Воздушные «вездеходы» … (часть 1)

САМОЛЕТЫ КОРОТКОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ

Улучшение взлетно-посадочных характеристик (ВПХ) самолетов является одним из наиболее востребованных направлений развития авиации, поскольку именно ВПХ оказывают решающее влияние на:

•    безопасность прохождения самых опасных этапов полета – взлета и посадки;
•    удаленность аэродромов от потребителя;
•    требования к взлетно-посадочным полосам (ВПП);
•    нагрузки на самолет при посадке, а следовательно и на его весовое совершенство;
•    экологию и комфортность людей, проживающих вблизи аэродромов;
•    требования к уровню подготовки пилотов;
•    затраты на обеспечение безопасности полетов.

Поэтому работы по улучшению ВПХ – создание самолетов короткого взлета-посадки (СКВП) и, как идеал, самолетов вертикального взлета-посадки (СВВП) – активно ведутся многими производи­те­лями авиационной техники, отечественными и зарубежными научно-исследовательскими институтами.

Самолеты короткого взлета и посадки не относятся к преобразуемым. Сокращение дистанции пробега по земле при взлете и посадке у них обеспечивается различными аэродинамическими устройствами и силовыми установками, позволяющими увеличить несущие свойства крыла и тяговооруженность при малых скоростях. Элементами механизации крыла, служащими для увеличения подъемной силы, являются выдвижные предкрылки, которые обеспечивают обдув верхней поверхности крыла, позволяющий улучшить обтекание. Кроме того, используют скользящие предкрылки и закрылки большой площади, создающие дополнительную подъемную силу вследствие увеличения суммарной площади несущей поверхности самолета. На некоторых современных СКВП установлены сверхкритические крылья; такие специально спрофилированные крылья позволяют получить большую подъемную силу при малых скоростях и не теряют своей эффективности в крейсерском полете. На самолетах укороченного взлета и посадки для увеличения подъемной силы может использоваться реактивная сила, создаваемая при отклонении струи вниз с помощью закрылков. Один из вариантов такой системы увеличения подъемной силы нашел применение на военных самолетах "Харриер" с короткими взлетом и посадкой. 

Длина взлетно-посадочной полосы, необходимой для СКВП, зависит от веса аппарата. Некоторые легкие аппараты такого типа могут при взлете преодолевать препятствие высотой 15 м, отстоящее на расстоянии 150 м от места старта. Наиболее тяжелые (весом более 100 т) из успешно прошедших испытания СКВП взлетали с полосы длиной 610 м (втрое короче, чем для обычных самолетов того же веса).

Военные и транспортные самолеты короткого взлета и посадки уступают в универсальности СВВП. Тем не менее они успешно справляются со многими задачами без чрезмерного усложнения конструкции и ухудшения весовых характеристик, которые неизбежны для преобразуемых летательных аппаратов. Совершенствование СКВП направлено главным образом на создание транспортных самолетов.

У самолетов короткого взлета и посадки не возникает таких технических проблем, как у преобразуемых летательных аппаратов. Шестиместному легкому транспортному самолету "Гелио супер курьер" (США) необходима взлетно-посадочная полоса длиной 180 м. "Курьер" используется как самолет индивидуального пользования или деловой (административный), а также в качестве военного самолета вспомогательной авиации. СКВП "Дорнье скайсервант" (Германия) применяется как военный и гражданский транспортный самолет. Он может перевезти от 12 до 14 пассажиров. Оборудованный двумя поршневыми двигателями, СКВП "Скайсервант" может взлететь с полосы длиной 280 м. Израильский СКВП "Арава" с двумя реактивными двигателями используется как гражданский (он вмещает 20 пассажиров) и военный транспортный самолет; для взлета ему необходима взлетно-посадочная полоса длиной 470 м. Эксплуатируется и СКВП DHC-7 канадской фирмы "Де Хэвилленд" — 50-местный пассажирский самолет с 4 турбовинтовыми двигателями; ему нужна ВПП длиной 700 м. Все эти машины – это великолепные образцы инженерного искусства, но даже на их фоне поражают настоящие жемчужины, такие, как, например, СКВП французской фирмы Breguet …

Breguet Br.940 Integral

В начале 1950-х годов считалось, что существенную долю транспортных перевозок по воздуху возьмут на себя самолеты с короткими взлетом и посадкой (КВП), поэтому компания "Breguet" начала разработку демонстратора технологий, получившего обозначение Br.940 Integral. Компоновка ныне признана классической для транспортных самолетов, а конструкция Br.940 была выполнена, главным образом, из легких сплавов.

Свойственные самолету КВП взлетно-посадочные данные обеспечены крылом и силовой установкой. Крыло малого удлинения снабжено по всему размаху щелевыми закрылками, внутренние секции – трехщелевые, внешние – двухщелевые. Закрылки создают эффект крыла переменной кривизны. Четыре двигателя с трехлопастными винтами распределены вдоль размаха крыла равномерно, отбрасываемый винтами воздушный поток практически не имеет паразитной составляющей, перетекающей вдоль крыла и не создающей подъемной силы. Редукторы двигателей связаны друг с другом синхронизирующими валами, поэтому в случае отказа одного из двигателей его винт все равно будет создавать тягу. Винты внутренних двигателей вращаются по часовой стрелке, внешних — против часовой стрелки.

Первый полет Br.940 выполнил 21 мая 1958 года. Летные испытания самолет прошел успешно и продемонстрировал великолепные взлетно-посадочные качества: посадочная скорость 75 км/ч, взлетная дистанция до набора высоты 15 м – 190 м, а посадочная от такой же высоты – 160 м. Успех самолета Br.940 дал "зеленый свет" проекту Br.941.

Breguet Br.941

На основе Br.940 компания "Breguet" спроектировала более крупный транспортный самолет КВП в надежде на получение военных и гражданских заказов.

Проект получил одобрение со стороны Министерства авиации Франции, заказавшего 22 февраля 1960 года постройку прототипа. Силовая установка самолета состояла из четырех ТВД Turbomeca Turmo IIID с мощностью на валу по 1200 л.с. (895 кВт), приводивших во вращение винты большого диаметра с относительно небольшой частотой оборотов. В целом силовая установка не сильно отличалась от силовой установки самолета Br.940.

Прототип поднялся в воздух 1 июня 1961 года, по результатам испытаний прототипа правительство Франции заказало постройку четырех серийных машин под обозначением Br.941S. От прототипа серийный вариант отличался более мощными двигателями Turmo, удлиненной носовой частью фюзеляжа с обтекателем большей площади и доработанной хвостовой рампой для сброса на парашютах тяжелых грузов. С экипажем из двух пилотов самолет мог перевозить до 57 гражданских пассажиров или до 40 военнослужащих с полной выкладкой, или до 24 раненых на носилках. Первый Br.941S поднялся в воздух 19 апреля 1967 года. На испытаниях самолет при взлетной массе в 22 000 кг показал длину разбега всего в 185 м. Все четыре серийных самолета поступили на вооружение ВВС Франции, однако дальнейших заказов не последовало.

В кооперации с "McDonnell Aircraft Corporation" компания "Breguet" организовала рекламное турне самолета по США в надежде получить заказы от американских компаний, но их также не последовало, ни на Br.941S с негерметичной грузовой кабиной, ни на вариант Вг.942 с гермокабиной.