«Хвостовой» взлёт: Почему самолёты-вертикалки остались мечтой авиации
В мире авиации всегда находилось место смелым экспериментам и революционным концепциям. Одной из таких, так и не получившей широкого распространения, стали самолёты вертикального взлёта и посадки (СВВП) с «вертикальной» компоновкой, или, как их часто называют, «tail-sitters» (самолёты, сидящие на хвосте). Идея казалась блестящей: получить машину, способную взлетать и садиться вертикально, не требуя аэродромов, и при этом обладающую скоростью и дальностью реактивного истребителя. США, Германия и Франция активно экспериментировали с этой концепцией, но ни один из этих проектов не вышел за рамки опытных образцов.
Основным стимулом для разработки таких машин в 1940-х годах была потенциальная угроза советского нападения. Военные планировщики искали способы рассредоточить авиацию, чтобы избежать уничтожения на крупных, уязвимых авиабазах. Идея заключалась в том, что «самолёты-вертикалки» могли бы действовать с дорог, небольших полевых аэродромов и даже кораблей. Примерно те же задачи решали советские конструкторы, разрабатывая, к примеру, Як-36, но шли иным путём — путём использования поворотного сопла.
Контракты Convair и Lockheed на разработку «хвостов»
В 1947 году ВВС и ВМС США выдали компаниям Convair и Lockheed контракты на изучение технологий вертикального взлёта и посадки с использованием концепции «tail-sitter». Convair разработала XFY-1 Pogo, а Lockheed создала XVF-1. Обе машины оснащались турбовинтовым двигателем Allison YT40-A-14, который представлял собой комбинацию двух газовых турбин T38, приводящих в действие редуктор. Этот редуктор вращал пару трехлопастных соосных винтов — два винта, установленных на одной оси, один внутри другого, вращающихся в противоположных направлениях.
Оба самолёта-вертикалки могли взлетать вертикально, зависать в воздухе, переходить в горизонтальный полет, а затем возвращаться в вертикальное положение для посадки. Однако конструкторы и пилоты столкнулись с аналогичными проблемами в обеих конструкциях. Пилоты испытывали проблемы с управлением и устойчивостью. Пожалуй, самой серьезной проблемой было определение скорости снижения при посадке. С высоты было сложно оценить близость к земле.
Convair и Lockheed построили только по одному прототипу каждой модели. В конце концов, после многочисленных технических проблем и необходимости в специально обученных пилотах, обе программы были закрыты к 1955 году.
Ryan X-13 Vertijet: Вертикальный взлёт с подводной лодки
Ещё одним интересным проектом «tail-sitter» стал Ryan Aeronautical X-13 Vertijet. В 1947 году ВМС США заключили с компанией Ryan контракт на изучение концепции истребителя СВВП, способного действовать с подводной лодки. Представьте себе, какую головную боль доставила бы такая платформа советским стратегам!
Ryan разработала беспилотный демонстрационный самолёт с турбореактивным двигателем Allison J33. Он имел шаровое сопло для управления во время зависания. Затем инженеры переоборудовали топливный бак от бомбардировщика B-47 в кабину и прикрепили её к двигателю. 24 ноября 1953 года пилот Питер Жирар совершил первый в истории пилотируемый полет с зависанием на реактивном самолете.
Как и в случае со многими экспериментальными авиационными проектами, финансирование закончилось, и ВМС закрыли проект, но это не стало концом концепции. ВВС США заинтересовались идеей самолёта-вертикалки и в 1954 году заключили с Ryan Aeronautical контракт на постройку двух демонстрационных образцов, получивших название X-13 Vertijet.
Возрождение проекта Ryan X-13 ВВС США
Как и в случае с предыдущими идеями, ВВС были заинтересованы в эксплуатации самолёта с минимальных, широко рассредоточенных аэродромов. Ryan также разработала трейлер, который можно было наклонять вертикально для взлета и посадки. Этакий мобильный стартовый комплекс.
Самолёт крепился с помощью крюка к тросу перед взлетом. Взлеты и посадки были сложными. Как только пилот давал достаточно тяги, самолёт поднимался до тех пор, пока крюк на носу не отделялся от троса, прикрепленного к трейлеру. Затем самолёт отходил от трейлера и ускорялся вертикально.
Посадки были еще более трудными для пилотов. У них был плохой обзор, и им было почти невозможно определить свою высоту при приближении к трейлеру. Связываясь с наземными службами, пилоты медленно уменьшали тягу, пока крюк на носу не зацеплялся за трос.
Во время полета Vertijet мог переходить из вертикального в горизонтальное положение и летать как обычный самолет. Однако ВВС пришли к выводу, что его характеристики не соответствуют характеристикам других истребителей. Кроме того, ВВС решили, что их базы необходимы для крупномасштабных операций и что их можно защитить от атак противника. Эти факторы привели к прекращению финансирования проекта в 1958 году.
Немецкий Triebflugel: Опережая время?
Надо сказать, что США были не первой страной, изучавшей самолеты такого типа. Во время Второй мировой войны Германия разработала планы самолёта СВВП с «вертикальной» компоновкой под названием «Triebflugel» или «истребитель с толкающим крылом». Немцы хотели использовать этот самолёт в качестве истребителя-перехватчика для борьбы с американскими и британскими бомбардировщиками. Конструкция предусматривала три крыла вместо обычных, установленные на вращающемся хомуте. На концах крыльев должны были быть установлены прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Возможно, немцы провели некоторые испытания Triebflugel в аэродинамической трубе до окончания войны, но полномасштабный прототип так и не был построен. Сегодня эта машина больше известна благодаря моделизму и компьютерным играм, чем реальным достижениям.
Французский Coléoptère: Еще одна неудача
Франция также работала над своим проектом самолёта-вертикалки. В 1954 году Société Nationale d’Etude et de Construction de Moteurs d’Aviation (SNECMA) начала разработку C450 Coléoptère («Жук»). Самолёт имел круглое, или кольцевое крыло и реактивный двигатель Atar D. Диаметр крыла составлял 3,2 метра (10,5 фута). Coléoptère совершил свой первый полет 3 мая 1959 года и выполнил девять испытательных полетов.
В ходе своего последнего полета, 25 июля 1959 года, пилот должен был вернуться в режим зависания на высоте 600 метров (2000 футов) и совершить посадку. Самолёт-вертикалка не смог перейти в режим зависания и начал слишком быстро падать. Он начал неконтролируемо колебаться, и пилот катапультировался с высоты 45 метров (150 футов), получив серьезные травмы. Coléoptère повернулся под углом 50 градусов, ускорился и разбился. В конце концов, французы, вслед за США, отказались от «tail-sitters» и переключились на разработку новых конструкций истребителей.
Заключение: Мечты о вертикальном взлёте
Проекты «tail-sitter» так и не взлетели в большую авиацию. Несмотря на кажущуюся привлекательность концепции, сложные задачи в управлении, устойчивости и, прежде всего, посадке оказались непреодолимыми. Нельзя забывать и о быстром развитии традиционной авиации — истребители становились быстрее, манёвреннее и могли действовать с обычных аэродромов.
Однако, нельзя сказать, что идея вертикального взлёта умерла. Появление современных технологий, таких как системы управления полётом fly-by-wire, более мощные и эффективные двигатели, возможно, дадут толчок к новым, более совершенным концепциям СВВП. И, кто знает, может быть, когда-нибудь мы увидим, как самолёт, стоящий на «хвосте», гордо взмоет в небо, открывая новую эру в авиации.
