย์กลางขนาด

จากทางด้านข้างมีลมกระโชกแรง วีวี(รูปที่ 7.78, ข) ช่วงเวลาแห่งการส้นเท้าจะเกิดขึ้น ม kr ในขึ้นอยู่กับความดันความเร็ว พื้นที่และช่วงของลม (หันหน้าไปทางทิศทางที่ลมพัด) คอนโซลปีก และพื้นที่ฉายด้านข้างของเครื่องบินทะเล ภายใต้อิทธิพลของช่วงเวลานี้ เครื่องบินจะเอียงในมุมเล็กๆ ที่แน่นอน (เราจะถือว่า - มีขนาดเล็กมาก) γ และตำแหน่งใหม่ของเรือจะเป็นตัวกำหนดแนวรับน้ำหนักใหม่ ว 1 ล 1ระนาบซึ่งเอียงเป็นมุม γ จากสายน้ำเดิม วโอ ลโอ.
รูปร่างของส่วนใต้น้ำ (การกระจัด) ของเรือจะเปลี่ยนไป: ปริมาตรที่จำกัดในแต่ละหน้าตัดของเรือตามตัวเลข 1 จะออกมาจากใต้น้ำ และมีปริมาตรเท่ากันจำกัดในแต่ละภาคตัดขวางของเรือตามรูป 2 , จะไปใต้น้ำ. ดังนั้นขนาดของแรงรองรับจะไม่เปลี่ยนแปลง (ป = วρ อิน ก = ช) กับโออย่างแน่นอน กับ 1 . จุด มโอจุดตัดของแนวแรงอาร์คิมีดีนสองเส้นที่อยู่ติดกันในมุมที่เล็กที่สุด γ ระหว่างพวกเขาคือ เมตาเซ็นเตอร์เริ่มต้น .
รัศมีเมตาเซนตริก ρ 0 กำหนดความโค้งเริ่มต้นของเส้นการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางของขนาดของเรือระหว่างการม้วนตัว
การวัดความเสถียรด้านข้างของเครื่องบินทะเลคือค่า ความสูงเมตาเซนตริก hโอ = ρ โอ - ก:
- ถ้า ชม.โอ> 0 - เรือมีเสถียรภาพ
- ถ้า ชม. โอ= 0 - สมดุลที่ไม่แยแส;
- ถ้า ชม.โอ < 0 - лодка неостойчива.
ในตัวอย่างที่พิจารณา ชม.โอ< 0. Нетрудно видеть, что перпендикулярные к поверхности воды и равные силы ร และ ช จะจับคู่กับไหล่ ล และโมเมนต์ของคู่นี้ มซีอาร์ ก = GL เกิดขึ้นพร้อมๆ กับช่วงเวลาที่น่าวิตกกังวล ม kr ในและเพิ่มมุมม้วน ดังนั้น เครื่องบินน้ำที่แสดงในรูปที่ 1 7.78, ขภายใต้อิทธิพลของการรบกวนภายนอกจะไม่กลับสู่ตำแหน่งเดิมนั่นคือไม่มีความมั่นคงด้านข้าง
แน่นอนว่า เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพด้านข้าง จุดศูนย์กลางมวลจะต้องอยู่ต่ำกว่าตำแหน่งต่ำสุดของเมตาเซ็นเตอร์
เครื่องบินทะเลที่ทันสมัยส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นตามการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์คลาสสิกพร้อมลำตัว - เรือซึ่งได้รับรูปทรงที่เหมาะสมสำหรับการบินขึ้นจากน้ำและลงจอดบนน้ำปีกที่ติดตั้งสูงพร้อมเครื่องยนต์ที่ติดตั้งอยู่บนเรือหรือบนเรือให้สูงสุด เว้นระยะห่างจากผิวน้ำเพื่อไม่ให้น้ำไหลท่วมปีกและเข้าสู่เครื่องยนต์และใบพัดของเครื่องบินด้วยโรงไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัด ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่จุดศูนย์กลางมวลของเครื่องบินจึงอยู่ที่ สูงกว่าเมตาเซ็นเตอร์ (ดังรูปที่ 7.78, ข) และเครื่องบินทะเลแบบเรือลำเดียวไม่เสถียรตามขวาง
ปัญหาความมั่นคงด้านข้างของเครื่องบินทะเลแบบลอยเดี่ยวหรือเรือลำเดียวสามารถแก้ไขได้โดยใช้ทุ่นใต้ปีก (รูปที่ 7.79)

อันเดอร์วิงลอย 1 ติดตั้งบนเสา 2 ให้ใกล้กับปลายปีกมากที่สุด 3 .สนับสนุน (สนับสนุน) ทุ่นใต้น้ำจะไม่สัมผัสน้ำเมื่อเครื่องบินน้ำกำลังเคลื่อนที่บนพื้นน้ำเรียบ 4 และตรวจสอบตำแหน่งที่มั่นคงของเครื่องบินทะเลด้วยมุมม้วน 2-3° เมื่อจอด ส่วนล่างของตัวรับน้ำหนักลอยตัว จมอยู่ในน้ำบางส่วนและมีที่จอดรถโดยไม่ต้องส้นเท้า
การกระจัดของลูกลอยถูกเลือกในลักษณะที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของลมที่ความเร็วหนึ่ง วีวีเครื่องบินทะเลบนขอบคลื่น 5 สอดคล้องกับความหยาบสูงสุดของพื้นที่น้ำที่ระบุในข้อกำหนดการออกแบบโดยเอียงในมุมที่กำหนด γ . ในกรณีนี้ โมเมนต์การคืนสภาพของการลอย ถูกกำหนดโดยแรงรองรับของการลอย รปและระยะทาง ขปจากระนาบศูนย์กลางของทุ่นถึงระนาบศูนย์กลางของเรือ มน= รป ขปจะต้องปัดป้อง (สมดุล) ช่วงเวลาส้นเท้า ม kr ในจากลมและ ม cr.จีจากเรือที่ไม่มั่นคง

ความมั่นคงตามยาว ถูกกำหนดโดยเงื่อนไขเดียวกันกับเงื่อนไขตามขวาง หากภายใต้อิทธิพลของการรบกวนภายนอกใด ๆ หากเครื่องบินทะเล (รูปที่ 7.80) ได้รับการเอียงตามยาวจากตำแหน่งเริ่มต้นที่กำหนดโดยแนวน้ำ วโอ ลโอเช่น เพิ่มขึ้นตามมุม Δφ ตัดไปที่หัวเรือ ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดแนวรับน้ำหนักใหม่ ว 1 ล 1.
ปริมาณเรือ 1 จะออกมาจากใต้น้ำและมีปริมาตรเท่ากัน 2 จะลงใต้น้ำในขณะที่ค่าแรงรองรับจะไม่เปลี่ยนแปลง (ร = วρ อิน ก. = ก) อย่างไรก็ตาม จุดศูนย์กลางของปริมาณจะเปลี่ยนจากตำแหน่งเดิม ตั้งแต่ 0อย่างแน่นอน ค 1. จุด มโอ *จุดตัดของแนวแรงสนับสนุนสองเส้นที่อยู่ติดกันในมุมที่เล็กที่สุด Δφ ระหว่างนั้นจะเป็นตัวกำหนดตำแหน่ง metacenter ตามยาวเริ่มต้น .
การวัดเสถียรภาพตามยาวของเครื่องบินทะเล - ความสูงเมตาเซนตริกตามยาว ชม โอ = รโอ - ก.
การรับประกันความมั่นคงตามยาวของเครื่องบินทะเลนั้นง่ายกว่าความมั่นคงตามขวาง ในแง่ที่ว่าเรือที่ได้รับการพัฒนาด้านความยาวอย่างมากมักจะมีเสถียรภาพตามยาวตามธรรมชาติเสมอ ( ชมโอ > 0).
โปรดทราบว่าช่วงเวลาการดำน้ำจากแรงขับของเครื่องยนต์ ซึ่งเป็นแนวการกระทำที่มักจะผ่านเหนือจุดศูนย์กลางมวลของเครื่องบิน ทำให้หัวเรือลึกขึ้น ลดมุมการตัดแต่งเริ่มต้น กล่าวคือ บังคับให้เรือต้องตัดแต่งบางส่วน คันธนูซึ่งจะกำหนดสินค้าใหม่ สายน้ำ , ซึ่งถูกเรียกว่า "ดื้อดึง" .
กองกำลังอุทกสถิต (แรงสนับสนุน) ที่ให้ความมั่นใจในการลอยตัวและความมั่นคงของเรือในขณะนิ่ง ตามธรรมชาติ ในระดับที่มากหรือน้อย จะแสดงออกมาในกระบวนการเคลื่อนที่ผ่านน้ำ
มาก ลักษณะสำคัญเครื่องบินทะเลซึ่งกำหนดความสามารถในการเดินทะเลของมันคือความสามารถในการเอาชนะการต้านทานน้ำและพัฒนาความเร็วที่ต้องการผ่านน้ำโดยใช้พลังงานน้อยที่สุด
พลังอุทกพลศาสตร์ พิจารณาความต้านทานของน้ำต่อการเคลื่อนที่ของเรือในโหมดการเดินเรือ การเสียดสีของน้ำในชั้นขอบเขต(ความต้านทานแรงเสียดทาน) และ การกระจายแรงดันอุทกพลศาสตร์ของการไหลของน้ำบนเรือ (ความต้านทานรูปร่างที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกระแสน้ำวน - บางครั้งเรียกว่าความต้านทานกระแสน้ำวน) และขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ (ความดันความเร็ว ρ อิน วี 2/2 ) รูปร่างและสภาพพื้นผิวเรือ
สมควรที่จะระลึกไว้ว่าความหนาแน่นของน้ำ ρ อินมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศที่ระดับน้ำทะเลประมาณ 800 เท่า!
ความต้านทานนี้เพิ่มการลากคลื่น ซึ่งตรงกันข้ามกับการลากคลื่นที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานที่ไม่สามารถเปลี่ยนกลับได้ในคลื่นกระแทกระหว่างการบินด้วยความเร็ววิกฤตยิ่งยวด (ดูหัวข้อ 5.5) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อร่างกายเคลื่อนที่ใกล้พื้นผิวอิสระของของเหลว (ส่วนต่อประสาน ระหว่างน้ำและอากาศ) .
ความต้านทานลักษณะเฉพาะ - ส่วนหนึ่งของความต้านทานทางอุทกพลศาสตร์ซึ่งกำหนดลักษณะการใช้พลังงานสำหรับการก่อตัวของคลื่น
ความต้านทานคลื่นในน้ำ (ของเหลวหนัก) เกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำหรือกึ่งจมอยู่ใต้น้ำ (ลอยน้ำ เรือ) เคลื่อนที่ใกล้พื้นผิวอิสระของของเหลว (เช่น ขอบเขตของน้ำและอากาศ) วัตถุที่เคลื่อนไหวจะออกแรงกดเพิ่มเติมบนพื้นผิวอิสระของของเหลว ซึ่งภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของมันเอง จะมีแนวโน้มที่จะกลับสู่ตำแหน่งเดิมและเข้าสู่การเคลื่อนที่แบบสั่น (คลื่น) หัวเรือและท้ายเรือก่อให้เกิดระบบคลื่นโต้ตอบซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการลาก
ในโหมดว่ายน้ำ ผลลัพธ์ของแรงต้านอุทกไดนามิกจะเกือบจะเป็นแนวนอน
รูปร่างของส่วนกระจัดของเครื่องบินทะเล (รวมถึงรูปร่างของเรือ) จะต้องรับประกันความสามารถในการเคลื่อนที่ผ่านน้ำโดยมีความต้านทานน้อยที่สุด และด้วยเหตุนี้ ต้นทุนขั้นต่ำพลัง ( ความเร็วของเรือ ตามคำศัพท์เฉพาะทางทางทะเล)
เมื่อออกแบบเครื่องบินทะเล (เช่นเดียวกับเรือ) ผลการทดสอบโดยการลากจูง (“การดึง”) แบบจำลองแบบไดนามิกที่คล้ายกันในสระทดสอบจะใช้เพื่อเลือกรูปร่างและประเมินคุณลักษณะทางอุทกพลศาสตร์ ( ช่องไฮดรอลิก ) หรือในน่านน้ำเปิด
อย่างไรก็ตาม ความซับซ้อนของลักษณะสมุทรของเครื่องบินทะเลนั้นแตกต่างจากเรือตรงที่กว้างกว่ามาก โดยสิ่งสำคัญคือความสามารถในการขึ้นและลงจอดอย่างปลอดภัยบนพื้นผิวขรุขระที่มีความสูงของคลื่นในระดับหนึ่ง ในขณะที่ความเร็วของเครื่องบินทะเลในน้ำนั้นมีหลายครั้ง สูงกว่าความเร็วของเรือเดินทะเล
เนื่องจากส่วนล่างของเรือเครื่องบินทะเลมีรูปร่างพิเศษ แรงอุทกพลศาสตร์จึงเกิดขึ้นเพื่อยกหัวเรือขึ้นและส่งผลให้เรือพุ่งขึ้นโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญ
ด้วยเหตุนี้ การเคลื่อนที่ของเครื่องบินทะเลจึงไม่เหมือนเรือ โดยเกิดขึ้นที่ระยะกระจัดและมุมตัดของเรือที่เปลี่ยนแปลงได้ (อันที่จริงแล้ว มุมของการไหลของน้ำที่ด้านล่าง คล้ายกับมุมการโจมตีของปีก) ที่ความเร็วน้ำใกล้กับความเร็วการบินขึ้น การกระจัดจะเป็นศูนย์ - เครื่องบินทะเลอยู่ในโหมดการวางแผน (จากภาษาฝรั่งเศส กลิสเซอร์- สไลด์) - เลื่อนบนผิวน้ำ คุณสมบัติ โหมดไส อยู่ในความจริงที่ว่าผลลัพธ์ของแรงต้านทานอุทกพลศาสตร์ของน้ำมีองค์ประกอบแนวตั้งขนาดใหญ่เช่นนี้ ( อุทกพลศาสตร์ รักษากำลัง ) ว่าเรือโดยส่วนใหญ่ของปริมาตรการกระจัดจะออกมาจากน้ำและแล่นไปตามพื้นผิว ดังนั้นรูปทรง (โครงร่างของพื้นผิวด้านนอก) ของเรือเครื่องบินน้ำ (รูปที่ 7.81) จึงแตกต่างอย่างมากจากรูปทรงของเรือ

ข้อแตกต่างที่สำคัญคือด้านล่าง (พื้นผิวด้านล่างของเรือซึ่งเป็นพื้นผิวรองรับหลักเมื่อเครื่องบินทะเลเคลื่อนที่ผ่านน้ำ) มีอย่างน้อยหนึ่งจุด เรดานอฟ (ภาษาฝรั่งเศส) ทำซ้ำ- หิ้ง) อันแรกตามกฎแล้วจะตั้งอยู่ใกล้ศูนย์กลางมวลของเครื่องบินทะเลและอันที่สองในส่วนท้ายเรือ ทำซ้ำตามแผน (รูปที่ 7.81, ก) สร้างแรงต้านในการบินได้อย่างมีนัยสำคัญมากกว่า Redans แหลม (รูปลูกศร ogive) (รูปที่ 7.81, ข) ความต้านทานทางอุทกพลศาสตร์และการเกิดสาดซึ่งน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเวลาผ่านไป ความกว้างของระดับที่สองก็ค่อยๆ ลดลง ส่วนระหว่างช่องว่างของด้านล่าง เริ่มมาบรรจบกันที่จุดหนึ่ง (รูปที่ 7.81, วี) ที่ท้ายเรือ

ในกระบวนการพัฒนาทางน้ำรูปร่างของหน้าตัดของเรือก็เปลี่ยนไปเช่นกัน (รูปที่ 7.82) เรือที่มีก้นแบน (รูปที่ 7.82, ก) และด้วยขั้นตอนตามยาว (รูปที่ 7.82, ข) กระดูกงูอ่อน (เช่นมีความเอียงเล็กน้อยของส่วนด้านล่างจากเส้นกระดูกงูกลางไปด้านข้าง - รูปที่ 7.82, วี) และมีก้นเว้า (รูปที่ 7.82, ช) ค่อยๆ ปล่อยทางไป เรือกระดูกงู มีก้นกระดูกงูแบน (รูปที่ 7.82, ง) หรือด้วยโปรไฟล์ deadrise ที่ซับซ้อนมากขึ้น (โดยเฉพาะโค้ง) (รูปที่ 7.82, จ).
ควรสังเกตว่าเครื่องบินทะเลไม่มีโช้คอัพ (ดูหัวข้อ 7.3) ที่สามารถดูดซับและกระจายพลังงานของการกระแทกเมื่อลงจอดบนน้ำ เนื่องจากน้ำเป็นของเหลวที่แทบจะอัดตัวไม่ได้ แรงกระแทกที่กระทบกับน้ำจึงเทียบได้กับแรงกระแทกที่พื้น วัตถุประสงค์หลัก ความตาย - เปลี่ยนโช้คอัพและ

การจุ่มพื้นผิวลิ่ม (กระดูกงู) ลงในน้ำอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างการลงจอดเพื่อลดแรงกระแทกลง รวมถึงผลกระทบของน้ำที่ด้านล่างของเรือเมื่อเคลื่อนที่บนผิวน้ำที่ขรุขระ
รูปทรงลักษณะของเรือเครื่องบินทะเลสมัยใหม่แสดงไว้ในรูปที่ 1 7.83. เรือมีจุดตายตามขวางและตามยาวที่ด้านล่าง
deadrise ตามขวาง เรือ (หรือมุมที่เกิดจากกระดูกงูและกระดูกงู) จะถูกเลือกตามเงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบรรทุกเกินพิกัดที่ยอมรับได้ในระหว่างการขึ้นเครื่องและลงจอด และรับประกันความเสถียรของทิศทางแบบไดนามิก
มุมตายตามขวางของหัวเรือโดยเริ่มจากขั้นแรก β ร nค่อยๆ เพิ่มขึ้นไปทางหัวเรือ (ในมุมมองด้านหน้า เอ-เอ- ส่วนที่ซ้อนทับตามหัวเรือ) ในลักษณะที่เกิดเขื่อนกันคลื่นที่หัวเรือ "แยก" คลื่นที่กำลังมาถึงและลดการก่อตัวของคลื่นและสาด
โหนกแก้ม (เส้นตัดกันด้านล่างและด้านข้างของตัวเรือ) ป้องกันไม่ให้น้ำเกาะด้านข้าง ในการสร้างคลื่นและการกระเซ็นที่ยอมรับได้ จะใช้การโค้งงอ โหนกแก้มจมูกนั่นคือ การทำโปรไฟล์ส่วนท้ายของหัวเรือตามพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อน

ส่วนล่างของส่วนที่ฝังไว้ของเรือ (มุมมองด้านหลัง) BB- ส่วนที่ซ้อนทับตามท้ายเรือ) มักจะเป็นกระดูกงูแบน - ค่ามุม เบต้า อาร์ มอย่างสม่ำเสมอ. มุมเดดไรซ์ตามขวางที่ขั้นบันไดมักจะอยู่ที่ 15-30°
การตายตามยาว เรือ γ ลิตร = γ n + γ มกำหนดโดยมุมเดดไรซ์ตามยาวของคันธนู γ นและมุมการตายตามยาวของส่วนที่ฝังอยู่ γ ม.

ความยาว รูปร่าง และระยะประชิดตามยาวของคันธนู ( γ n @ 0ø3°) ซึ่งส่งผลต่อความมั่นคงตามยาวและมุมของการตกแต่งเริ่มต้น จะถูกเลือกเพื่อป้องกันไม่ให้คันธนูฝังและทำให้น้ำท่วมดาดฟ้าด้วยน้ำด้วยความเร็วสูง
deadrise ตามยาวของส่วนที่ฝังอยู่ ( γ ม. @ 69°) ถูกเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าการวางแผนมีเสถียรภาพ การลงจอดบนบกในมุมการโจมตีสูงสุดที่อนุญาต และการลงจอดบนน้ำ (สำหรับเครื่องบินสะเทินน้ำสะเทินบก) ตามที่มีอยู่ สลิป (ภาษาอังกฤษ) ลื่นสว่าง - เลื่อน) - ชานชาลาชายฝั่งที่ลาดเอียงยื่นลงไปในน้ำเพื่อให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำลงสู่ผิวน้ำและขึ้นฝั่ง
หากการตายตามยาวของส่วนแพระหว่างแพนั้นเพียงพอ การยกตัวระหว่างการบินขึ้นจากน้ำอาจเกิดขึ้นได้ "พร้อมกับการระเบิด" (เพิ่มมุมการโจมตี) ที่ค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงสุดที่อนุญาต
การขึ้นจากน้ำในระหว่างการขึ้นเครื่องมีความซับซ้อนเนื่องจากนอกเหนือจากแรงต้านทานน้ำต่อการเคลื่อนที่ของเรือ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว แรงยึดเกาะ (ดูด) ยังทำหน้าที่ระหว่างก้นเรือกับน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ด้านหลังของเรือ
วัตถุประสงค์ของการทำซ้ำ- ทำลายผลการดูดของน้ำ (ดูด) ระหว่างการขึ้น - ลง จึงช่วยลดแรงต้านทานน้ำ ทำให้เรือ "หลุดออก"

ด้วยการเปิดตัวเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกาซึ่งติดอาวุธด้วยขีปนาวุธโพลาริสในการลาดตระเวนรบในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 สหภาพโซเวียตพบว่าตัวเองแทบไม่มีที่พึ่งเลย เรือที่จมอยู่ใต้น้ำเข้ามาใกล้ชายฝั่งของเราสามารถยิงขีปนาวุธระดมยิงทำลายล้างขนาดมหึมาและหลบหนีจากผู้คงกระพันได้ทุกเมื่อ ทั้งหมดนี้จำเป็นต้องได้รับการตอบสนองทันทีและมีประสิทธิภาพ การต่อสู้กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์เพื่อป้องกันการโจมตีด้วยขีปนาวุธนิวเคลียร์กำลังกลายเป็นหนึ่งในลำดับความสำคัญที่ได้รับมอบหมายให้กับกองทัพเรือ ในเรื่องนี้บทบาทและความสำคัญของเครื่องบินป้องกันอากาศยานที่สามารถต่อสู้กับเรือดำน้ำศัตรูได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
"ทิศทางต่อต้านเรือดำน้ำขนาดใหญ่" ในการพัฒนากองทัพเรือรัสเซียทำให้สามารถพยายามสร้างเครื่องบินที่ปฏิวัติและมีเอกลักษณ์เฉพาะในรูปแบบโลหะได้เช่นเดียวกับการบินขึ้นและลงจอดของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ VVA-14 ในแนวดิ่ง

VVA-14 สามารถใช้ในรูปแบบการค้นหาและโจมตี การค้นหาและการนัดหยุดงาน เครื่องจักรสามชุดต้องได้รับการออกแบบและสร้าง โดยมีการทดสอบจากโรงงานครั้งแรกในไตรมาสสุดท้ายของปี พ.ศ. 2511

สำนักออกแบบ Bartini ไม่มีการผลิตนำร่องเป็นของตัวเอง ดังนั้นจึงมีการวางแผนการก่อสร้าง VVA-14 ที่โรงงานนำร่องหมายเลข 938 ของสำนักออกแบบ N.I. คาโมวา. แต่เนื่องจากชาว Kamovites ไม่มีผู้เชี่ยวชาญที่คุ้นเคยกับลักษณะเฉพาะของการสร้างเครื่องบินหนัก ในปี 1968 R.L. Bartini กลายเป็นหัวหน้าผู้ออกแบบในธีม VVA-14 ของ OKB ที่สร้างขึ้นใหม่ที่โรงงาน Taganrog หมายเลข 86 V.I. ได้รับการแต่งตั้งเป็นรองของ Bartini บีริวลิน.

ในเวลาเดียวกันการตัดสินใจของคณะกรรมาธิการรัฐสภาของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตในประเด็นอุตสาหกรรมการทหารหมายเลข 305 เมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2511 และคำสั่ง MAP หมายเลข 422 เมื่อวันที่ 25 ธันวาคม พ.ศ. 2511 ในการพัฒนา การออกแบบทางเทคนิคสำหรับเครื่องบิน VVA-14 ที่โรงงานสร้างเครื่องจักร Taganrog

ในความเป็นจริง งานในการสร้าง VVA-14 นำโดยรองหัวหน้านักออกแบบ N.A. Pogorelov ซึ่งเข้ามาแทนที่ V.I. Biryulina เพราะ อาร์.แอล. Bartini อาศัยอยู่ในมอสโกและไปเยี่ยม Taganrog ในการเยี่ยมชม

VVA-14 เป็นชุดโซลูชันทางเทคนิคที่ไม่ธรรมดาทั้งหมด ซึ่งแต่ละโซลูชันจำเป็นต้องมีการพัฒนาจำนวนมากก่อนที่จะเริ่มการทดสอบการบินเสียอีก เพื่อวัตถุประสงค์ในการทดสอบระบบเครื่องบินและองค์ประกอบโครงสร้างเต็มรูปแบบ จึงได้ออกแบบและสร้างจุดยืนที่เกี่ยวข้องหลายแห่ง

เพื่อทดสอบโรงไฟฟ้าบนแท่นโป๊ะขนาดเล็กที่สร้างขึ้นที่โรงงานเฮลิคอปเตอร์ Ukhtomsk (UVZ) ได้ดำเนินการทดลองเพื่อศึกษาการกดและพ่นละอองที่เกิดขึ้นเมื่อไอพ่นก๊าซจาก TS-12M TRD สัมผัสกับผิวน้ำ .

เพื่อศึกษารูปแบบการบินขึ้นและลงจอดของ VVA-14 พื้นผิวต่างๆที่ UVZ มีการสร้างม้านั่งทดสอบไดนามิกของก๊าซแบบลอยตัวที่คล้ายคลึงกับ 1410 ซึ่งทำให้สามารถทดสอบแบบจำลองของเครื่องบินในอัตราส่วน 1:4 ได้ พร้อมกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท TS-12M หกตัวที่จำลองการทำงานของลิฟต์ทั้งหมด เครื่องยนต์ของเครื่องบิน

อัฒจันทร์ 1410 ถูกส่งไปยังฐานทดสอบและทดลองของสำนักออกแบบในเกเลนด์ซิก ซึ่งได้ทำการทดสอบครบวงจรเพื่อศึกษารูปแบบการบินขึ้นและลงของเครื่องบินบนผิวน้ำ ผลลัพธ์ที่ได้บ่งชี้ว่าแรงและโมเมนต์ที่กระทำต่อเครื่องบินในระหว่างการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งไม่มีนัยสำคัญ และระบบรักษาเสถียรภาพและการควบคุมเครื่องบินสามารถปัดเป่าสิ่งเหล่านี้ได้ดี นอกจากนี้ ยังมีการทดสอบหางเสือเจ็ทแบบรวมสำหรับการมุ่งหน้าไปและการควบคุมระดับเสียงบนม้านั่งทดสอบภาคพื้นดิน เพื่อทดสอบการควบคุมของ VVA-14 ได้มีการสร้างแท่นบินสองแห่ง: ด้วยห้องนักบินที่เคลื่อนย้ายได้และแบบคงที่ บนแท่นบินแม้กระทั่งก่อนการบินครั้งแรกโหมดการควบคุมเครื่องบินก็ทำงานอย่างละเอียดถี่ถ้วนซึ่งในนั้นคือโหมดลงจอด ในสภาวะที่สร้างไดนามิกเบาะลมที่เข้มข้น นักบินทดสอบ Yu.M. มักได้รับเชิญให้ขึ้นไปบนอัฒจันทร์ Kupriyanov ผู้ซึ่งชื่นชมผลงานของผู้สร้างเป็นอย่างมาก กล่าวระหว่างการซักถามเกี่ยวกับเที่ยวบินแรกว่า “พวกเขาบินได้ราวกับอยู่บนเครื่องจำลอง!”

มีการวางแผนที่จะสร้าง VVA-14 ทดลองสามเครื่อง มีการผลิตเครื่องบินสำเนาสองชุด ได้แก่ เครื่องจักร "1M" และ "2M" พร้อม ๆ กัน เครื่องบินต้นแบบ "1M" ลำแรกถูกสร้างขึ้นโดยไม่ต้องยกเครื่องยนต์และมีจุดประสงค์เพื่อการทดสอบและปรับแต่งอากาศพลศาสตร์และการออกแบบในทุกการบิน ยกเว้นโหมดการบินขึ้นและลงแนวดิ่ง และการศึกษาเสถียรภาพและการควบคุมในโหมดเหล่านี้ สำหรับการทดสอบระบบขับเคลื่อนและระบบเครื่องบิน เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องจะขึ้นและลงจากสนามบิน เครื่องบินได้ติดตั้งโครงจักรยานพร้อมล้อจมูกบังคับทิศทางได้ (การออกแบบโครงเครื่องใช้สตรัทจากเครื่องบินทิ้งระเบิด 3M และ Tu-22)

ในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2515 งานหลักในการประกอบเครื่องบิน VVA-14 (“1M”) เสร็จสมบูรณ์ และเครื่องบินซึ่งออกจากร้านประกอบก็ถูกโอนไปยัง LIK เพื่อการพัฒนาขั้นสุดท้ายก่อนการทดสอบการบิน VVA-14 มี ลักษณะที่ผิดปกติมาก ลำตัวที่มีห้องนักบินกลายเป็นส่วนตรงกลางด้านข้างมีช่องขนาดใหญ่สองช่องพร้อมระบบลอยตัวและระบบแรงดัน เว้นระยะห่างกวาดหางแนวนอนและแนวตั้ง ส่วนที่ถอดออกได้ของปีกนั้นติดอยู่กับกระสุนส่วนกลาง เครื่องบินลำนี้ได้รับฉายาว่า "Fantomas" ในด้านความคิดริเริ่มของการออกแบบ วิศวกรทดสอบชั้นนำคือ I.K. Vinokurov นักบินทดสอบ Yu.M. Kupriyanov นักเดินเรือทดสอบ L.F. คุซเนตซอฟ.

ลานจอดรถซึ่งเป็นที่ตั้งของ VVA-14 ตั้งอยู่ที่ขอบสนามบินใกล้กับป่าละเมาะเล็ก ๆ ที่เรียกว่า “ การกักกัน” และเพื่อจุดประสงค์ในการรักษาความลับ “ 1M” ได้รับทะเบียนราษฎร์ USSR-19172 และสัญลักษณ์ Aeroflot บนเครื่อง ในช่วงตั้งแต่วันที่ 12 ถึง 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 การแท็กซี่และวิ่งจ๊อกกิ้งครั้งแรกของเครื่องบินเริ่มขึ้นบนรันเวย์ที่ไม่ได้ปูพื้น ของสนามบินโรงงาน จากนั้นคอนโซลปีกและส่วนท้ายก็ถูกปลดออกจาก VVA-14 และเพื่อสังเกตมาตรการรักษาความลับที่จำเป็นทั้งหมด คืนหนึ่งพวกเขาก็ถูกส่งไปยังสนามบิน Taganrog ที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งมีแถบคอนกรีตซึ่งมีหนึ่งในกองทหารฝึกของ Yeisk โรงเรียนนักบินทหารตั้งอยู่ ณ ที่นั้น ตั้งแต่วันที่ 10 ถึง 12 สิงหาคม การจ็อกกิ้งยังคงดำเนินต่อไป ผลลัพธ์ของพวกเขาน่าพอใจ VVA-14 มีพฤติกรรมปกติระหว่างวิ่งด้วยความเร็ว 230 กม./ชม. โรงไฟฟ้าและอุปกรณ์ออนบอร์ดทำงานได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ ในรายงานของเขา นักบินทดสอบ Yu.M. Kupriyanov ตั้งข้อสังเกตว่า: “ในระหว่างการบินขึ้น เข้าใกล้ และวิ่ง เครื่องบินจะมีเสถียรภาพ ควบคุมได้ ไม่มีการเบี่ยงเบนจากเส้นทางการบินขึ้นหรือพลิกตัว” นอกจากนี้ยังได้รับความสนใจอีกด้วย รีวิวที่ดีจากห้องโดยสารของนักบินและตำแหน่งที่สะดวกของการบินและอุปกรณ์นำทางและอุปกรณ์ควบคุมโรงไฟฟ้า

VVA-14 ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2515 โดยมีลูกเรือประกอบด้วยนักบินทดสอบ Yu.M. Kupriyanov และผู้ทดสอบการนำทาง L.F. คุซเนตโซวา การบินซึ่งกินเวลาเกือบหนึ่งชั่วโมงแสดงให้เห็นว่าความเสถียรและการควบคุมของเครื่องในอากาศนั้นอยู่ในขอบเขตปกติและไม่เลวร้ายไปกว่าเครื่องบินแบบดั้งเดิม VVA-14 ขณะอยู่บนพื้นดินในอากาศดูผิดปกติมาก ได้รับการจัดอันดับ "สามหัว" เมื่อเห็นด้านล่าง (จมูกส่วนกลางและช่องด้านข้างสองช่อง) ชื่อเล่นอื่น - "Snake Gorynych" Be-30 (หมายเลข 05 “OS”) มีส่วนเกี่ยวข้องในแต่ละเที่ยวบินในฐานะเครื่องบินคุ้มกันและเครื่องบินมาตรฐานสำหรับการสอบเทียบอุปกรณ์การบินและอุปกรณ์นำทาง การทดสอบการบินในระยะแรกเสร็จสิ้นในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2516 ผลลัพธ์ยืนยันว่า การออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ดั้งเดิมที่มีปีกตรงกลางปีกนั้นค่อนข้างทำงานได้และโรงไฟฟ้าขับเคลื่อนและระบบหลักทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและให้ความมั่นใจในการดำเนินการทดสอบเที่ยวบิน แต่ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของการทดสอบการบินในขั้นตอนนี้คือภายใต้เครื่องบินเมื่อบินใกล้ ๆ ความหนาของเบาะลมไดนามิกนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับปีกคอร์ดแอโรไดนามิกโดยเฉลี่ยมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ด้วยคอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ยของ VVA-14 ที่ 10.75 ม. รู้สึกถึงผลกระทบของเบาะไดนามิกจากความสูง 10-12 ม. และที่ระดับความสูงในการปรับระดับ (ประมาณ 8 ม.) เบาะรองนั่งมีความหนาแน่นและมั่นคงอยู่แล้ว ยู.เอ็ม. ในระหว่างการซักถาม Kupriyanov หลายครั้งขออนุญาตวางคันควบคุมและปล่อยให้รถลงจอดเอง อย่างไรก็ตาม เขาไม่เคยได้รับอนุญาตให้ทำการทดลองเช่นนี้เลย เพราะกลัวว่ารันเวย์อาจจะไม่เพียงพอ

เหตุการณ์ร้ายแรงเพียงอย่างเดียวคือความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิกอันดับ 1 ในการบินครั้งแรก เหตุผลก็คือการทำลายท่อเพื่อระบายของไหลที่ใช้งานออกจากปั๊มเนื่องจากความบังเอิญของการสั่นสะเทือนของลำตัวกับความถี่การเต้นเป็นจังหวะของของไหล พบทางออกจากสถานการณ์โดยการเปลี่ยนท่อด้วยท่อยาง แม้ว่าโอกาสในการได้รับเครื่องยนต์ยกของจริงแทนที่จะเป็น "กระดาษ" ยังคงไม่แน่นอนมาก แต่ในที่สุด อุปกรณ์ขึ้นลงและลงจอดแบบนิวแมติก (PVPU) ก็พร้อมใช้งาน ทุ่น PVPU มีความยาว 14 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ม. และปริมาตรแต่ละอันคือ 50 ลบ.ม. ออกแบบโดยสำนักออกแบบ Dolgoprudny และผลิตที่โรงงานยาง Yaroslavl ดังนั้นในฤดูหนาวปี 2516-17 VVA-14 (“1M”) ดำเนินการในเวิร์กช็อปการผลิตเชิงทดลองของสำนักออกแบบซึ่งมีการติดตั้งระบบและอุปกรณ์ PVPU ไว้ ในเวลาเดียวกัน การทดสอบสถิตได้ดำเนินการกับลูกลอยที่เตรียมไว้เป็นพิเศษ ลูกลอยถูกปล่อยโดยตัวดีดวงแหวนนิวแมติกที่มีการควบคุม 12 ตัว - หนึ่งอันสำหรับแต่ละช่องลูกลอย อากาศ ความดันสูงถูกนำมาจากคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์หลัก การทำความสะอาด PVPU ดำเนินการโดยกระบอกไฮดรอลิกซึ่งทำงานผ่านแท่งยาวตามสายเคเบิลที่หุ้มลูกลอย โดยไล่อากาศออกจากช่องต่างๆ ผ่านวาล์วลดแรงดัน

หลังจากการยุติโปรแกรม VVA-14 เครื่องบิน "1M" ได้ถูกนำเข้าไปยังศูนย์บริการเพื่อแปลงเป็น ekranolet รุ่นทดลอง 14M1P โครงสร้างเครื่องบินที่ประกอบขึ้นของ "2M" ถูกนำไปที่ขอบด้านไกลของลานจอดรถของโรงงาน และ สำเนาที่สามของสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกในแนวตั้งนั้นไม่เคยถูกสร้างขึ้น บนพื้นฐานของ VVA-14 มีโครงการที่จะสร้างการดัดแปลงเพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ เวอร์ชั่นของเรือจะมีคอนโซลปีกแบบพับได้และส่วนท้ายและอาจอิงจากเรือลาดตระเวนต่อต้านเรือดำน้ำของโครงการ หรือบนเรือลาดตระเวนต่อต้านเรือดำน้ำ VVA-14 ในเวอร์ชันการขนส่ง VVA-14 สามารถขนส่งผู้โดยสารได้ 32 คนหรือสินค้า 5,000 กิโลกรัมในระยะทางสูงสุด 3,300 กม. ในเวอร์ชันการค้นหาและช่วยเหลือ ห้องเก็บสัมภาระมีอุปกรณ์พิเศษ (เรือ แพ กว้าน ฯลฯ) ลักษณะการบินของ VVA-14 ในรุ่นกู้ภัยยังคงเกือบจะเหมือนกับของเครื่องบินต่อต้านเรือดำน้ำ ยกเว้นระยะการบินที่สามารถเพิ่มขึ้นได้ 500-1,000 กม.

เรามาพูดถึงการออกแบบลูกลอยและระบบการทำความสะอาดและปล่อยกันดีกว่า

ทุ่น PVPU มีความยาว 14 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ม. แต่ละปริมาตรยาว 50 ม. ออกแบบโดย Dolgoprudny Assembly Design Bureau (DKBA) และผลิตโดยผู้ผลิตยาง Yaroslavl

ระบบการทำความสะอาดและปล่อย PVPU กลายเป็นเรื่องยากมากในการปรับแต่งและตั้งค่าการทดสอบ เนื่องจากคอมเพล็กซ์ระบบกลไกไฮโดรนิวโมอิเล็กทริกนี้ได้รวมเอาอุปกรณ์พิเศษเฉพาะต่างๆ เข้าด้วยกัน การทดสอบในห้องปฏิบัติการเต็มรูปแบบซึ่งส่วนใหญ่กลับกลายเป็นว่าไม่ประสบผลสำเร็จในแง่ของ ของจังหวะเวลา และแม้กระทั่งในแง่ของเทคโนโลยี (ตัวลอย ระบบขับเคลื่อน และการจัดการ)

ในการทดสอบ PVPU จำเป็นต้องจ่ายอากาศแอคทีฟจำนวนมากจากเครื่องจำลองคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์หลักระหว่างไอเสีย (การเติม) เราหลุดพ้นจากสถานการณ์นี้ด้วยการออกแบบและผลิตสถานีกรองที่ทำให้อากาศแรงดันสูงที่จ่ายจากเครือข่ายนิวแมติกส์ในโรงงานบริสุทธิ์ ลูกลอยถูกปล่อยออกมาโดยตัวเป่าวงแหวนนิวแมติกควบคุม 12 ตัว - หนึ่งตัวสำหรับแต่ละช่องลูกลอย

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการเปิดล็อคของกระบอกไฮดรอลิกสำหรับเก็บเกี่ยว ซึ่งเมื่อปล่อยออกมาจะทำหน้าที่เป็นแดมเปอร์ โดยให้สายเคเบิลพันรอบลูกลอยให้ต้านทานเปลือก อากาศส่วนเกินเพื่อรักษาแรงดันส่วนเกินสูงสุดคงที่ในตัวลูกลอยจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศผ่านวาล์วลดแรงดัน ในโหมดการทำงาน “ปล่อย - ทำความสะอาด PVPU” แรงดันเกินมีให้ภายใน 0.15...0.25 MPa หรือ (0.015...0.025) atm

หลังจากการสร้างรูปร่างเสร็จสมบูรณ์ ตามสัญญาณจากตำแหน่งที่ปล่อยออกมา ตัวดีดควบคุมจะเปลี่ยนไปที่โหมดการจ่ายอากาศที่ใช้งานอยู่โดยไม่ผสมกับอากาศในชั้นบรรยากาศ - โหมด "เพิ่ม" เมื่อถึงความดัน (1.5…2.5) MPa (หรือ 0.15…0.25 atm) ตัวดีดออกจะปิดโดยอัตโนมัติตามสัญญาณแรงดันเกิน “0.2 kgf/cm” และเปิดเป็นระยะ “เพิ่ม” เมื่อความดันลดลงในลูกลอยเนื่องจากอากาศ ระบายความร้อนหรือเนื่องจากการรั่วไหล แรงดันส่วนเกินสูงสุดถูกจำกัดโดยการเปลี่ยนวาล์วลดแรงดันเป็นแรงดัน 3.5 + 0.5 MPa (0.35 + 0.05 atm)

การจ่ายอากาศไปยัง "เพิ่ม" ในระหว่างไอเสียนั้นดำเนินการจากคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์หลักและเมื่ออยู่กับที่และระหว่างการบินในแนวตั้ง - จากระบบนิวแมติกแรงดันสูงหรือจากคอมเพรสเซอร์ของโรงไฟฟ้าเสริม TA-6 ในระหว่างการบินของเครื่องบิน อากาศในชั้นบรรยากาศจะถูกจ่ายเพิ่มเติมจากช่องอากาศเข้าแบบพิเศษ

การทำความสะอาด PVPU ดำเนินการโดยกระบอกไฮดรอลิกที่ค่อนข้างทรงพลังซึ่งทำหน้าที่ผ่านแท่งตามยาวบนสายเคเบิลที่หุ้มลูกลอยโดยแทนที่อากาศจากช่องผ่านวาล์วลดแรงดันดังกล่าว พวกเขาเปลี่ยนไปใช้โหมด "ปล่อย - ทำความสะอาด PVPU" (โดยล็อคเปิดจากด้านนอกด้วยกระบอกลม

โฟลตและความซับซ้อนของระบบขับเคลื่อนและการควบคุมนั้นอัดแน่นไปด้วยสิ่งประดิษฐ์ ซึ่งเหมือนกับนักประดิษฐ์ทุกคน สำเร็จได้ด้วยความยากลำบากอย่างมาก และได้แรงหนุนจากความปรารถนาของ R. Bartini ที่จะค้นหาสิ่งใหม่ ๆ แต่ - แน่นอน! — ทางออกที่ดีที่สุด. นี่คือสองตัวอย่าง

อันดับแรก. โหลดการทำงานจากกลไกการทำความสะอาดลูกลอย เอาชนะด้วยกระบอกไฮดรอลิกทรงพลัง อยู่ที่ 14 ตัน และมีสปริงโหลด โดยไม่ขึ้นกับระยะชัก (900 มม.) ในตำแหน่งที่หดกลับ ลูกสูบได้รับการแก้ไขโดยล็อคคอลเล็ตของกระบอกสูบ ซึ่งควรจะเปิดก่อนเมื่อปล่อยลูกลอย ทุกคนเข้าใจ: หากคุณดันประตู โหลดตัวล็อค การเปิดจะยากกว่าการเอามือบิดเบี้ยวและการเด้งของประตูออกด้วยมือ แล้วจึงเปิดประตูฟรีล็อค
ดังนั้นสมมติฐานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการติดขัดของล็อคคอลเล็ตโหลด ด้วยความพยายามอย่างยิ่งเมื่อเปิดออก ก็ได้รับการยืนยันว่า "ยอดเยี่ยม" ในห้องปฏิบัติการหลังจากเปิดล็อคสามครั้งภายใต้น้ำหนักบรรทุก จะทำอย่างไร? จากนั้นโซลูชันประจำวันที่มีล็อคประตูก็ถูกถ่ายโอนไปยังระบบ PVPU: ก่อนที่จะเปิดล็อค จะมีการกดแรงดันเพื่อถอดลูกลอยออกก่อน ปลดล็อคจะถูกปลดออก เปิดจากด้านนอก หลังจากนั้นสัญญาณการทำความสะอาดจะถูกลบออก และ ลูกสูบที่ปล่อยออกมานั้นสามารถปล่อยได้อย่างอิสระ

ตัวอย่างที่สอง การจ่ายอากาศจากตัวเป่าเข้าไปในช่องลูกลอยระหว่างการปล่อยทำให้อุณหภูมิลดลง อย่างไรก็ตาม เมื่อเติมแรงดันที่ความสามารถในการทำงานสูงสุด 0.2 atm (“เพิ่ม”) อากาศร้อนจากคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทจะถูกส่งไปยังช่องลูกลอยผ่านช่องดีดตัวพิเศษ และมีความเป็นไปได้ที่จะเร่งอายุและการแตกร้าวของ เปลือกยืดหยุ่นของลูกลอยในบริเวณที่ติดตั้งอีเจ็คเตอร์

เพื่อป้องกันอันตรายนี้ส่วนปลายของช่องระบายอากาศร้อนถูกติดตั้งด้วยตัวแบ่งพิเศษการออกแบบที่แก้ไขปัญหาที่ทราบจากช่องรับอากาศของเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงราวกับเป็นขนาดเล็ก - ช่องทางที่มีไว้สำหรับต่อสู้กับคลื่นกระแทก ,ดูดลมเย็น เป็นต้น

เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง, อักษรย่อที่ยอมรับโดยทั่วไป - วีทีโอแอลหรือภาษาอังกฤษ วีทีโอแอล- การบินขึ้นและลงจอดในแนวตั้ง - เครื่องบินที่สามารถขึ้นและลงจอดด้วยความเร็วแนวนอนเป็นศูนย์ โดยใช้แรงขับของเครื่องยนต์พุ่งในแนวตั้ง

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเครื่องบิน VTOL และเครื่องบินปีกหมุนต่างๆ ก็คือ ในโหมดการบินแนวนอนที่ความเร็วล่องเรือ เช่นเดียวกับเครื่องบินทั่วไป แรงยกจะถูกสร้างขึ้นโดยปีกคงที่

ตามแผนผังเค้าโครง

ตามตำแหน่งของลำตัวขณะบินขึ้นและลง

• ตำแหน่งแนวตั้ง (เรียกว่าคนเลี้ยงท้าย):
  • พร้อมใบพัด (ตัวอย่าง: Convair XFY Pogo, Lockheed XFV);
  • ปฏิกิริยา;
    • ด้วยการใช้แรงขับโดยตรงจากเครื่องยนต์ไอพ่นค้ำจุน (ตัวอย่าง: X-13 Vertijet)
    • มีปีกเป็นวงแหวน (coleopterus);
• ตำแหน่งแนวนอน:
  • ด้วยสกรู
    • มีปีกหมุน
    • มีพัดอยู่ที่ปลายปีก
    • ด้วยการโก่งตัวของเจ็ทจากใบพัด
  • ปฏิกิริยา;
    • ด้วยมอเตอร์โรตารี
    • ด้วยการโก่งตัวของไอพ่นของก๊าซจากเครื่องยนต์ไอพ่นหลัก
    • พร้อมมอเตอร์ยก

ประวัติความเป็นมาของการสร้างและพัฒนาเครื่องบิน VTOL

การพัฒนาเครื่องบิน GDP เริ่มต้นเป็นครั้งแรกในทศวรรษ 1950 เมื่อบรรลุระดับทางเทคนิคที่เหมาะสมของการสร้างเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทและเทอร์โบพร็อป ซึ่งกระตุ้นความสนใจอย่างกว้างขวางในเครื่องบินประเภทนี้ทั้งในหมู่ผู้ใช้ทางทหารที่มีศักยภาพและในหน่วยงานออกแบบ แรงผลักดันที่สำคัญในการพัฒนาเครื่องบิน VTOL คือการใช้เครื่องบินขับไล่ไอพ่นความเร็วสูงอย่างแพร่หลายซึ่งมีความเร็วในการบินขึ้นและลงจอดสูงในกองทัพอากาศของประเทศต่างๆ เครื่องบินรบดังกล่าวต้องการรันเวย์ยาวที่มีพื้นผิวแข็ง: เห็นได้ชัดว่าในกรณีของการปฏิบัติการทางทหารขนาดใหญ่ ส่วนสำคัญของสนามบินเหล่านี้ โดยเฉพาะสนามบินแนวหน้า จะถูกศัตรูปิดการใช้งานอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ลูกค้าทางการทหารจึงสนใจเครื่องบินที่สามารถบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งบนแพลตฟอร์มขนาดเล็กใดๆ ก็ได้ ซึ่งแทบไม่ขึ้นอยู่กับสนามบินเลย ต้องขอบคุณความสนใจอย่างมากของตัวแทนของกองทัพและกองทัพเรือของมหาอำนาจชั้นนำของโลกจึงมีการสร้างเครื่องบินทดลองของระบบต่าง ๆ หลายสิบลำ การออกแบบส่วนใหญ่จัดทำขึ้นเป็น 1-2 ชุด ซึ่งตามกฎแล้วได้รับอุบัติเหตุระหว่างการทดสอบครั้งแรก และไม่ได้ดำเนินการวิจัยเพิ่มเติม คณะกรรมาธิการด้านเทคนิคของ NATO ซึ่งประกาศข้อกำหนดสำหรับเครื่องบินทิ้งระเบิดบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2504 จึงเป็นแรงผลักดันในการพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงในประเทศตะวันตก สันนิษฐานว่าในช่วงหลายปีที่ผ่านมาประเทศนาโตจะต้องการเครื่องบินเหล่านี้ประมาณ 5,000 ลำ โดยลำแรกจะเข้าประจำการในปี 2510 การคาดการณ์ผลิตภัณฑ์จำนวนมากดังกล่าวทำให้เกิดโครงการเครื่องบิน GDP หกโครงการ:

• หน้า 1150บริษัท Hawker-Sidley ของอังกฤษ และบริษัท Focke-Wulf ของเยอรมนีตะวันตก
• วีเจ-101สมาคมเยอรมันตอนใต้ “EWR-Süd” (“Belkow”, “Heinkel”, “Messerschmitt”);
• D-24บริษัทดัตช์ Fokker และสาธารณรัฐอเมริกัน;
• G-95บริษัท Fiat ของอิตาลี
• มิราจ III-Vบริษัท ฝรั่งเศส "Dassault";
• เอฟ-104จีในเวอร์ชัน GDP ของบริษัทอเมริกัน Lockheed ร่วมกับบริษัทอังกฤษ Short และ Rolls-Royce

โปรแกรม VTOL ในสหภาพโซเวียต

เครื่องบินขึ้นและลงจอดแนวดิ่งลำแรกของโซเวียตคือ Yak-36 การพัฒนาได้ดำเนินการที่สำนักออกแบบ Yakovlev ตั้งแต่ปี 1960 ภายใต้การนำของ S. G. Mordovin ในระหว่างการทดสอบ ได้มีการสร้างและทดสอบแท่นบิน “เครื่องบินเทอร์โบ” เป็นครั้งแรก โดยมีการทดสอบโหมดการบินแนวตั้ง นักบินทดสอบชั้นนำสำหรับโปรแกรม Yak-36 ได้แก่ Yu. A. Garnaev และ V. G. Mukhin เมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2509 นักบินมูคินทำการบินครั้งแรกด้วย การบินขึ้นในแนวตั้งการเปลี่ยนไปสู่การบินในแนวนอนและการลงจอดในแนวตั้ง ในปี 1967 ในระหว่างการบินสาธิตเหนือสนามบิน Domodedovo ใกล้มอสโก มีการแสดงเครื่องบิน STOL ความเร็วเหนือเสียงสามลำ (การบินขึ้นและลงจอดระยะสั้น) ที่ออกแบบโดย A. I. Mikoyan, P. O. Sukhoi และเครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งหนึ่งลำที่ออกแบบโดย A. S. Yakovlev - Yak- 36.

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องบิน VTOL

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเครื่องบิน GDP แสดงให้เห็นว่าจนถึงขณะนี้เครื่องบินเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อการบินทหารโดยเฉพาะ ข้อดีของเครื่องบิน VTOL สำหรับการใช้งานทางทหารนั้นชัดเจน เครื่องบิน GDP สามารถอิงตามไซต์ที่มีขนาดไม่ใหญ่กว่าขนาดของมันมากนัก นอกจากความสามารถในการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งแล้ว เครื่องบิน VVP ยังมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติมอีกด้วย กล่าวคือ ความสามารถในการโฉบ เลี้ยวในตำแหน่งนี้ และบินในแนวขวาง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบขับเคลื่อนและระบบควบคุมที่ใช้ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบินที่ขึ้นบินในแนวดิ่งอื่นๆ เช่น เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบิน VTOL มีความเร็วเหนือเสียงที่สูงอย่างไม่มีใครเทียบได้ (Yak-141) และโดยทั่วไปแล้ว มีข้อดีที่มีอยู่ในเครื่องบินปีกคงที่ ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความหลงใหลในความคิดที่จะนำเครื่องบินขึ้นในแนวตั้งซึ่งเป็น "บูม VTOL" ในด้านวิศวกรรมและการบินโดยทั่วไปในช่วงทศวรรษ 1960-1970

การลงจอดของ VTOL AV-8B_Harrier_II มองเห็นไอพ่นก๊าซที่มีแรงขับในแนวตั้ง

มีการคาดการณ์การใช้ยานพาหนะประเภทนี้อย่างแพร่หลาย และมีการเสนอโครงการ VTOL ทางทหารและพลเรือน การรบ การขนส่ง และผู้โดยสารจำนวนมาก การออกแบบต่างๆ(ตัวอย่างทั่วไปของยุค 70 คือตัวอย่างของโครงการเครื่องบินโดยสาร VTOL - Hawker Siddeley HS-141)

อย่างไรก็ตามข้อเสียของเครื่องบิน VTOL ก็มีความสำคัญเช่นกัน การขับเครื่องบินประเภทนี้เป็นเรื่องยากมากสำหรับนักบิน และต้องมีคุณสมบัติสูงสุดในด้านเทคนิคการขับเครื่องบิน สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างยิ่งต่อการบินในโหมดโฮเวอร์และการเปลี่ยน - ในช่วงเวลาของการเปลี่ยนจากการโฮเวอร์เป็นการบินแนวนอนและกลับ ในความเป็นจริงนักบินของไอพ่น VTOL จะต้องถ่ายโอนแรงยกและตามน้ำหนักของเครื่อง - จากปีกไปยังไอพ่นก๊าซแนวตั้งของแรงขับหรือในทางกลับกัน

คุณลักษณะของเทคโนโลยีการนำร่องนี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่ยากลำบากสำหรับนักบิน VTOL นอกจากนี้ ในโหมดบินโฉบและเปลี่ยนผ่าน โดยทั่วไปเครื่องบิน VTOL จะไม่เสถียรและเกิดการลื่นไถลด้านข้าง อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วงเวลานี้คือความล้มเหลวของเครื่องยนต์ยกที่อาจเกิดขึ้นได้ ความล้มเหลวดังกล่าวมักทำให้เกิดอุบัติเหตุในเครื่องบิน VTOL แบบอนุกรมและแบบทดลอง ข้อเสียยังรวมถึงความสามารถในการบรรทุกและระยะการบินของเครื่องบิน VTOL ที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบินทั่วไป การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงในโหมดการบินแนวตั้ง ความซับซ้อนโดยรวมและต้นทุนสูงของการออกแบบเครื่องบิน VTOL และการทำลายพื้นผิวรันเวย์ด้วยไอเสียของเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซร้อน

ปัจจัยเหล่านี้ตลอดจนราคาน้ำมันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (และเชื้อเพลิงการบิน) ในตลาดโลกในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 นำไปสู่การยุติการพัฒนาในทางปฏิบัติในด้านเครื่องบินโดยสารและเครื่องบินขนส่งไอพ่น VTOL

จากโครงการขนส่งเครื่องบินไอพ่น VTOL ที่เสนอหลายโครงการ มีเครื่องบิน Dornier Do 31 เพียงลำเดียวเท่านั้นที่เสร็จสมบูรณ์และทดสอบในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม เครื่องนี้ไม่ได้ผลิตจำนวนมาก จากทั้งหมดข้างต้น แนวโน้มของการพัฒนาอย่างกว้างขวางและการใช้งานเครื่องบินไอพ่น VTOL จำนวนมากนั้นเป็นที่น่าสงสัยอย่างมาก ในขณะเดียวกัน การออกแบบสมัยใหม่มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนจากการออกแบบเครื่องบินเจ็ตแบบเดิมๆ หันไปนิยมเครื่องบิน VTOL ที่มีกลุ่มขับเคลื่อนด้วยใบพัด (โดยปกติคือโรเตอร์แบบเอียง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องจักรดังกล่าวรวมถึง Bell V-22 ที่ผลิตจำนวนมากในปัจจุบัน Osprey และ Bell ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐาน /Agusta BA609

ดูสิ่งนี้ด้วย

• รายชื่อเครื่องบินโดยผู้ผลิต
• การจำแนกประเภทของเครื่องบินตามลักษณะการออกแบบและโรงไฟฟ้า

วรรณกรรม

• E. Tsikhosh "เครื่องบินความเร็วเหนือเสียง" ฯลฯ "เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวตั้ง"

เครื่องบินทิ้งระเบิด F-35 B รุ่นที่ 5 ติดตั้งเครื่องยนต์แยกต่างหากสำหรับการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง

ตามแผนผังเค้าโครง

ประวัติความเป็นมาของการสร้างและพัฒนาเครื่องบิน VTOL

การพัฒนาเครื่องบิน GDP เริ่มต้นเป็นครั้งแรกในทศวรรษ 1950 เมื่อบรรลุระดับทางเทคนิคที่เหมาะสมของการสร้างเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทและเทอร์โบพร็อป ซึ่งกระตุ้นความสนใจอย่างกว้างขวางในเครื่องบินประเภทนี้ทั้งในหมู่ผู้ใช้ทางทหารที่มีศักยภาพและในหน่วยงานออกแบบ แรงผลักดันที่สำคัญในการพัฒนาเครื่องบิน VTOL คือการใช้เครื่องบินขับไล่ไอพ่นความเร็วสูงอย่างแพร่หลายซึ่งมีความเร็วในการบินขึ้นและลงจอดสูงในกองทัพอากาศของประเทศต่างๆ เครื่องบินรบดังกล่าวต้องการรันเวย์ยาวที่มีพื้นผิวแข็ง: เห็นได้ชัดว่าในกรณีของการปฏิบัติการทางทหารขนาดใหญ่ ส่วนสำคัญของสนามบินเหล่านี้ โดยเฉพาะสนามบินแนวหน้า จะถูกศัตรูปิดการใช้งานอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ลูกค้าทางการทหารจึงสนใจเครื่องบินที่สามารถบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งบนแพลตฟอร์มขนาดเล็กใดๆ ก็ได้ ซึ่งแทบไม่ขึ้นอยู่กับสนามบินเลย ต้องขอบคุณความสนใจอย่างมากของตัวแทนของกองทัพและกองทัพเรือของมหาอำนาจชั้นนำของโลกจึงมีการสร้างเครื่องบินทดลองของระบบต่าง ๆ หลายสิบลำ โครงสร้างส่วนใหญ่ผลิตขึ้นใน 1-2 ชุดซึ่งตามกฎแล้วได้รับอุบัติเหตุในระหว่างการทดสอบครั้งแรกและไม่ได้ดำเนินการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งเหล่านั้น คณะกรรมาธิการด้านเทคนิคของ NATO ซึ่งประกาศข้อกำหนดสำหรับเครื่องบินทิ้งระเบิดบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2504 จึงเป็นแรงผลักดันในการพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงในประเทศตะวันตก สันนิษฐานว่าในช่วงทศวรรษที่ 1960 - 70 ประเทศนาโตจะต้องการเครื่องบินเหล่านี้ประมาณ 5,000 ลำ โดยลำแรกจะเข้าประจำการในปี 2510 การคาดการณ์ผลิตภัณฑ์จำนวนมากดังกล่าวทำให้เกิดโครงการเครื่องบิน GDP หกโครงการ:

• หน้า 1150บริษัท อังกฤษ "Hawker-Sidley" และเยอรมันตะวันตก "Focke-Wulf";
• วีเจ-101สมาคมเยอรมันตอนใต้ “EWR-Süd” (“Belkow”, “Heinkel”, “Messerschmitt”);
• D-24บริษัทดัตช์ Fokker และสาธารณรัฐอเมริกัน;
• G-95 บริษัทอิตาลี"เฟียต";
• มิราจ III วีบริษัท ฝรั่งเศส "Dassault";
• เอฟ-104จีในเวอร์ชัน GDP ของบริษัทอเมริกัน Lockheed ร่วมกับบริษัทอังกฤษ Short และ Rolls-Royce

หลังจากที่โครงการทั้งหมดได้รับการอนุมัติแล้ว การแข่งขันก็ควรจะเกิดขึ้น โดยเลือกโครงการที่ดีที่สุดที่จะเปิดตัวสู่การผลิตจำนวนมากจากทั้งหมดที่เสนอ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าก่อนที่โครงการจะถูกส่งไปยังการแข่งขันก็ตาม มันก็ชัดเจนแล้ว ว่ามันจะไม่เกิดขึ้น ปรากฎว่าแต่ละรัฐมีแนวคิดของตัวเองเกี่ยวกับเครื่องบินในอนาคต แตกต่างจากที่อื่น และจะไม่เห็นด้วยกับการผูกขาดของบริษัทใดบริษัทหนึ่งหรือกลุ่มบริษัทใดบริษัทหนึ่ง ตัวอย่างเช่น กองทัพอังกฤษไม่สนับสนุนบริษัทของตนเอง แต่โครงการของฝรั่งเศส เยอรมนีสนับสนุนโครงการล็อคฮีด และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ฟางเส้นสุดท้ายคือฝรั่งเศส ซึ่งประกาศว่า ไม่ว่าผลการแข่งขันจะเป็นอย่างไร พวกเขาจะทำงานในโครงการเครื่องบิน Mirage III V

ปัญหาทางการเมือง เทคนิค และยุทธวิธีมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงแนวคิดของคณะกรรมาธิการ NATO ซึ่งพัฒนาข้อกำหนดใหม่ ได้มีการสร้างเครื่องบินอเนกประสงค์ขึ้น ในสถานการณ์นี้ มีโครงการที่ส่งเข้ามาเพียงสองโครงการเท่านั้นที่ออกจากขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น ได้แก่ เครื่องบิน Mirage III V ที่ได้รับทุนจากรัฐบาลฝรั่งเศส และเครื่องบิน VJ-101C ที่ได้รับทุนจากอุตสาหกรรมเยอรมันตะวันตก เครื่องบินเหล่านี้ผลิตขึ้น 3 และ 2 สำเนาตามลำดับและได้รับการทดสอบ (4 ลำเสียชีวิตจากอุบัติเหตุ) จนถึงปี 1966 และ 1971 ในปี พ.ศ. 2514 ตามคำสั่งของกองบัญชาการการบินกองทัพเรือสหรัฐ งานได้เริ่มขึ้นในเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงลำที่สามในประเทศตะวันตก - XFV-12A ของอเมริกา

เป็นผลให้มีเพียงเครื่องบิน Sea Harrier VTOL ที่สร้างและผลิตเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้อย่างแข็งขันและประสบความสำเร็จรวมถึง ในช่วงสงครามฟอล์กแลนด์ การพัฒนาที่ทันสมัยของเครื่องบิน VTOL คือ American F-35 ซึ่งเป็นเครื่องบินรบรุ่นที่ห้า ในการพัฒนา F-35 ในฐานะเครื่องบิน VTOL นั้น Lockhead Martin ได้ประยุกต์ใช้โซลูชั่นทางเทคโนโลยีจำนวนหนึ่งที่ใช้ใน Yak-141

โปรแกรม VTOL ในสหภาพโซเวียตและรัสเซีย

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องบิน VTOL

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเครื่องบิน GDP แสดงให้เห็นว่าจนถึงขณะนี้เครื่องบินเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อการบินทหารโดยเฉพาะ ข้อดีของเครื่องบิน VTOL สำหรับการใช้งานทางทหารนั้นชัดเจน เครื่องบิน GDP สามารถอิงตามไซต์ที่มีขนาดไม่ใหญ่กว่าขนาดของมันมากนัก นอกจากความสามารถในการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งแล้ว เครื่องบิน VVP ยังมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติมอีกด้วย กล่าวคือ ความสามารถในการโฉบ เลี้ยวในตำแหน่งนี้ และบินในแนวขวาง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบขับเคลื่อนและระบบควบคุมที่ใช้ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบินที่ขึ้นบินในแนวดิ่งอื่นๆ เช่น เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบิน VTOL มีความเร็วเหนือเสียงที่สูงอย่างไม่มีใครเทียบได้ (Yak-141) และโดยทั่วไปแล้ว มีข้อดีที่มีอยู่ในเครื่องบินปีกคงที่ ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความหลงใหลในความคิดที่จะนำเครื่องบินขึ้นในแนวตั้งซึ่งเป็น "บูม VTOL" ในด้านวิศวกรรมและการบินโดยทั่วไปในช่วงปี 1960-1970

คาดการณ์การใช้งานยานพาหนะประเภทนี้อย่างแพร่หลาย และมีการเสนอโครงการหลายโครงการสำหรับเครื่องบินทหารและพลเรือน การรบ การขนส่ง และเครื่องบินโดยสาร VTOL ในรูปแบบต่างๆ (ตัวอย่างทั่วไปของยุค 70 คือโครงการเครื่องบินโดยสาร VTOL ของ Hawker Siddeley HS-141)

อย่างไรก็ตามข้อเสียของเครื่องบิน VTOL ก็มีความสำคัญเช่นกัน การขับเครื่องบินประเภทนี้เป็นเรื่องยากมากสำหรับนักบิน และต้องมีคุณสมบัติสูงสุดในด้านเทคนิคการขับเครื่องบิน สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างยิ่งต่อการบินในโหมดโฮเวอร์และการเปลี่ยน - ในช่วงเวลาของการเปลี่ยนจากการโฮเวอร์เป็นการบินแนวนอนและกลับ ในความเป็นจริงนักบินของไอพ่น VTOL จะต้องถ่ายโอนแรงยกและตามน้ำหนักของเครื่อง - จากปีกไปยังไอพ่นก๊าซแนวตั้งของแรงขับหรือในทางกลับกัน

คุณลักษณะของเทคโนโลยีการนำร่องนี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่ยากลำบากสำหรับนักบิน VTOL นอกจากนี้ ในโหมดบินโฉบและเปลี่ยนผ่าน โดยทั่วไปเครื่องบิน VTOL จะไม่เสถียรและเกิดการลื่นไถลด้านข้าง อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วงเวลานี้คือความล้มเหลวของเครื่องยนต์ยกที่อาจเกิดขึ้นได้ ความล้มเหลวดังกล่าวมักทำให้เกิดอุบัติเหตุในเครื่องบิน VTOL แบบอนุกรมและแบบทดลอง ข้อเสียยังรวมถึงความสามารถในการบรรทุกและระยะการบินของเครื่องบิน VTOL ที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบินทั่วไป การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงในโหมดการบินแนวตั้ง ความซับซ้อนโดยรวมและต้นทุนสูงของการออกแบบเครื่องบิน VTOL และการทำลายพื้นผิวรันเวย์ด้วยไอเสียของเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซร้อน

ปัจจัยเหล่านี้ตลอดจนราคาน้ำมันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (และเชื้อเพลิงการบิน) ในตลาดโลกในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 นำไปสู่การยุติการพัฒนาในทางปฏิบัติในด้านเครื่องบินโดยสารและเครื่องบินขนส่งไอพ่น VTOL

จากโครงการขนส่งเครื่องบินไอพ่น VTOL ที่เสนอหลายโครงการ มีเพียงโครงการเดียวเท่านั้นที่เสร็จสมบูรณ์และทดสอบจริง [ ] อย่างไรก็ตาม เครื่องบิน Dornier Do 31 ลำนี้ไม่ได้ผลิตจำนวนมาก จากทั้งหมดข้างต้น แนวโน้มของการพัฒนาอย่างกว้างขวางและการใช้งานเครื่องบินไอพ่น VTOL จำนวนมากนั้นเป็นที่น่าสงสัยอย่างมาก ในขณะเดียวกัน การออกแบบสมัยใหม่มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนจากการออกแบบเครื่องบินเจ็ตแบบเดิมๆ หันไปนิยมเครื่องบิน VTOL ที่มีกลุ่มขับเคลื่อนด้วยใบพัด (โดยปกติคือโรเตอร์แบบเอียง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องจักรดังกล่าวรวมถึง Bell V-22 ที่ผลิตจำนวนมากในปัจจุบัน Osprey และได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของมัน