Конструкция самолета вертикального взлета и посадки Як-141
Як-141 представляет собой самолёт нормальной аэродинамической схемы с высокорасположенным крылом, двухкилевым вертикальным оперением и следующей схемой расположения двигателей: один подъёмно-маршевый двигатель располагается в хвостовой части фюзеляжа и два подёмных двигателя располагаются сразу за кабиной лётчика.
Самолет вертикального взлета и посадки Як-141. Хорошо видна необычная конструкция хвостовой части и поворотный двигатель.
Крыло стреловидное с изломом задней кромки и корневыми наплывами, консоли складываются примерно на полуразмахе при размещении самолёта на корабле. Планер самолёта состоит на 26% из КМ, включая углепластиковые поверхности хвостового оперения, закрылки, носки и наплывы крыла. Остальная конструкция в основном выполнена из алюминиево-литиевого сплава.
Система управления вооружением включает многорежимную бортовую импульсно-доплеровскую РЛС «Жук» с единой индикацией и обеспечивает решение задач с применением различных видов оружия. Имеется также лазерный дальномер и ИК датчик поисково-следящей системы, Аппаратура радиоэлектронного подавления смонтирована в законцовках крыла и килей. В перегородках, простирающихся от килей вперёд, могут размещаться устройства выброса тепловых ложных целей или дипольных отражателей.
Як-141 имеет на борту три двигателя: подъемно-маршевый Р-79 с тягой 15500 кг и два установленных непосредственно за кабиной пилота малоразмерных подъемных двигателя РД-41 с тягой по 4100 кг. Это позволяет самолету взлетать вертикально с массой до 15800 кг, а при коротком (60-120 м) разбеге — до 19500 кг.
Основной двигатель самолета форсирован. Форсажная камера находится перед поворотным соплом, причем применение форсажа возможно и при отклонении поворотных элементов сопла. Интегрированная система управления соплом и двигателем обеспечивает оптимальное соответствие режимов работы двигателя и положения управляемого сопла, что позволяет пилоту не отвлекаться при взлете и посадке на контроль за параметрами этих систем и в целом автоматизирует процесс вертикального или укороченного взлета и посадки. Это особенно существенно при полетах с палубы корабля.
Як-38, «предки» Як-141 на палубе. Как видно, машины итак очень компактны, а если прибавить, что им не нужен разбег…
Далеко выходящие за границы среза сопла две хвостовые балки с килями и стабилизаторами обеспечивают большие управляющие моменты на малых скоростях полета, позволяют облегчить стабилизацию по рысканью и эффективно управлять полетом. Возможность запускать подъемные двигатели и изменять вектор тяги основного двигателя в воздухе позволяет Як-141 с легкостью двигаться практически в любом направлении.
При дальнейшем развитии Як-141 предполагалось существенно изменить систему управления самолетом. Бортовой вычислительный комплекс этой машины едва ли не самый сложный из применяемых в истребительной авиации: в единую сеть объединены управление и самолетными системами, и агрегатами двигателя, и пилотажно-навигационным оборудованием, и системами вооружения. При модернизации предполагалось включить сюда новые элементы бортового вычислительного комплекса и нашлемную систему целеуказания.
Любопытно, что режимы сверхманевренности, которыми так любят удивлять нас самолеты концерна «Сухой», за счет двигателей с изменяемыми векторами тяги, вполне были бы доступны и этой машине (с допустимой перегрузкой до 7 g). Почему «были бы»? Потому что, буквально первый же полет Як-141 стал для него и последним – распался СССР и почти сразу же проект самолета с вертикальным взлётом и посадкой Як-141 был заморожен на неопределенное время из-за отсутствия финансирования.
Многоцелевой сверхзвуковой самолет Як-141.
Як-141
Осенью 1973г. инженеры ОКБ Яковлева начинают прорабатывать вид нового всепогодного сверхзвукового палубного самолета вертикального/ укороченного взлета и посадки Як-141. К летным испытаниям машины планировали приступить в 1982г., но из-за задержки разработок сопла испытания отложили. А во второй половине 1984г. уходит на заслуженную пенсию Александр Сергеевич Яковлев, за тем в декабре умирает министр обороны Устинов. Но несмотря ни на что, в марте 1987г. Як-141 наконец, совершает первый полет, взлетев по самолетному с разбегом. В режиме висения сто сорок первый опробован в самом конце 1989г., а летом 1990г. самолет проверяют во всех режимах.
В октябре 1991г. опытный Як-141 совершает короткий разбег с палубы ТАКР «Адмирал горшков». Сделав круг, самолет пошел на посадку, но из-за ошибки летчика сал быстро снижаться. В результате чего сломал шасси, которые пробили топливные баки – самолет загорелся. Пожар потушили, но машина восстановлению не подлежала. Пилот, катапультировался и не пострадал.
Чтобы построить новый опытный самолет, требовались деньги, а их не было. Программу приостановили, а за тем, в 1992г. полностью свернули.
Трудная дорога в небо
Проектирование этого истребителя началось в 1975 году, но первый летный экземпляр построили только 11 лет спустя. Такая большая задержка во времени постройки объяснялась не техническими, а скорее финансовыми трудностями, которые до сих пор испытывает весь российский авиапром.
В 1987 году начались первые полеты, а через два года закончились летные испытания Як-141. Истребитель, несмотря на трудности по доводке силовой установки, получился довольно удачным. Летными испытаниями руководил заместитель главного конструктора ОКБ К. Ф. Попович.
Взлет Як-141, по утверждениям очевидцев, напоминал сюжет из какого-то фантастического фильма. Из-под брюха спокойно стоявшего на полосе самолета под аккомпанемент ревущих двигателей вырвалось желто-красное пламя. В какой-то неуловимый момент окрашенный в защитный цвет истребитель, словно опираясь на этот огонь, стал медленно, совершенно вертикально подниматься в небо. На высоте нескольких десятков метров он завис в воздухе как вертолет, а потом, убрав шасси, стал нехотя разгоняться и, набрав за короткое время огромную скорость, исчез вдали. Сделав размашистый круг, самолет замедлил свое движение, остановился в воздухе и, плавно снижаясь, вертикально приземлился.
Предшественники Як-141
В Советском Союзе были разработаны истребители с комбинированной силовой установкой, в которую входили подъемно-маршевые и подъемные двигатели, например Як-38 ОКБ им. А. С. Яковлева. Як-38 серийно выпускался в двух вариантах компоновок. Первая — это одноместный боевой самолет, предназначенный для атаки небольших кораблей и защиты ВМФ и подводных лодок от разведывательных самолетов и вертолетов береговой авиации. Вторая — двухместный учебно-тренировочный истребитель, который имел вторую дополнительную кабину, расположенную впереди и ниже — основной под общим фонарем.
Однако к середине 1980-х годов Як-38 из-за малого радиуса действия, который в ударном варианте не превышал радиус вертолета Ка-29, морально устаревшего бортового радиоэлектронного оборудования и недостаточного вооружения перестал удовлетворять требованиям, предъявляемым к палубным СВВП. Поэтому в ОКБ им. А. С. Яковлева разработали принципиально новый истребитель вертикального взлета и посадки Як-141.
Эпоха реактивных «Яков»
В послевоенные годы ОКБ одним из первых приступило к созданию реактивных истребителей, имея опыт разработки в годы войны самолетов с жидкостными ракетными двигателям и прямоточными воздушно-реактивными двигателями. Реактивные Як-15, Як-17 и Як-23 были приняты на вооружение ВВС. На самолетах Як-15 впервые был отработан и показан на авиационном параде групповой высший пилотаж.
«Учебную парту» УТ-2 сменили современные Як-18 и Як-11, на которых, как и на их предшественнике, проходили обучение все послевоенные пилоты. Дальнейшим развитием стали созданные в 70-х годах 20 века спортивный одноместный Як-50 и двухместный учебный Як-52.
Продолжая тему создания пассажирских самолетов (АИР-6, АИР-19, Як-6, Як-8, Як-16), в 1965 году ОКБ Яковлева приступает к созданию своего первого реактивного пассажирского самолета – Як-40, ставшего и первым в мире реактивным пассажирским самолетом для местных авиалиний. Новая машина должна была прийти на смену устаревшим винтовым Ли-2, Ил-12 и Ил-14 и, как писал сам Яковлев, «ввести местные воздушные авиалинии в эру реактивной авиации».
Як-40
Дальность полета машины составила 1350 км, а на борт она могла взять от 24 до 32 пассажиров. Як-40 стал одним из самых известных советских пассажирских самолетов. Начиная с 1967 года, он регулярно выставлялся на зарубежных авиасалонах, совершил ряд демонстрационных перелетов по Латинской Америке, Северной Америке, Африке и пользовался популярностью у иностранных заказчиков. Впервые в отечественной авиационной промышленности Як-40 прошел официальную международную сертификацию и массово поставлялся за рубеж. Самолет успешно использовался с 1970 года в авиакомпаниях 19 стран.
Используя полученный при проектировании Як-40 опыт, в ОКБ в 1973 году был создан ближнемагистральный пассажирский самолет Як-42 вместимостью 100-120 пассажиров. В 1980 году самолет вошел в эксплуатацию на регулярных авиалиниях и стал самым экономичным самолетом Аэрофлота. На Як-42 установлено 9 мировых рекордов.
Немного о технических характеристиках
Характеристики нового Яка соответствовали существовавшей тогда военной доктрине. Самолет мог эксплуатироваться с взлетно-посадочных площадок ограниченных размеров (с коротких бетонных и асфальтовых полос) и в корабельных условиях. По сравнению с самолетами обычного взлета Як-141 был способен взлетать без выруливания на ВПП непосредственно из укрытия по рулежной дорожке, мог эксплуатироваться с поврежденных аэродромов.
Средства катапультирования обеспечивали автоматическое спасение летчика на всех режимах полета. И это было проверено при испытаниях Як-141 на авианосце. Летчик-испытатель В. А. Якимов при посадке, находясь уже над палубой корабля, на малой высоте превысил вертикальную скорость снижения. Як грубо сел, ударился о палубу, основные стойки шасси пробили топливный бак, возник пожар. Пилот был вынужден катапультироваться, и сделал он это вполне благополучно.
Впервые Як-141 был показан на 39-м авиакосмическом салоне в Ле Бурже, но в виде модели и короткого видеофильма по его летным испытаниям. Полнокровный дебют нового Яка состоялся год спустя на выставке в Фарнборо.
Даже в то время при вертикальном взлете Як-141 имел вес 15,8 т, что меньше веса МиГ-29 (16,7 т) и почти вдвое меньше взлетного веса Су-27 (30 т), хотя по другим летно-техническим характеристикам он уступал всем обычным истребителям и конкурировал по отдельным параметрам только с СВВП «Харриер», серийный выпуск которого был начат в 1966 году.
Кроме того, радиус боевого применения этого самолета не превышал 300 км. И это не позволяло ему защищать корабль, на котором он базировался, от крылатых ракет «воздух — корабль».
Большой расход топлива Як-141 при взлете, недостаточный радиус боевого применения, катастрофа одного из летных экземпляров самолета привели к тому, что программа его испытаний была прекращена, а финансирование приостановлено. Также концу 1991 года были остановлены работы по подготовке серийного производства Як-141 на Саратовском авиазаводе. Таким образом, в России на долгое время была прикрыта тематика развития самолетов вертикального взлета и посадки.
Однако стоит привести цитату, взятую из отчета экспертов ГосНИИАС. Она говорит о том, что, «как показал опыт разработки истребителя Як-141, заявляемый способ (вертикального взлета и посадки) может применяться не только новыми машинами соответствующей конструкции, но и самолетами серийно выпускаемых типов, при этом модернизированный самолет не потеряет ни одной из присущих ему положительных летных и тактико-технических характеристик».
В ряде западных газет того времени иностранные специалисты утверждали, что русские с разработкой этого Яка обогнали их по крайней мере лет на десять-пятнадцать. И это было действительно так, потому что фирма «Локхид» в 1996 году для своего проекта по программе JSF («Единый ударный истребитель») выбрала схемы двигательной установки, а также отклонения сопла подъемно-маршевого двигателя, аналогичные двигательной установке Як-141.
И американцы этого не скрывали. Они ссылались на соглашение с ОКБ им. А. С. Яковлева, которое позволило им это сделать. Но позже они отказались от сотрудничества и решили (получив от русских 90% информации), что сделают такой истребитель сами. И сделали. Им стал F-35В.
История создания самолёта Як 141
В 1974 году положено начало первым разработкам по самолёту палубной авиации с вертикальным взлётом и посадкой, над проектом работали на протяжении 9 лет. До 1984 года выбиралась концепция и разрабатывалась конструкция самолёта и силовой установки. В 1984 году после смерти маршала Д.Ф. Устинова работа над проектом прекратилась и возобновилась лишь в 1986 году.
Як 141
Было решено построить четыре опытных экземпляра Як 141М с двумя подъёмными и одним маршевым двигателями. Новый образец (изделие 48-1) получил двигатель, но не имел возможности летать. На этом экземпляре проводили испытания работы двигателя и исследования на стенде моментов и сил.
Следующую машину (изделие 48-2) вывели из ангара в конце 1985, а 9 марта 1986 года опытный самолёт под управлением лётчика А. Синицына впервые попробовал воздух. Осенью 1992 года самолёт демонстрировали на авиашоу, выполнял показательные полёты на Як 141 лётчик В. Якимов. Позднее машину показывали на выставках Макс-93 и 95, но лишь в статической позиции на земле.
Изделие 48-3 завершило малую серию опытных машин. Конструктивно этот самолёт несколько отличался от предыдущих, у него изменен интерьер кабины лётчика и расположение приборов. Под управлением лётчика А. Синицына он впервые оторвался от земли в апреле 1989 года.
Последний по хронологии самолёт – изделие 48СИ построили летом 1986 года, он изначально предназначался для исследований на статику. Испытания проходили до марта 1987 года и по их результатам модернизировали изделие 48-2 и учитывали при сборке изделия 48-3.
Як 141
5 октября 1991 года при выполнении захода на посадку, на авианесущий крейсер «Адмирал Горшков» лётчик-испытатель В. Якимов превысил вертикальную составляющую снижения, машина жёстко приземлилась на палубу и загорелась, пилот катапультировался, пожар ликвидировали. Начавшиеся трудности в финансировании и неудачная посадка сыграли решающую роль в закрытии работ над проектом.
История создания самолета
Взявшись спроектировать самолет Як-42, взамен устаревших Ту-134 и Ил-18, конструкторы КБ Яковлева использовали опыт, приобретенный при разработке ЯК-40. Было решено сконструировать летательный аппарат с 3-мя моторами, расположенными в задней части машины. С 1974 по 1976 года было создано четыре опытных образца.
Первый самолет имел крыло со стреловидностью в 11 градусов. Первоначально предполагалось, что будущий лайнер конструктивно практически полностью будет похож на Як-40, поэтому собирались установить на него крыло прямой формы. Это позволяло сделать больше подъемную силу машины, что в свою очередь позволяло меньше расходовать топлива и сделать больше дальность полета. Но большая стреловидность позволяла увеличить скорость машины.
В процессе проведения испытаний, которые проходили в штатном режиме, выяснилось, что скорость машины на высоте 8 км ниже ожидаемой, она составляет 680 км/ч, но Министерство авиации настаивало на том, чтобы скорость самолета увеличилась до 700–800 км/ч. Поэтому решили изменить конструкцию самолёта, и увеличить стреловидность крыла.
Доработка конструкции самолёта произошла в скором времени, через небольшой промежуток времени, включающий несколько месяцев, он получил уже другую форму крыла. Следующие испытания машины получили хорошие отзывы от летчиков, его испытующих, они отметили хорошую пилотируемость машины, управляемость и устойчивость. В 1977 году на авиавыставке во Франции он был продемонстрирован общественности.
Самолёт был отправлен в серию в 1977 году, а его активное использование стартовало с 1980 года, когда он был удостоен сертификата летной пригодности. В 1982 году произошла катастрофа с участием самолета Як-42, где погибли люди. Тогда на 2 года прекратилось изготовление этого авиалайнера и его полеты. В 1988 году выпустили новую модель авиалайнера Як 42Д, которая отличалась большей длительностью полёта и большим весом при взлете. Массовое производство самолетов прекратилось в связи с распадом Советского Союза, поскольку уменьшилось количество пассажирских перевозок.
Як 42Д
Последний самолёт был произведен в 2003 году. Большая авария произошла в 2011 году в сентябре месяце с участием Як-42, под Ярославлем, приведшая к гибели хоккейной команды «Локомотив», после этого производство самолета прекратилось.
Близнецы-братья
Конструкция F-35B во многом повторяет Як-141. Это объясняется сотрудничеством фирмы Lockheed Martin и КБ Яковлева в 1991—1997 годах. По некоторым данным, в 1995 году яковлевцы с разрешения правительства России продали американцам всю документацию по Як-38 и Як-141.
Однако F-35B имеет и существенные отличия. На Як-141 для создания вертикальной тяги применялись два ТРД. Применение на F-35B подъемного вентилятора позволило уменьшить потери тяги основного двигателя от попадания продуктов горения в воздухозаборник и уменьшило температурные нагрузки на покрытие посадочной площадки.
Но конструкции обоих самолетов имеют общие недостатки: во время обычного полета самолет несет «мертвый груз» в виде подъемных агрегатов. Также они забирают под себя значительный объем внутри фюзеляжа, где обычно размещаются топливные баки. Результат таких конструктивных решений — существенное снижение дальности полета (F-35B из всей серии 35-х имеет самую низкую дальность полета).
На разработку самолета было затрачено свыше 56 млрд долларов. Согласно заявлению президента Трампа, полная стоимость проекта составила 400 млрд. Стоимость одной машины в среднем превышала 150 млн.
После того как в конце 2016 года Трамп подверг критике программу создания новейшего боевого самолета из-за ее стоимости, корпорация Lockheed Martin объявила о снижении стоимости истребителей F-35 до 85 млн долларов в 2019 году. На рубеже производства 200 машин цена за F-35 упадет до 85 млн за штуку.
Истребитель-бомбардировщик Як-9.
Як-9
Як-9 является развитием самолета Як-7 и стал самым массовым истребителем СССР в годы ВОВ. При создании девятого Яка были учтены недостатки, выявленные в процессе боевого применения предыдущих машин Як-1 и Як-7. Также, стало возможным использовать в конструкции самолета больше дюралюминия, в котором в начале войны страна испытывала дефицит. К 1943г. в войсках Як-9 было больше чем всех остальных истребителей вместе взятых.
Самолет получился с исключительной маневренностью, превосходя немецкие Me-109F. После всего одного боевого разворота он уже был на хвосте «Мессера».
Боевое крещение Як-9 получил в боях под Сталинградом в конце 1942г.
Рождение палубной авиации
Советские конструкторы решили поставить на самолет один
маршевый и два отдельных подъемных двигателя. В течение нескольких лет эта схема
доводилась на опытном Як-36, совершившем первый полет в 1966 году.
В 1967 году вышло постановление Совмина о создании самолета под
обозначением Як-36М. К 1970 году была построена первая машина. Она оказалась
совсем непохожа на своею предшественницу, и поэтому впоследствии получила новый
индекс — Як-38.
Як-38 и Як-38У на борту тяжелого авианесущего крейсера «Киев»
В ноябре 1972 года самолет совершил первую вертикальную
посадку на борт крейсера «Москва». Командующий Морской авиацией маршал Иван
Борзов дал указание командиру крейсера записать в вахтенный журнал: «18
ноября — день рождения палубной
авиации».
В июле в 1976 году тяжелый авианесущий крейсер «Киев» взял
на борт группу из шести Як-38 и вышел в Средиземное море. У острова Крит
состоялись первые за пределами страны полеты советских «вертикалок». Эти учения
вызвали ажиотаж на Западе. «У Союза появились авианосцы», — писали тогда
иностранные СМИ.
Разведчик-бомбардировщик Як-2.
Як-2
В 1938г. ОКБ Яковлева получает задание на проектирование двухмоторного боевого самолета с максимально-возможной скоростью полета. В начале 1939г. на испытание выходит опытный экземпляр, показавший скорость 572км/ч.
Вас может заинтересовать — «Самолеты Лавочкина».
После прохождения ГИ самолет принимают на вооружение и организовывают серийное производство, выпустив 111 бомбардировщиков Як-2. Такое маленькое количество было обусловлено тем, что серийные самолеты не развивали скорости, которую показал опытный образец, также бомбовая нагрузка оказалась слишком маленькой для самолета такого типа.
