Евгений Ружицкий - Европейские самолеты вертикального взлета

Компоновочная схема СВВП TW-68

Размеры:

размах крыла 10,97 м

длина самолета 12 м

площадь крыла 23,7 м2

высота самолета 4,08 м

Двигатели 4 ГТД Пратт-Уитни PT6B-67R

взлетная мощность 4x1100 л. с./4x820 кВт

Массы и нагрузки:

максимальная взлетная

при вертикальном взлете 5670 кг

при взлете с разбегом 7483 кг

Летные данные:

максимальная скорость 646 км/ч

максимальная крейсерская скорость 580 км/ч

статический потолок 1500 м максимальная дальность

с 9 пассажирами 1700 км

с 14 пассажирами 1400 км

В нашей стране из первых работ, выполненных по СВВП, значительный интерес представляют исследования летных свойств различных винтовых АВВП, проводившиеся в Военно- воздушной инженерной академии (ВВИА) им. Н. Е. Жуковского и Московском авиационном институте (МАИ) под руководством ак. Б. Н. Юрьева. В его монографиях «Геликоптеры» и «Исследования летных свойств геликоптеров», опубликованных в трудах ВВИА в 1935 и 1939 гг., имеются разделы «Комбинирование геликоптера с аэропланами» и «Геликоптеры, превращающиеся в аэропланы», в которых рассмотрены различные возможные, а иногда даже экзотические схемы АВВП, сочетающих свойства вертолетов и самолетов. Характерно, что для обозначения этих аппаратов в работах Б. Н. Юрьева использовалось название «геликоптеры-аэропланы», аналогичное принятому позднее названию «вертолеты-самолеты».

В работах Б. Н. Юрьева рассматривались не только преимущества АВВП, но и их недостатки, из которых наиболее существенные – увеличение веса конструкции из-за сочетания свойств вертолета и самолета и необходимость двух систем управления. Среди рассмотренных Б. Н. Юрьевым принципиальных схем АВВП оригинальный проект вертолета-самолета, у которого ось винта и хорда крыла при взлете располагаются вертикально. После вертикального взлета аппарат наклоняется вперед на 90( и переходит к самолетному режиму полета, при этом винт создает горизонтальную тягу, а подъемная сила, создается крылом. Чтобы можно было осуществлять два таких разных режима полета, Б. Н. Юрьевым предлагалось фюзеляж аппарата делать изогнутым, как бумеранг.

В другом проекте предлагалась схема АВВП с двумя поворотными винтами, установленными на пилонах между крыльями, расположенными тандемно, что позволяло иметь горизонталь ное положение фюзеляжа при взлете. Предлагалась также схема АВВП с установленными в крыле винтами- вентиляторами, которая тоже имела горизонтальное положение фюзеляжа при взлете и посадке. Особый интерес представляет схема АВВП с дискообразным корпусом и подъемным вентилятором, предложенная Б. Н. Юрьевым в 1921 г. и на несколько десятилетий опередившая разработку АВВП Авро VZ-9V «Аврокар» с дискообразным корпусом и подъемным вентилятором.

Тем не менее предпочтение в работах Б. Н. Юрьева отдавалось схемам АВВП,

совершающих взлет при вертикальном положении фюзеляжа. Отмечалось, что такие аппараты в то время были более изучены, чем аппараты с поворотными винтами, а по конструкции они могут быть более компактными и поэтому более

перспективными для боевых самолетов типа истребителей. Утверждалось, что при использовании винтов умеренного диаметра, создающих достаточную тягу при взлете и в горизонтальном полете, и поршневого двигателя мощностью 800-1000 л.с. возможно создание вертикально взлетающего истребителя с взлетной массой 1800 кг. Такое утверждение отражало господствующую в то время за рубежом направленность работ в области создания АВВП, ставящую целью обеспечение возможности вертикального взлета для боевых самолетов. И в качестве основной схемы боевого СВВП в этот период рассматривалась схема с вертикальным положением фюзеляжа при взлете.

Схема АВВП с дискообразным корпусом и подъемным вентилятором, предложенная Б. Н. Юрьевым в 1921 г.

Проект СВВП «Сокол» с поворотными винтами (а) и его модель во взлетной конфигурации (6)

Поэтому большой интерес представляет проект боевого СВВП «Сокол» с поворотными винтами, разрабатывавшийся в 1934 – 1936 гг. в Московском авиационном институте студентом, а затем инженером Ф. П. Курочкиным под руководством Б. Н. Юрьева. Рассмотренный в проекте СВВП представлял собой одноместный истребитель и был выполнен по схеме моноплана с поворотными винтами на концах крыла. Следует отметить, что проект отличался большой оригинальностью и по уровню технических решений значительно опережал зарубежные разработки того времени. Однако он, как и другие наши проекты СВВП, из-за режимных ограничений оставался неизвестным даже специалистам, поэтому целесообразно осветить его подробнее.

Силовая установка СВВП должна была состоять из поршневого двигателя Испано-Суиза с водяным охлаждением, установленного за кабиной летчика в средней части фюзеляжа и снабженного радиатором в капоте NACA с регулируемым конусом для охлаждения при взлете и посадке и полете на режиме висения. От двигателя с помощью механической трансмиссии, включающей муфты сцепления и свободного хода, редукторы и валы, должен был обеспечиваться привод во вращение двух поворотных винтов, установленных в гондолах на концах крыла, и небольшого рулевого винта, установленного в хвостовой части фюзеляжа и обеспечивающего продольное управление на режимах взлета и посадки, висения и перехода к горизонтальному полету.

Крыло предполагалось сделать разрезным с неподвижным центропланом и поворотными консолями, чтобы при повороте винтов на 90° большая часть крыла располагалась параллельно отбрасываемому винтами потоку и не создавала дополнительного сопротивления, на преодоление кото

рого требовалось бы расходовать часть тяги винтов.

Шасси должно было включать только одну опору с колесом, убирающуюся в фюзеляж, дополнительные опоры на концах гондол, использовавшиеся только при взлете и посадке с повернутыми на 90° винтами, и хвостовую опору.

Представляют интерес расчетные данные СВВП «Сокол»: взлетная масса 1850 кг, взлетная мощность двигателя 860 л.с., диаметр поворотных винтов 4 м, площадь крыла 9,3 м2 , удельные нагрузки на ометаемую площадь 73 кгс/м2 , на крыло 200 кгс/м2 и на мощность 2,16 кгс/л.с., максимальная скорость 527 км/ч. Необходимо отметить, что разработка этого проекта сопровождалась исследованиями в аэродинамической трубе работы поворотных винтов в условиях, соответствующих режимам взлета, посадки, перехода и горизонтального полета. В проекте было много интересных решений, выполненных на уровне изобретений, но не оформленных и не запатентованных.

Проекты СВВП КИТ-1 (а) и КИТ-2 (6)

Модель десантно-транспортного СВВП с Х-об- разным крылом и четырьмя ТВД, исследовавшегося в МАИ

Обширные теоретические и экспериментальные исследования ряда проектов легких одноместных вертикально взлетающих истребителей были проведены в 1946-1947 гг. в Военно-воз- душной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского инженерами Ф. П. Курочки- ным и В. Н. Тироном под руководством Б. Н. Юрьева. Все рассматривавшиеся в проектах истребители, получившие обозначение КИТ, должны были совершать взлет при вертикальном положении фюзеляжа и использовать воздушные винты для создания вертикальной тяги.

В одном из проектов истребитель КИТ-1 был выполнен по бесхвостовой схеме с крылом малого удлинения и вертикальным оперением с большим под- фюзеляжным килем. На концах крыла, верхнего и подфюзеляжного килей установлены выдвижные опоры шасси. В качестве силовой установки на истребителе предполагалось установить поршневой двигатель с водяным охлаждением ВК-108 мощностью 1750 л.с., от которого через редуктор должен был обеспечиваться привод соосных воздушных винтов разного диаметра. Верхний винт диаметром 3,6 м предполагалось использовать для создания тяги в горизонтальном полете, а нижний винт диаметром 8 м для создания тяги при взлете и посадке. Расчетная тяга нижнего винта у земли 3630 кг, что при взлетной массе 3100 кг соответствовало тяговооруженности 1,17. В горизонтальном полете винт большого диаметра предполагалось отключать с помощью муфты сцепления и останавливать, при этом лопасти его должны устанавливаться горизонтально во флюгерное положение. Расчетная максимальная скорость этого истребителя 800 км/ч.

В другом проекте истребителя КИТ-2 предлагалось использовать соосные воздушные винты диаметром 2,86 м, приводимые также от поршневого двигателя ВК-108 мощностью 1750 л. е., и дополнительный несущий винт с выдвигающимися лопастями, диаметр которого должен был изменяться от 4 м при взлете и горизонтальном полете до 14 м при посадке. Истребитель, имеющий взлетную массу 3000 кг, должен был совершать вертикальный взлет с работающими соосными воздушными винтами, создающими вертикальную тягу 3150 кгс, и остановленным несущим винтом. При этом тяговооруженность составляла всего 1,05, поэтому для увеличения тяговооруженности при взлете предлагалось использовать стартовые пороховые ускорители. Расчетная максимальная скорость полета должна была составлять 920 км/ч.