Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для ракетных аппаратов вертикальной посадки см. VTVL .
Convair Pogo был единственной в своем роде конструкцией.

Tailsitter или tailsitter , является тип VTOL самолета , который взлетает и приземляется на его хвосте , а затем наклоняется горизонтально для полета вперед.

Созданный в 1920-х годах изобретателем Никой Тесла , первый самолет с конфигурацией «хвост-сиденье» был разработан нацистской Германией во время Второй мировой войны . Развитие таких самолетов резко возросло в конце 1940-х и 1950-х годах, когда конструкторы самолетов и специалисты по оборонному планированию осознали потенциальную ценность самолетов с неподвижным крылом, которые могут не только выполнять вертикальный взлет и вертикальную посадку, но также переходить в обычный полет и выходить из него. также. Неотъемлемыми проблемами, присущими самолетам с сидячим хвостом, были плохая видимость пилота и трудности с управлением, особенно при вертикальном снижении и посадке. Программы по разработке пилотируемых сидячих мест обычно заканчивались более практичным вектором тяги.подход, используемый такими самолетами, как Hawker Siddeley Harrier и Yakovlev Yak-38 .

Описание [ править ]

Хвост-сидящий сидит вертикально на хвосте для взлета и посадки, затем наклоняет весь самолет вперед для горизонтального полета. Это сильно отличается от многих других технологий вертикального взлета и посадки , которые имеют горизонтально ориентированные фюзеляжи.

Хвостовики меняют ориентацию фюзеляжа после взлета. Они начинают с того, что задняя часть самолета обращена к земле (... вертикальная ориентация), а затем переориентируются в горизонтальную ориентацию в полете.

Некоторые сидящие за хвостом приземлились обычным способом в горизонтально ориентированной конфигурации, в то время как у других была гораздо более амбициозная цель - приземлиться вертикально, при этом самолет спиной к земле, что было очень опасной процедурой по многим причинам, главной из которых был повышенный расход топлива и ограниченный пилот видимость.

История [ править ]

Ранние работы [ править ]

Идея летательного аппарата с хвостовой посадкой может быть отнесена к изобретателю Николе Тесла , который подал заявку на соответствующий патент в 1928 году. [1] Однако никаких немедленных попыток реализовать эту концепцию в функциональном летательном аппарате не было бы в течение почти двух десятилетий. .

Во время Второй мировой войны , нацистская Германия работала на Фокке-Вульф Triebflügel (крыло приводом) истребитель , который включал понятие хвост ситтеровской в его конструкции. Он имел три крыла, которые были установлены радиально в качестве ротора на вращающейся части фюзеляжа, они приводились в движение небольшими реактивными двигателями, расположенными на законцовках крыла, для приведения в движение самолета посредством этого вращения крыла. При взлете и посадке он будет летать вертикально (как вертолет ), а затем наклоняться горизонтально, чтобы летать как самоходное крыло, генерирующее как подъемную силу, так и тягу. Современный Heinkel LercheПроект имел кольцевое крыло, образующее канал вокруг обычного винта, и при переходе от вертикального полета к прямому полету подъемная сила передавалась на крыло. [2] [3]

Эпоха холодной войны [ править ]

В 1950-х годах авиаконструкторы по всему миру участвовали в программах по разработке самолетов, которые могли не только выполнять вертикальный взлет и вертикальную посадку, но также переходить в обычный полет и выходить из него. Как заметил авиационный автор Фрэнсис К. Мейсон, боевой самолет, обладающий такими качествами, мог бы эффективно устранить традиционную зависимость от относительно уязвимых взлетно-посадочных полос, взлетая и приземляясь вертикально, в отличие от обычного горизонтального захода на посадку. [4] Соответственно, разработка жизнеспособных самолетов с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL) была особенно привлекательной для военных планировщиков в начале послевоенной эпохи. [5] В качестве удельной тягиЕсли количество турбореактивных двигателей увеличилось настолько, чтобы один двигатель мог поднять самолет, конструкторы начали исследовать способы поддержания устойчивости во время полета самолета на этапе вертикального взлета и посадки. [6]

Одной из компаний, решивших заняться исследованиями в области вертикального взлета и посадки, был французский производитель двигателей SNECMA, который с 1956 года построил серию бескрылых испытательных стендов под названием Atar Volant . Только первый из них был беспилотным, а второй летел свободно, оба стабилизировались газовыми форсунками на трубах выносных опор. У третьего было наклонное сиденье, позволяющее пилоту сидеть вертикально, когда фюзеляж был ровным, а боковые воздухозаборники были запланированы для свободного полета. самолет, хотя он всегда работал прикрепленным к подвижной люльке. Пилотом этих экспериментов был Огюст Морель. Однако Atar Volant не был самоцелью; его долгосрочная цель состояла в том, чтобы служить предшественником более крупного самолета с неподвижным крылом. [7]Независимо от этой работы, существенное влияние на направление развития оказал австрийский инженер-конструктор Гельмут фон Зборовски , который спроектировал инновационное кольцевое крыло в форме пончика, которое могло функционировать «как силовая установка, планер самолета с летающим крылом и уменьшающее лобовое сопротивление. Корпус". Было высказано предположение, что такое крыло могло функционировать как прямоточный воздушно-реактивный двигатель и приводить самолет в движение со сверхзвуковой скоростью, подходящей для самолета-перехватчика . [5]

Команда разработчиков SNECMA решила интегрировать эту радикальную конструкцию ежегодного крыла в свои проекты вертикального взлета и посадки. Соответственно, из этого решения возникла базовая конфигурация C.450 Coléoptère . [5] В декабре 1958 года Coléoptère впервые покинул землю своим ходом, хотя и был прикреплен к порталу. [6] Наблюдалось несколько сложных летных характеристик, таких как тенденция к медленному вращению самолета вокруг своей оси при вертикальном зависании; его пилот также отметил, что индикатор вертикальной скорости был нереалистичным и что органы управления не могли точно управлять самолетом при выполнении критического этапа посадки. Посадка с мертвой палкой считалась невозможной. [5]Один из полетов самолета предусматривал публичную демонстрацию его характеристик зависания перед собравшейся аудиторией. [8] Привлекательный дизайн Coléoptère быстро произвел фурор в общественном сознании, даже намеренно; автор Джереми Дэвис заметил, что самолет даже повлиял на преднамеренные усилия, якобы побудив ВМС США заключить контракт с американским производителем вертолетов Kaman Aircraft на разработку собственного летательного аппарата с кольцевым крылом, получившего название Flying Barrel. [5]

Соответственно, Соединенные Штаты экспериментировали со своими собственными стабилизаторами оперения, обычно используя конструкцию с винтом и относительно обычными неподвижными крыльями. Конвэр XFY Пого был один такой самолет, показывая треугольное крыло с крестообразной хвостовой конфигурации; Первые испытательные полеты проводились внутри ангара военно-морского дирижабля на Моффет-Филд в Маунтин-Вью, Калифорния. [9] XFY успешно продемонстрировал полный переход между режимами полета 5 ноября 1954 года. [10] Отчасти похожим самолетом был Lockheed XFV Salmon , у которого было прямое крыло с X-образным хвостом.; однако XFV так и не достиг решающего перелета. [11] Однако во время летных испытаний стало очевидно, что на таких самолетах вертикального взлета и посадки будут летать только самые опытные пилоты, даже если все технические проблемы не будут приняты во внимание; таким образом, было невозможно разместить истребители вертикального взлета и посадки, как предполагалось ранее, на каждом корабле. Кроме того, в то время как истребители с реактивным двигателем имели максимальную скорость, приближавшуюся к 2 Маха, истребитель вертикального взлета и посадки с турбовинтовым двигателем находился в невыгодном положении из-за того, что его максимальная скорость была ниже Маха 1. В результате этих обстоятельств работы над XFY были остановлены. [12] В 1955 году Соединенные Штаты начали летные испытания реактивного самолета Ryan X-13 Vertijet.. Были построены два прототипа, оба из которых летали, успешно переходили в горизонтальный полет и обратно и приземлялись . Последний испытательный полет X-13 был проведен недалеко от Вашингтона в 1957 г. [13]

Неотъемлемой проблемой всех этих конструкций хвостового оперения была плохая видимость пилота, особенно земли, во время вертикального снижения и посадки. В конце концов, большая часть работ по применению концепции к пилотируемым самолетам была прекращена после появления более практичной формы вертикального взлета и посадки в виде вектора тяги , используемой такими серийными самолетами, как Hawker Siddeley Harrier и Yakovlev Yak-38 . [14] [15] [16] беспилотный летательный аппарат (БЛА) не страдает проблемой экспериментального отношения. Дорнье Aerodyne имеет конфигурацию Канальные-вентилятора похож на колеоптер, и испытательный БПЛА успешно летал в режиме висения в 1972 году, прежде чем разработка была прекращена. [17] Другим современным проектом БПЛА был NSRDC BQM-108 , разработанный ВМС США ; хотя работы были прекращены практически сразу после его единственного успешного испытательного полета. [18]

В течение 1970-х годов было проведено несколько исследований и моделей аэродинамической трубы хвостовой версии General Dynamics F-16 Fighting Falcon , предназначенной для использования на борту кораблей; однако было решено не продолжать дальнейшее развитие концепции из-за требований к большой тяге, а также необходимости в обширном оборудовании для управления взлетом и посадкой. [19]

Список сидящих за хвостом [ править ]

ТипСтранаДатаРольПоложение делОписание
AeroVironment SkyToteСоединенные Штаты Америки2010 г.БПЛАПрототипНикто
Бахем Ба 349Германия1944 г.ПерехватчикПрототипЗапустил вертикальную башню, приземлился с парашютом.
Bell AptСоединенные Штаты Америки2019 г.БПЛАПрототипПланируется к доставке [20]
Bolköw P 110.1Западная Германия1950-е годыИстребитель вертикального взлета и посадкиПроектНет [21]
Сухой ШквалСССР1960 г.ПерехватчикРазработка остановлена, частичный макетОснащен обычным шасси. бок о бок форсажными двигателями.
CDADI VD200Китай2014 г.БПЛАПроектНикто
Convair XFY-1 PogoСоединенные Штаты Америки1954 г.ИстребительПрототипНикто
Дорнье АэродайнГермания1972 г.БПЛАПрототипНикто
Фокке-Вульф ТрибфлюгельГермания1944 г.ПерехватчикПроектКрыло винта вокруг середины фюзеляжа. Переход в полете так и не решен.
Фокке Вульф Fw 860Западная Германия1950-е годыИстребитель вертикального взлета и посадкиПроектНет [21]
Heinkel LercheГермания1944 г.ИстребительПроектНикто
Heinkel He 231Западная Германия1950-е годыИстребитель вертикального взлета и посадкиПроектНикто
Локхид Мартин БакланСоединенные Штаты Америки2008 г.БПЛАПрототипНикто
Локхид XFV-1Соединенные Штаты Америки1954 г.ИстребительПрототипНикто
Мессершмитт Me X1-21Западная Германия1950-е годыИстребитель вертикального взлета и посадкиПроектНет [21]
НАСА ТупикСоединенные Штаты Америки2010 г.ЧастныйПроектНет [22]
Northrop Grumman TernСоединенные Штаты Америки2018 г.БЛАПрототипНикто
NSRDC BQM-108Соединенные Штаты Америки1976 г.БПЛАНиктоНикто
Роторный ракетный вездеход RotonСоединенные Штаты Америки1999 г.ЭкспериментальныйПрототипРоторный испытательный аппарат для предлагаемой космической ракеты- носителя ССО .
Райан X-13 ВертиджетСоединенные Штаты Америки1955 г.ЭкспериментальныйПрототипНикто
SNECMA ColéoptèreФранция1959 г.ЭкспериментальныйПрототипТак и не достиг перехода.

См. Также [ править ]

  • Управление вектором тяги
  • Конвертоплан
  • Тилтджет
  • Наклонное крыло
  • Колеоптер
  • СВВП

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

  1. ^ "Никола Тесла Патент США 1,655,114 - Устройство для воздушного транспорта" . 1 марта 2015 . Проверено 7 июля +2016 ., Вселенная Тесла.
  2. ↑ Sharp, Дэн. Люфтваффе: секретное оружие третьего рейха. Mortons, 2015. С. 98-101.
  3. ^ Форд, Роджер (2013). Секретное оружие Германии Второй мировой войны . Лондон, Соединенное Королевство: Янтарные книги. п. 224. ISBN 9781909160569.
  4. ↑ Мейсон 1967, стр. 3.
  5. ^ а б в г д Дэвис, Джереми (июль 2012 г.). «Отменено: вертикальный флаер» . Журнал Air & Space.
  6. ^ a b Гайяр (1990). п. 200. Отсутствует или пусто |title=( справка )
  7. Перейти ↑ Gaillard (1990). п. 180. Отсутствует или пусто |title=( справка )
  8. ^ Haimes, Brian J. (15 ноября 2006). «Колеоптер - революционный экспериментальный самолет» . Новый ученый.
  9. Перейти ↑ Taylor 1977, p. 63.
  10. ^ "Convair XFY." Flight , 12 ноября 1954 г., стр. 696.
  11. Перейти ↑ Winchester 2005, p. 135.
  12. ^ Аллен 2007, стр. 20.
  13. ↑ Дарлинг, Джефф (13 июня 2011 г.). "Райан X-13 Вертиджет" . Diseno . Архивировано из оригинала 28 января 2014 года . Проверено 9 февраля 2014 .
  14. Перейти ↑ Wilson 2000, p. 145.
  15. ^ "Як-36 кузнец - временный V / Stol." Flight International , 2 мая 1981 г.
  16. Перейти ↑ Brown 1970, p. 81.
  17. ^ "Eine Dokumentation zur Geschichte des Hauses Dornier". Dornier GmbH, 1983. стр. 214.
  18. ^ Eilertson 1977.
  19. ^ Ньюсом, Уильям A .; Энглин, Эрни Л. (сентябрь 1975 г.). «МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО ПОЛЕТА ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО-ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЕСПЛАТА» (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Проверено 16 октября, 2016 .
  20. ^ "Bell APT" . Bell Flight . Проверено 14 октября 2019 года .
  21. ^ a b c Хиршберг, Майк (1 ноября 2000 г.). "Программы истребителей V / STOL в Германии: 1956-1975" (PDF) . robertcmason.com.
  22. ↑ Choi, Charles Q. (19 января 2010 г.). «Электрический Икар: НАСА конструирует самолет-невидимку для одного человека» . Scientific American . Проверено 27 февраля 2010 года .

Библиография [ править ]

  • Аллен, Фрэнсис Дж. "Bolt Upright: истребители вертикального взлета и посадки Convair и Lockheed". Air Enthusiast (Key Publishing) Том 127, январь / февраль 2007 г., стр. 13–20. ISSN 0143-5450.
  • Браун, Кевин. «Самолет, который делает устаревшие аэродромы». Popular Mechanics , 133 (6), июнь 1970 г., стр. 80–83.
  • Эйлерсон, WH (1977). Автомобиль вертикального взлета и посадки XBQM-108A . Вашингтон, округ Колумбия: Центр технической информации Министерства обороны. ASIN  B00073EVPK .
  • Тейлор, Джон WR и Майкл Дж. Х. Карманная книга исследований и экспериментальных самолетов Джейна . Collier Books: Нью-Йорк, 1977 ISBN 0-356-08405-1 . 
  • Уилсон, Стюарт. Боевые самолеты с 1945 года . Фишвик, Австралия: Aerospace Publications, 2000. ISBN 1-875671-50-1 . 
  • Винчестер, Джим. "Локхид XFV-1 Лосось". Концепт самолета: прототипы, X-Planes и экспериментальный самолет . Кент, Великобритания: Grange Books plc., 2005. ISBN 978-1-84013-809-2 .