Як-141 как основа для нового самолёта вертикального взлёта
Два года назад стало известно, что российское министерство обороны вернулось к идее разработки и строительства истребителей укороченного или вертикального взлета и посадки для авианесущих кораблей. Пока проект такого рода находится на самых ранних стадиях, и основные данные по нему еще не раскрывались. В то же время, отдельные оглашенные сведения могут быть хорошей основой для прогнозов и предположений.
Як-141 в режиме вертикального полета. Фото Wikimedia Commons
Тему разработки нового палубного самолета впервые поднял в 2017 г. замминистра обороны (ныне вице-премьер) Юрий Борисов. На авиасалоне МАКС он рассказал, что в планах военного ведомства имеется создание самолета укороченного взлета и посадки (СУВП). Возможна разработка машины с вертикальным взлетом (СВВП). Такие проекты могут быть выполнены в интересах морской авиации. В основу новой разработки ляжет более старая линейка самолетов фирмы «Яковлев».
Через несколько месяцев Ю. Борисов сообщил, что проект СУВП/СВВП включен в новую Госпрограмму вооружений на 2018-2027 гг. Работы по новой машине связывают с будущим моральным и физическим устареванием существующих МиГ-29К и Су-33. При этом какие-либо подробности нового проекта не оглашались, поскольку на тот момент речь шла лишь о планах.
На форуме «Армия-2018» прозвучали новые сообщения о проекте СУВП/СВВП. Утверждалось, что к тому времени уже шли работы над концепцией самолета, но подробности вновь остались неизвестными.
С прошлого года тема самолета вертикального/укороченного взлета на официальном уровне не поднималась. По всей видимости, соответствующие структуры Минобороны и организации авиационной промышленности заняты теоретическими вопросами, и пока не могут представить общественности какую-либо информацию о новом проекте.
Учитывая нынешние темпы создания новой авиационной техники, можно предположить, что перспективный СУВП/СВВП сможет пойти в части не ранее начала тридцатых годов. Таким образом, самолету предстоит служить в отдаленном будущем, что предъявляет особые требования к формированию его технического облика.
Горизонтальный полет. Фото Airwar.ru
С целью ускорения работ и максимального использования доступных решений в основе нового проекта должен лежать существующий. При этом выбор подобных проектов не слишком велик. Использование платформ Су-27 и МиГ-29 не имеет смысла ввиду их ожидаемого морального устаревания, а также из-за необходимости кардинальной переработки конструкции. Новейший Су-57 тоже не выглядит оптимальной основой для СУВП/СВВП из-за разных требований.
Ю. Борисов упоминал, что новый образец станет развитием разработок компании «Яковлев». В прошлом это конструкторское бюро активно занималось тематикой укороченного и вертикального взлета, и некоторые ее разработки даже дошли до серии. Последним образцом в ее линейке был истребитель вертикального взлета Як-141. Он показывал достаточно высокие характеристики, но по ряду причин не попал в войска.
Из всех отечественных СВВП именно Як-141 можно считать самым совершенным с точки зрения конструкции, возможностей и характеристик. В то же время, у этой машины были определенные недостатки, обусловленные уровнем развития технологий прошлых десятилетий. Можно предположить, что правильное сочетание основных решений проекта Як-141 и новых компонентов и технологий позволит получить желаемый самолет с высокими характеристиками.
Як-141 имел характерный технический облик, необходимый для получения желаемых летных характеристик. Самолет построили по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным трапециевидным крылом и оперением на двух хвостовых балках. Значительная часть объемов фюзеляжа отдавалась под силовую установку особой конструкции.
При необходимости возможны взлет и посадка "по-самолетному". Фото Airwar.ru
Главным элементом силовой установки был подъемно-маршевый двухконтурный турбореактивный двигатель Р79В-300. Это изделие оснащалось поворотным соплом, качающимся в продольной плоскости на 95°. С помощью такого сопла самолет мог взлетать вертикально или совершать горизонтальный полет. За кабиной пилота располагались два подъемных двигателя РД-41 меньших габаритов и меньшей мощности. Они оснащались поворотными насадками сопла для изменения вектора тяги.
На подъемно-маршевом двигателе предусматривались средства отбора воздуха для подачи к струйным рулям на фюзеляже и крыле. Струйные рули и дифференцированное изменение тяги двигателей обеспечивали полное управление при вертикальном взлете/посадке и на висении.
Суммарная тяга двигателей Р79В-300 и РД-41 достигала 23700 кгс, что позволяло выполнять вертикальный взлет и посадку с массой до 15,5 т. Максимальная скорость полета достигала 1800 км/ч. Дальность полета с укороченным взлетом и нагрузкой 1 т – до 2-2,1 тыс.км. Таким образом, по основным характеристикам Як-141 превосходил все предыдущие отечественные СВВП.
Очевидно, что Як-141 в исходном виде не сможет выполнять боевые задачи в отдаленном будущем, и потому нужна разработка нового СВВП/СУВП, в конструкции которого будут использоваться уже существующие и отработанные решения. Получившийся самолет должен будет иметь самые серьезные отличия от существующего.
Самолет в режиме висения. Видна работа подъемных двигателей. Фото Wikimedia Commons
В соответствии с требованиями времени, новый СВВП/СУВП должен отличаться сниженной заметностью. Для этого ему, в первую очередь, нужен полностью новый планер, собранный из правильных материалов и имеющий необходимые обводы. Следует отметить, что применение композитов позволит повысить весовое совершенство конструкции – критически важный параметр для вертикального взлета. Для использования самолета в качестве палубного следует предусмотреть возможность складывания плоскостей.
В проекте необходимо использовать прогресс в сфере двигателестроения. Архитектура подъемно-маршевого двигателя с поворотным соплом хорошо показала себя на Як-141 и нашла применение в зарубежной технике. Такое сопло следует использовать и на новом отечественном самолете – с новым двигателем, показывающим более высокие характеристики.
Основной двигатель нуждается в помощи дополнительных подъемных средств, которые могут быть выполнены несколькими способами. На Як-141 в этой роли использовались два подъемных двигателя РД-41. Американский проект F-35B предусматривает применение подъемного вентилятора с приводом от основного двигателя. Интересные варианты перестройки силовой установки предлагают Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина и компания «ОДК-Сатурн».
Вид с другого ракурса - работают три двигателя. Фото Aviarf.ru
Модернизация установки по типу Як-141 может быть выполнена путем замены двух подъемных двигателей одним изделием повышенной мощности. В таком случае возможно сокращение удельной массы на треть, а расхода топлива – на 40%. Второе предложение предусматривает создание комбинированной силовой установки. Ее первым элементом становится полноценный ТРДДФ, вторым – выносной модуль двигателя без собственного компрессора, получающий воздух от второго контура ТРДДФ. Модуль ТРД должен иметь поворотные сопла для создания вертикальной и горизонтальной тяги. Применение такой системы обеспечивает нужные летные характеристики при сокращении расхода топлива, в т.ч. на сверхзвуковых режимах.
Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования должен основываться на самых современных компонентах, обеспечивающих решение поставленных задач. Особое внимание при этом нужно уделить электронным средствам управления для контроля за работой всех систем и снижения нагрузки на летчика.
Применение нового СВВП/СУВП на авианосцах может предусматривать решение задач борьбы за превосходство в воздухе или нанесения ударов по наземным целям. Таким образом, новый истребитель должен нести ракеты и бомбы разных классов и типов. Для обеспечения малозаметности вооружение следует размещать во внутренних грузоотсеках.
Наша авиационная промышленность располагает значительным объемом наработок в разных областях, необходимых для создания новых самолетов вертикального или укороченного взлета и посадки. При этом необходимо проведение новых исследований и проработка перспективных решений. Применив все лучшие идеи в одном проекте, предприятия способны создать новый самолет, отвечающий всем современным требованиям. Впрочем, такие работы могут занять немало времени.
Опытный Як-141 в музее. Фото Wikimedia Commons
Необходимо признать, что даже при удачном завершении опытно-конструкторских работ проект СВВП/СУВП все равно сталкивается с существенными проблемами. Специфика вертикального взлета такова, что самолет с этой возможностью по летно-техническим характеристикам проигрывает «традиционным» машинам. Серьезная разница в основных характеристиках является поводом для многолетних споров о необходимости создания СВВП/СУВП, которые пока так и не привели к однозначному итогу. Специфические черты перспективной машины могут даже привести к отказу от нее.
Тем не менее, еще два года назад российское министерство обороны решило вернуться к старым идеям и вновь проработать их с использованием накопленного опыта и современных технологий. На данный момент новый отечественный проект СВВП/СУВП находится на самых ранних стадиях изучения возможностей и формирования облика. Какая-либо конкретная информация появится лишь после завершения этих работ, и тогда станет ясно, оправдались ли нынешние прогнозы и оценки. Кроме того, тогда можно будет определить, какие черты Як-141 перешли к новому самолету.
Як-141 в режиме вертикального полета. Фото Wikimedia Commons
Планы на будущее
Тему разработки нового палубного самолета впервые поднял в 2017 г. замминистра обороны (ныне вице-премьер) Юрий Борисов. На авиасалоне МАКС он рассказал, что в планах военного ведомства имеется создание самолета укороченного взлета и посадки (СУВП). Возможна разработка машины с вертикальным взлетом (СВВП). Такие проекты могут быть выполнены в интересах морской авиации. В основу новой разработки ляжет более старая линейка самолетов фирмы «Яковлев».
Через несколько месяцев Ю. Борисов сообщил, что проект СУВП/СВВП включен в новую Госпрограмму вооружений на 2018-2027 гг. Работы по новой машине связывают с будущим моральным и физическим устареванием существующих МиГ-29К и Су-33. При этом какие-либо подробности нового проекта не оглашались, поскольку на тот момент речь шла лишь о планах.
На форуме «Армия-2018» прозвучали новые сообщения о проекте СУВП/СВВП. Утверждалось, что к тому времени уже шли работы над концепцией самолета, но подробности вновь остались неизвестными.
С прошлого года тема самолета вертикального/укороченного взлета на официальном уровне не поднималась. По всей видимости, соответствующие структуры Минобороны и организации авиационной промышленности заняты теоретическими вопросами, и пока не могут представить общественности какую-либо информацию о новом проекте.
Выбор платформы
Учитывая нынешние темпы создания новой авиационной техники, можно предположить, что перспективный СУВП/СВВП сможет пойти в части не ранее начала тридцатых годов. Таким образом, самолету предстоит служить в отдаленном будущем, что предъявляет особые требования к формированию его технического облика.
Горизонтальный полет. Фото Airwar.ru
С целью ускорения работ и максимального использования доступных решений в основе нового проекта должен лежать существующий. При этом выбор подобных проектов не слишком велик. Использование платформ Су-27 и МиГ-29 не имеет смысла ввиду их ожидаемого морального устаревания, а также из-за необходимости кардинальной переработки конструкции. Новейший Су-57 тоже не выглядит оптимальной основой для СУВП/СВВП из-за разных требований.
Ю. Борисов упоминал, что новый образец станет развитием разработок компании «Яковлев». В прошлом это конструкторское бюро активно занималось тематикой укороченного и вертикального взлета, и некоторые ее разработки даже дошли до серии. Последним образцом в ее линейке был истребитель вертикального взлета Як-141. Он показывал достаточно высокие характеристики, но по ряду причин не попал в войска.
Из всех отечественных СВВП именно Як-141 можно считать самым совершенным с точки зрения конструкции, возможностей и характеристик. В то же время, у этой машины были определенные недостатки, обусловленные уровнем развития технологий прошлых десятилетий. Можно предположить, что правильное сочетание основных решений проекта Як-141 и новых компонентов и технологий позволит получить желаемый самолет с высокими характеристиками.
Базовая конструкция
Як-141 имел характерный технический облик, необходимый для получения желаемых летных характеристик. Самолет построили по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным трапециевидным крылом и оперением на двух хвостовых балках. Значительная часть объемов фюзеляжа отдавалась под силовую установку особой конструкции.
При необходимости возможны взлет и посадка "по-самолетному". Фото Airwar.ru
Главным элементом силовой установки был подъемно-маршевый двухконтурный турбореактивный двигатель Р79В-300. Это изделие оснащалось поворотным соплом, качающимся в продольной плоскости на 95°. С помощью такого сопла самолет мог взлетать вертикально или совершать горизонтальный полет. За кабиной пилота располагались два подъемных двигателя РД-41 меньших габаритов и меньшей мощности. Они оснащались поворотными насадками сопла для изменения вектора тяги.
На подъемно-маршевом двигателе предусматривались средства отбора воздуха для подачи к струйным рулям на фюзеляже и крыле. Струйные рули и дифференцированное изменение тяги двигателей обеспечивали полное управление при вертикальном взлете/посадке и на висении.
Суммарная тяга двигателей Р79В-300 и РД-41 достигала 23700 кгс, что позволяло выполнять вертикальный взлет и посадку с массой до 15,5 т. Максимальная скорость полета достигала 1800 км/ч. Дальность полета с укороченным взлетом и нагрузкой 1 т – до 2-2,1 тыс.км. Таким образом, по основным характеристикам Як-141 превосходил все предыдущие отечественные СВВП.
Необходимые доработки
Очевидно, что Як-141 в исходном виде не сможет выполнять боевые задачи в отдаленном будущем, и потому нужна разработка нового СВВП/СУВП, в конструкции которого будут использоваться уже существующие и отработанные решения. Получившийся самолет должен будет иметь самые серьезные отличия от существующего.
Самолет в режиме висения. Видна работа подъемных двигателей. Фото Wikimedia Commons
В соответствии с требованиями времени, новый СВВП/СУВП должен отличаться сниженной заметностью. Для этого ему, в первую очередь, нужен полностью новый планер, собранный из правильных материалов и имеющий необходимые обводы. Следует отметить, что применение композитов позволит повысить весовое совершенство конструкции – критически важный параметр для вертикального взлета. Для использования самолета в качестве палубного следует предусмотреть возможность складывания плоскостей.
В проекте необходимо использовать прогресс в сфере двигателестроения. Архитектура подъемно-маршевого двигателя с поворотным соплом хорошо показала себя на Як-141 и нашла применение в зарубежной технике. Такое сопло следует использовать и на новом отечественном самолете – с новым двигателем, показывающим более высокие характеристики.
Основной двигатель нуждается в помощи дополнительных подъемных средств, которые могут быть выполнены несколькими способами. На Як-141 в этой роли использовались два подъемных двигателя РД-41. Американский проект F-35B предусматривает применение подъемного вентилятора с приводом от основного двигателя. Интересные варианты перестройки силовой установки предлагают Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина и компания «ОДК-Сатурн».
Вид с другого ракурса - работают три двигателя. Фото Aviarf.ru
Модернизация установки по типу Як-141 может быть выполнена путем замены двух подъемных двигателей одним изделием повышенной мощности. В таком случае возможно сокращение удельной массы на треть, а расхода топлива – на 40%. Второе предложение предусматривает создание комбинированной силовой установки. Ее первым элементом становится полноценный ТРДДФ, вторым – выносной модуль двигателя без собственного компрессора, получающий воздух от второго контура ТРДДФ. Модуль ТРД должен иметь поворотные сопла для создания вертикальной и горизонтальной тяги. Применение такой системы обеспечивает нужные летные характеристики при сокращении расхода топлива, в т.ч. на сверхзвуковых режимах.
Комплекс бортового радиоэлектронного оборудования должен основываться на самых современных компонентах, обеспечивающих решение поставленных задач. Особое внимание при этом нужно уделить электронным средствам управления для контроля за работой всех систем и снижения нагрузки на летчика.
Применение нового СВВП/СУВП на авианосцах может предусматривать решение задач борьбы за превосходство в воздухе или нанесения ударов по наземным целям. Таким образом, новый истребитель должен нести ракеты и бомбы разных классов и типов. Для обеспечения малозаметности вооружение следует размещать во внутренних грузоотсеках.
На ранних стадиях
Наша авиационная промышленность располагает значительным объемом наработок в разных областях, необходимых для создания новых самолетов вертикального или укороченного взлета и посадки. При этом необходимо проведение новых исследований и проработка перспективных решений. Применив все лучшие идеи в одном проекте, предприятия способны создать новый самолет, отвечающий всем современным требованиям. Впрочем, такие работы могут занять немало времени.
Опытный Як-141 в музее. Фото Wikimedia Commons
Необходимо признать, что даже при удачном завершении опытно-конструкторских работ проект СВВП/СУВП все равно сталкивается с существенными проблемами. Специфика вертикального взлета такова, что самолет с этой возможностью по летно-техническим характеристикам проигрывает «традиционным» машинам. Серьезная разница в основных характеристиках является поводом для многолетних споров о необходимости создания СВВП/СУВП, которые пока так и не привели к однозначному итогу. Специфические черты перспективной машины могут даже привести к отказу от нее.
Тем не менее, еще два года назад российское министерство обороны решило вернуться к старым идеям и вновь проработать их с использованием накопленного опыта и современных технологий. На данный момент новый отечественный проект СВВП/СУВП находится на самых ранних стадиях изучения возможностей и формирования облика. Какая-либо конкретная информация появится лишь после завершения этих работ, и тогда станет ясно, оправдались ли нынешние прогнозы и оценки. Кроме того, тогда можно будет определить, какие черты Як-141 перешли к новому самолету.
Информация