Евгений Ружицкий - Американские самолеты вертикального взлета

• Название: Американские самолеты вертикального взлета
• Автор: Евгений Ружицкий
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2000

В данном издании собраны все (во всяком случае доведенные до экспериментальных аппаратов) "вертикалки", разрабатывавшиеся в США.Вообще складывается впечатление, что реализация вертикально взлетающего самолета была в США чем то вроде навязчивой идеи. Пожалуй, количество доведенных до "железа" аппаратов составляет половину таковых во всем мире. Хотя первую успешную и производимую серийно "вертикалку" пришлось брать у англичан (Харриер).

Перевод не всегда точен в терминах. Например, общепринятый термин "авторотация" переведен как "самовращение". Невысокое качество скана - лучшее из найденных в сети.

---

Крыло прямое, трапециевидной формы в плане, с небольшой стреловидностью по передней кромке, неразрезное, двухлонжеронной конструкции, имеет небольшое отрицательное поперечное V и относительное удлинение 8,6. Технологически крыло состоит из трех частей: центроплана кессонной конструкции с постоянным сечением в пределах фюзеляжа и двух консолей. Крыло крепится к фюзеляжу на четырех шарнирах.

При разработке крыла особое внимание уделялось проблеме обеспечения безотрывного обтекания крыла потоком от винтов. Проведенные исследования поворотного крыла показали, что с увеличением его утла атаки на переходных режимах возникает опасность появления на крыле срыва потока. При этом могут возникнуть такие условия, когда крыло достигает критических углов атаки до создания винтами необходимой подъемной силы. Для устранения этих явлений крыло было снабжено мощной системой механизации, состоящей из двухщелевых закрылок по всему размаху и предкрылков на участках, обдуваемых потоком от винтов. Двухщелевые закрылки используются для увеличения подъемной силы на вертикальных режимах и при крейсерском полете с малой скоростью. Секции закрылок на концах крыла могут использоваться также в качестве дополнительных элеронов. Предкрылки должны предотвращать срыв потока на крыле от винтов на переходных режимах. При взлете и посадке крыло должно устанавливаться в вертикальное положение; при отклонении крыла на угол 100° самолет может висеть в воздухе, не перемещаясь при попутном ветре. При повороте крыла в вертикальное положение примыкающие к крылу передняя и задняя панели в верхней части фюзеляжа откидываются вверх на некоторый угол для обеспечения более плавного обтекания центральной части фюзеляжа. Управление поворотом крыла производится с помощью кнопки, расположенной на рычаге управления общим шагом винтов. Скорость поворота крыла может устанавливаться в пределах 1 - 8 °/с.

Привод поворота крыла механический, поворот осуществляется с помощью двойных синхронизированных винтовых домкратов. Выпуск закрылок осуществляется с помощью винтовых домкратов, расположенных в обтекателях на нижней поверхности крыла. В варианте самолета для флота консоли крыла должны складываться для удобства размещения самолета на авианосце или в ангаре. Для этого крыло устанавливается в вертикальном положении, и консоли его отклоняются назад, устанавливаясь параллельно фюзеляжу.

Оперение цельнометаллическое, однокилевое, обычной конструкции, с рулем направления. Вертикальное оперение отличается большими размерами. Конструктивно киль и руль направления состоят из двух частей. Предусмотрена возможность складывания вертикального оперения во время стоянки; при этом верхняя часть оперения откидывается вниз. Нижняя часть киля, выполненная заодно с фюзеляжем, переходит в вынесенную назад хвостовую балку. На кило установлен управляемый горизонтальный неразрезной стабилизатор размахом 8,13 м трапециевидной формы в плане. Для улучшения продольной устойчивости самолета увеличение угла поворота крыла сопровождается одновременным отклонением стабилизатора. Все основные рулевые поверхности на самолете имеют дублированные гидравлические приводы.

На хвостовой балке располагается в горизонтальной плоскости трехлопастный рулевой винт изменяемого шага для продольного управления самолетом на режиме висения и переходных режимах. Хвостовая балка с винтом может складываться влево, чтобы предохранить конструкцию от повреждений во время погрузочно-разгрузочных работ.

Шасси убирающееся, трехопорной схемы, с носовой опорой. Все опоры шасси снабжены сдвоенными колесами с пневматиками низкого давления. Носовая опора убирается, отклоняясь вперед. Колеса главных опор шасси убираются в фюзеляж и закрываются обтекателями. База шасси 6.6 м, колея 5,4 м.

Силовая установка состоит из четырех ТВД Дженерал Электрик T64-GE-1 взлетной мощностью по 2850 л.с., отличающихся малой удельной массой 0,114 кг/л.с. Двигатели установлены в гондолах под крылом, воздухозаборники снабжены фильтрами. ТВД обеспечивают привод четырех воздушных винтов и хвостового винта. В горизонтальном полете ТВД обеспечивают большую избыточную мощность, поэтому для привода винтов используются только два двигателя, на вертикальных режимах полета должны работать все четыре ТВД. Имеется вспомогательная силовая установка, размещенная в обтекателе правой главной стойки шасси.

Топливо содержится в двух топливных баках, впереди и за крылом, расходным является задний бак. Предусматривалась установка дополнительного бака в фюзеляже.

Воздушные винты изменяемого шага, четырехлопастные, конструкции фирмы «Гамильтон Стандарт». Диаметр винтов 4,72 м. Лопасти имеют симметричный профиль; изготовлены из стеклопластика со стальным лонжероном методом склейки. Лопасти рулевого винта аналогичной конструкции. Для устранения гироскопического эффекта и обеспечения более плавного обтекания крыла потоком от винтов левая пара винтов вращается но часовой стрелке в направлении полета, а правая пара - против часовой стрелки.

Система трансмиссии, включающая соединительные валы, редукторы и муфты сцепления, соединяет все четыре двигателя с воздушными винтами и хвостовым винтом. Каждый воздушный винт имеет привод от отдельного двигателя, но все они связаны между собой общим синхронизирующим валом, проходящим в носке крыла и обеспечивающим равномерное распределение мощности между винтами; автоматическое отключение двигателя при выходе из строя выполняется с помощью муфты свободного хода. Два редуктора средних двигателей дополнительно снабжены муфтами сцепления, с помощью которых летчик может отсоединить эти двигатели в крейсерском полете, когда имеется избыточная мощность, или в аварийном случае. При отключении этих двигателей винты устанавливаются во флюгерное положение.

Управление самолетом в горизонтальном полете аналогично управлению обычным самолетом и осуществляется с помощью аэродинамических рулей, рулевой винт застопорен. При переходе из горизонтального на вертикальный режим полета продольное управление переключается от стабилизатора на рулевой винт, поперечное управление - от элеронов на систему дифференциального управления общим шагом винтов и элеронами, находящимися я потоке от винтов. Для обеспечения плавности перехода рабочие диапазоны систем управления на вертикальных и горизонтальных режимах полета перекрываются. Связь органов управления в кабине летчика с поверхностями управления при изменении угла отклонения крыла осуществляется автоматически с помощью механического интегрирующего устройства.

Дублированная стабилизирующая система обеспечивает стабилизацию самолета по крену, рысканью и тангажу, а также по высоте во время полета по приборам; на режиме висения и на переходных режимах система обеспечивает стабилизацию продольного и поперечного положения самолета и стабилизацию по угловой скорости тангажа и крена, а также демпфирование рысканья и изменений высоты.

Гидравлическая система самолета состоит из пяти автономных систем, которые используются для запуска двигателей, в системе бустерного управления, в системе стабилизации, а также для привода целого ряда агрегатов и в качестве аварийной системы. Системы питания гидроусилителей дублируют друг друга. Гидравлические приводы используются для выпуска и убирания шасси, в системе механизации крыла, в механизмах складывания крыла и хвостового оперения.

Схема ХС-142А

Комплект электрооборудования самолета включает генератор переменного тока с постоянной частотой и генератор переменного тока с переменной частотой (последний используется для питания противообледенительной системы винтомоторной группы). Имеется дополнительный генератор переменного тока с постоянной частотой с приводом от вспомогательной силовой установки, который используется для наземной проверки агрегатов или замены в полете основных генераторов в случае их отказа. В аварийных условиях этот генератор должен обеспечивать обогрев переднего стекла кабины экипажа.

Характеристики СВВП ХС-142А

Размеры:

размах крыла 20,6 м

длина самолета 17,78 м

высота самолета 7,95 м

площадь крыла 49г65 м2

Двигатели 4 ТВД

Дженерал Электрик T-64-GE-6

взлетная мощность 4x2850 л.с. Массы и нагрузки: нормальная взлетная

при вертикальном взлете 17 000 кг максимальная при взлете

с разбегом 60 м 21 090 кг

пустого самолета 10 250 кг

топлива 2625 кг

нормальная платная нагрузка 3630 кг

максимальная платная нагрузка 5445 кг

удельная нагрузка на крыло 342 кгс/м2

на ометаемую площадь 243 кгс/м2 Летные данные (расчетные):

максимальная скорость у земли 658 км/ч