Евгений Ружицкий - Европейские самолеты вертикального взлета

В МВЗ к 1991 г. были разработаны три различных типа винтоплана: Ми-ЗОС и Ми-ЗОД, грузоподъемностью 3,2 т и 2,5 т и пассажировме- стимостыо 21 и 11 человек соответственно и более легкий Ми-ЗОЛ грузоподъемностью 0,95 т, рассчитанный на перевозку 7 пассажиров. Первых два винтоплана с максимальной взлетной массой 13 т, выполненных по схеме «утка», предполагалось оснастить силовыми установками из двух двигателей ТВ7-117, а третий, обычной схемы с двухкилевым оперением и взлетной массой 3,75 т, – двумя ГТД АЛ-34. Рассматривались и боевые варианты винтоплана.

В начале 90-х годов изучалась возможность участия МВЗ им. М. Л. Миля в европейском проекте EUROFAR по программе «Эврика», предусматривавшей создание СВВП, аналогичного по характеристикам Ми-30, однако соглашение о совместной работе не было достигнуто.

Впервые схема СВВП с реактивным двигателем с изменяемым направлением вектора тяги была предложена в 1946 г. конструктором К.А. Шуликовым. Им было также впервые предложено поворотное сопло реактивного двигателя, особенность конструкции которого, как указывалось в авторском свидетельстве №166244 от 18 декабря 1948 г., «состоит в том, что оно оборудовано поворотными в вертикальной плоскости реактивными насадками, монтируемыми на опорно-упорных подшипниках и связанными червячной передачей с приводным механизмом. С помощью этих насадков можно изменять направление вектора тяги в вертикальной плоскости. При такой конструкции сопла энергию газовой струи можно использовать непосредственно как источник подъемной силы для осуществления вертикального взлета, вертикальной посадки и торможения летательного аппарата».

Поворот реактивных насадков осуществляется от электропривода с помощью червячной передачи. Сопла снабжены направляющими лопатками и имеют кожухи для охлаждения. Насадки могут поворачиваться на любой заданный угол, благодаря чему достигается необходимое отклонение газовой струи в зависимости от режима полета. Максимальное отклонение соответствует взлету и посадке, для торможения сопло отклоняется вперед.

К. А Шуликовым были разработаны несколько проектов СВВП, снабженных реактивными двигателями с поворотными соплами. Сопла могли отклоняться на такой угол, чтобы равнодействующая сила тяги ТРД проходила через центр тяжести самолета.

Проекты СВВП, предложенные К. А. Шуликовым, с ТРД РД-45 (а) и ВК-1 (б)

Особый интерес представляет проект СВВП с ТРД РД-45, предложенный К.А. Шуликовым в 1947 г. У этого самолета предполагалось использовать кроме основных поворотных сопл, через которые вытекала основная часть газов ТРД, вспомогательные поворотные насадки. Благодаря этому при установке основных сопл в отклоненное положение, соответствующее режимам взлета или посадки, можно обеспечивать управление самолетом, поворачивая вспомогательные насадки. Двигатель размещался в носовой части СВВП в наклонном положении по так называемой реданной схеме, что обеспечивало дополнительный момент тангажа, сокращая разбег самолета при коротком взлете. Для управления самолетом на разных режимах в проекте предусматривалось использовать поворотный стабилизатор.

Недостаточную тяговооруженность СВВП автор улучшил в другом проекте, в котором предполагалось использовать более мощный ТРД ВК-1. В предложенных проектах не использовалась струйная система управления, которое предполагалось обеспечить только с помощью поворотных сопл, тем не менее можно видеть, что предложенная К. А. Шуликовым схема СВВП на несколько лет опережала предложенную М. Вибо схему СВВП с поворотными соплами, использованную позже для СВВП Р.1127.

Другим нашим конструктором – А.Я. Щербаковым в 1947 г. было впервые предложено использовать подъемные реактивные двигатели, которые должны создавать вертикальную тягу и обеспечивать вертикальный взлет и посадку самолета. Им был также разработан проект СВВП с поворотными ТРД а в 1948 г. был построен экспериментальный аппарат, который испытывался подвешенным на стенде.

Теоретические и экспериментальные исследования СВВП проводились в Летно-исследовательском институте им. М.М. Громова, где в 1955 г. экспериментальный аппарат «Турболет» был построен конструкторским коллективом под руководством А. Н. Рафаэлянца и В. Н. Матвеева. Этот аппарат представляет собой металлическую ферму, на которой в вертикальном положении установлен турбореактивный двигатель АА-9Т. Рядом с двигателем расположены закрытая кабина летчика и баки с топливом. Аппарат стоит на земле на четырех опорах шасси с небольшими колесами.

Экспериментальный аппарат «Турболет»

Для управления на аппарате в выходном сопле турбореактивного двигателя установлены два газовых руля. Отклоняя их в разные стороны, можно получить продольное и поперечное управление аппаратом. Кроме того, аппарат был снабжен струйными рулями, установленными на четырех длинных фермах. Струйные рули обеспечивают путевое управление аппаратом, а также могли быть использованы вместо газовых рулей и для продольного и поперечного управления. Управляются струйные и газовые рули при помощи ручки и педалей в кабине летчика.

«Турболет», испытываемый летчиком-испытателем Ю.А. Гарнаевым, успешно летал сперва на привязи, а затем в свободном полете. Управление посредством газовых и струйных рулей действовало весьма эффективно. Управляемый летчиком аппарат мог вертикально подниматься, перемещаться в воздухе в любом направлении и садиться на площадку, по размерам лишь несколько превышающую размер аппарата. Аппарат «Турболет» демонстрировался в полете на воздушном празднике в Тушино в 1957 г., а в дальнейшем использовался для оценки устойчивости и управляемости СВВП.

ОКБ им. А. С. Яковлева Экспериментальный СВВП

В 1956 г. в ОКБ, возглавляемом генеральным конструктором А. С. Яковлевым, имеющим большой опыт создания фронтовых истребителей, начались исследования реактивных вертикально взлетающих самолетов. Изучив опыт разработки и испытаний в ЛИИ летающего стенда «Турболет» и зарубежных экспериментальных СВВП, и в первую очередь опытного СВВП Хоукер Р. И27, ОКБ приняло, решение создать экспериментальный СВВП, получивший обозначение Як-36 и являющийся летающим стендом для изучения особенностей конструкции СВВП и его силовой установки с поворотным вектором тяги, а также для отработки принципов управления на переходных режимах и многих других вопросов. Руководство всеми работами по Як-36 осуществлял непосредственно генеральный конструктор А.С. Яковлев, а руководителем темы в ОКБ был назначен заместитель главного конструктора С. Г. Мордовии. Разработка СВВП началась в 1962 г. и велась ускоренными темпами в тесном сотрудничестве со специалистами ЛИИ и ЦАГИ, а также двигательного КБ «Союз», возглавлявшегося С. К. Туман- ским. Разрабатываемый экспериментальный СВВП было решено выполнить двух- двигательным и использовать подъемно-маршевые двигатели с поворотными соплами, а управление на режимах вертикального взлета и посадки обеспечивать с помощью струйных рулей.