Yak-141 como base para un nuevo avión de despegue vertical
Hace dos años se supo que el Ministerio de Defensa ruso volvió a la idea de desarrollar y construir aviones de combate con despegue y aterrizaje acortados o verticales para barcos que transportan aviones. Hasta ahora, un proyecto de este tipo se encuentra en sus primeras etapas, y los datos básicos aún no han sido revelados. Al mismo tiempo, la información revelada individual puede ser una buena base para pronósticos y suposiciones.
Yak-141 en modo de vuelo vertical. Fotos de Wikimedia Commons
El tema del desarrollo de un nuevo avión con cubierta fue planteado por primera vez en 2017 por el Viceministro de Defensa (ahora Viceprimer Ministro) Yuri Borisov. En el show aéreo de MAKS, dijo que los planes del departamento militar incluyen la creación de un avión de despegue y aterrizaje (SUVP) acortado. Posible desarrollo de una máquina con despegue vertical (VTOL). Dichos proyectos pueden llevarse a cabo en interés de la marina. aviación. El nuevo desarrollo se basará en la antigua línea de aviones Yakovlev.
Unos meses más tarde, Borisov anunció que el proyecto SUVP / VTOL se incluyó en el nuevo programa de armamento del Estado para 2018-2027. El trabajo en la nueva máquina está asociado con la futura obsolescencia moral y física de los MiG-29K y Su-33 existentes. Sin embargo, no se anunciaron detalles del nuevo proyecto, porque en ese momento solo se trataba de planes.
En el foro Army-2018, se escucharon nuevos mensajes sobre el proyecto SUVP / VTOL. Se alegó que para ese momento se estaba trabajando en el concepto del avión, pero los detalles volvieron a ser desconocidos.
Desde el año pasado, el tema de los aviones de despegue vertical / corto no se ha planteado a nivel oficial. Aparentemente, las estructuras relevantes del Ministerio de Defensa y las organizaciones de la industria de la aviación están ocupadas con cuestiones teóricas, y hasta ahora no pueden proporcionar al público ninguna información sobre el nuevo proyecto.
Dado el ritmo actual de creación de nueva tecnología de aviación, se puede suponer que la prometedora aeronave SUVP / VTOL podrá ir a las unidades no antes de principios de los años treinta. Por lo tanto, la aeronave servirá en un futuro lejano, lo que exige especialmente la formación de su aspecto técnico.
Vuelo horizontal Foto Airwar.ru
Para acelerar el trabajo y maximizar el uso de las soluciones disponibles, el proyecto existente debería estar en el corazón del nuevo proyecto. Además, la elección de tales proyectos no es demasiado grande. El uso de las plataformas Su-27 y MiG-29 no tiene sentido debido a su obsolescencia esperada, así como a la necesidad de un rediseño radical de la estructura. El nuevo Su-57 tampoco parece ser la base óptima para SUVP / VTOL debido a los diferentes requisitos.
Yu. Borisov mencionó que el nuevo modelo será el desarrollo del desarrollo de la compañía Yakovlev. En el pasado, esta oficina de diseño participó activamente en el tema del despegue vertical y acortado, y algunos de sus desarrollos incluso llegaron a la serie. El último modelo en su línea fue el caza de despegue vertical Yak-141. Mostró características bastante altas, pero por varias razones no se metió en las tropas.
De todos los aviones VTOL domésticos, es el Yak-141 el que puede considerarse el más avanzado en términos de diseño, capacidades y características. Al mismo tiempo, esta máquina tenía ciertos inconvenientes, debido al nivel de desarrollo de la tecnología de las últimas décadas. Se puede suponer que la combinación correcta de las decisiones principales del proyecto Yak-141 y los nuevos componentes y tecnologías le permitirán obtener el avión deseado con un alto rendimiento.
El Yak-141 tenía el aspecto técnico característico necesario para obtener las características de vuelo deseadas. El avión fue construido de acuerdo con el esquema aerodinámico normal con un ala altamente trapezoidal y plumaje en dos haces de cola. Una parte significativa del volumen del fuselaje se le dio a la planta de energía de un diseño especial.
Si es necesario, despegue y aterrice "en el avión". Foto Airwar.ru
El elemento principal de la central eléctrica era el motor turborreactor de doble circuito de elevación y marcha P79В-300. Este producto estaba equipado con una boquilla giratoria que oscilaba en el plano longitudinal a 95 °. Con la ayuda de dicha boquilla, un avión podría despegar verticalmente o hacer un vuelo horizontal. Detrás de la cabina había dos motores de elevación RD-41 de dimensiones más pequeñas y menor potencia. Estaban equipados con boquillas de boquilla giratoria para cambiar el vector de empuje.
En el motor de marcha de elevación, se proporcionaron medios de muestreo de aire para suministrar a los timones de reacción en el fuselaje y el ala. Los timones de reacción y un cambio diferenciado en el empuje del motor proporcionaron un control total durante el despegue / aterrizaje vertical y el vuelo estacionario.
El empuje total de los motores P79B-300 y RD-41 alcanzó 23700 kgf, lo que permitió el despegue y aterrizaje vertical con una masa de hasta 15,5 t. La velocidad máxima de vuelo alcanzó 1800 km / h. Rango de vuelo con un despegue corto y una carga de 1 t - hasta 2-2,1 mil km Por lo tanto, en términos de sus características principales, el Yak-141 superó a todos los aviones VTOL nacionales anteriores.
Obviamente, el Yak-141 en su forma original no podrá llevar a cabo misiones de combate en un futuro lejano y, por lo tanto, es necesario desarrollar un nuevo VTOL / SUVP, cuyo diseño utilizará soluciones existentes y probadas. La aeronave resultante tendrá que tener las diferencias más serias de la existente.
El avión está en modo de desplazamiento. Trabajo visible de motores de elevación. Fotos de Wikimedia Commons
De acuerdo con los requisitos de la época, el nuevo VTOL / SUVP debe tener una visibilidad reducida. Para hacer esto, él, en primer lugar, necesita un planeador completamente nuevo, ensamblado con los materiales correctos y con los contornos necesarios. Cabe señalar que el uso de materiales compuestos aumentará la perfección del peso de la estructura, un parámetro crítico para el despegue vertical. Utilizar el avión como cubierta debería proporcionar la posibilidad de plegar planos.
El proyecto debe utilizar el progreso en el campo de la construcción de motores. La arquitectura del motor de propulsión por elevación con una boquilla giratoria demostró ser buena en el Yak-141 y encontró aplicación en tecnología extranjera. Tal boquilla también debe usarse en un nuevo avión doméstico, con un nuevo motor que muestre un mayor rendimiento.
El motor principal necesita equipo de elevación adicional, que se puede hacer de varias maneras. En el Yak-141, se utilizaron dos motores de elevación RD-41 en este papel. El proyecto estadounidense F-35B implica el uso de un ventilador de elevación accionado por el motor principal. Opciones interesantes para la reestructuración de la central eléctrica ofrecen el Instituto de Investigación de Aviación de Siberia que lleva el nombre S.A. Chaplygin y la empresa "ODK-Saturn".
Vista desde un ángulo diferente: funcionan tres motores. Foto Aviarf.ru
La modernización de la instalación tipo Yak-141 se puede llevar a cabo reemplazando dos motores de elevación con un producto de mayor potencia. En este caso, es posible reducir la gravedad específica en un tercio y el consumo de combustible en un 40%. La segunda propuesta prevé la creación de una central eléctrica combinada. Su primer elemento es un motor de turboventilador completo, el segundo es un módulo de motor externo sin su propio compresor, que recibe aire del segundo circuito de turboventilador. El módulo del motor turborreactor debe tener boquillas giratorias para crear tracción vertical y horizontal. El uso de dicho sistema proporciona las características de vuelo necesarias al tiempo que reduce el consumo de combustible, incluyendo en modos supersónicos.
El complejo de equipos electrónicos a bordo debe basarse en los componentes más modernos que brinden soluciones a las tareas. Se debe prestar especial atención a los controles electrónicos para monitorear el funcionamiento de todos los sistemas y reducir la carga en el piloto.
El uso de un nuevo VTOL / SUVP en portaaviones puede incluir resolver los problemas de luchar por la superioridad aérea o atacar objetivos terrestres. Por lo tanto, el nuevo caza debe llevar misiles y bombas de diferentes clases y tipos. Para garantizar el sigilo, las armas deben colocarse en la bahía de carga interna.
Nuestra industria de la aviación tiene una gran cantidad de trabajo preliminar en varios campos necesarios para la creación de nuevos aviones de despegue y aterrizaje vertical o corto. Al mismo tiempo, son necesarias nuevas investigaciones y desarrollos de soluciones prometedoras. Aplicando todas las mejores ideas en un proyecto, las empresas pueden crear un nuevo avión que cumpla con todos los requisitos modernos. Sin embargo, ese trabajo puede llevar mucho tiempo.
Experimentado Yak-141 en el museo. Fotos de Wikimedia Commons
Debe reconocerse que incluso con la finalización exitosa del trabajo de desarrollo, el proyecto VTOL / SUVP aún enfrenta problemas significativos. La especificidad del despegue vertical es tal que un avión con esta capacidad en términos de rendimiento de vuelo pierde con las máquinas "tradicionales". Una seria diferencia en las características principales es la razón de muchos años de debate sobre la necesidad de crear VTOL / SUVP, que hasta ahora no ha dado un resultado inequívoco. Las características específicas de una máquina prometedora pueden incluso llevar a su abandono.
Sin embargo, hace dos años, el Ministerio de Defensa de Rusia decidió volver a las viejas ideas y volver a desarrollarlas utilizando la experiencia acumulada y las tecnologías modernas. Por el momento, el nuevo proyecto nacional VTOL / SUVP se encuentra en las primeras etapas de exploración de capacidades y configuración de su imagen. Cualquier información específica aparecerá solo después de la finalización de estos trabajos, y luego quedará claro si las previsiones y estimaciones actuales están justificadas. Además, será posible determinar qué características del Yak-141 han pasado al nuevo avión.
Yak-141 en modo de vuelo vertical. Fotos de Wikimedia Commons
Planes para el futuro
El tema del desarrollo de un nuevo avión con cubierta fue planteado por primera vez en 2017 por el Viceministro de Defensa (ahora Viceprimer Ministro) Yuri Borisov. En el show aéreo de MAKS, dijo que los planes del departamento militar incluyen la creación de un avión de despegue y aterrizaje (SUVP) acortado. Posible desarrollo de una máquina con despegue vertical (VTOL). Dichos proyectos pueden llevarse a cabo en interés de la marina. aviación. El nuevo desarrollo se basará en la antigua línea de aviones Yakovlev.
Unos meses más tarde, Borisov anunció que el proyecto SUVP / VTOL se incluyó en el nuevo programa de armamento del Estado para 2018-2027. El trabajo en la nueva máquina está asociado con la futura obsolescencia moral y física de los MiG-29K y Su-33 existentes. Sin embargo, no se anunciaron detalles del nuevo proyecto, porque en ese momento solo se trataba de planes.
En el foro Army-2018, se escucharon nuevos mensajes sobre el proyecto SUVP / VTOL. Se alegó que para ese momento se estaba trabajando en el concepto del avión, pero los detalles volvieron a ser desconocidos.
Desde el año pasado, el tema de los aviones de despegue vertical / corto no se ha planteado a nivel oficial. Aparentemente, las estructuras relevantes del Ministerio de Defensa y las organizaciones de la industria de la aviación están ocupadas con cuestiones teóricas, y hasta ahora no pueden proporcionar al público ninguna información sobre el nuevo proyecto.
Selección de plataforma
Dado el ritmo actual de creación de nueva tecnología de aviación, se puede suponer que la prometedora aeronave SUVP / VTOL podrá ir a las unidades no antes de principios de los años treinta. Por lo tanto, la aeronave servirá en un futuro lejano, lo que exige especialmente la formación de su aspecto técnico.
Vuelo horizontal Foto Airwar.ru
Para acelerar el trabajo y maximizar el uso de las soluciones disponibles, el proyecto existente debería estar en el corazón del nuevo proyecto. Además, la elección de tales proyectos no es demasiado grande. El uso de las plataformas Su-27 y MiG-29 no tiene sentido debido a su obsolescencia esperada, así como a la necesidad de un rediseño radical de la estructura. El nuevo Su-57 tampoco parece ser la base óptima para SUVP / VTOL debido a los diferentes requisitos.
Yu. Borisov mencionó que el nuevo modelo será el desarrollo del desarrollo de la compañía Yakovlev. En el pasado, esta oficina de diseño participó activamente en el tema del despegue vertical y acortado, y algunos de sus desarrollos incluso llegaron a la serie. El último modelo en su línea fue el caza de despegue vertical Yak-141. Mostró características bastante altas, pero por varias razones no se metió en las tropas.
De todos los aviones VTOL domésticos, es el Yak-141 el que puede considerarse el más avanzado en términos de diseño, capacidades y características. Al mismo tiempo, esta máquina tenía ciertos inconvenientes, debido al nivel de desarrollo de la tecnología de las últimas décadas. Se puede suponer que la combinación correcta de las decisiones principales del proyecto Yak-141 y los nuevos componentes y tecnologías le permitirán obtener el avión deseado con un alto rendimiento.
Diseño basico
El Yak-141 tenía el aspecto técnico característico necesario para obtener las características de vuelo deseadas. El avión fue construido de acuerdo con el esquema aerodinámico normal con un ala altamente trapezoidal y plumaje en dos haces de cola. Una parte significativa del volumen del fuselaje se le dio a la planta de energía de un diseño especial.
Si es necesario, despegue y aterrice "en el avión". Foto Airwar.ru
El elemento principal de la central eléctrica era el motor turborreactor de doble circuito de elevación y marcha P79В-300. Este producto estaba equipado con una boquilla giratoria que oscilaba en el plano longitudinal a 95 °. Con la ayuda de dicha boquilla, un avión podría despegar verticalmente o hacer un vuelo horizontal. Detrás de la cabina había dos motores de elevación RD-41 de dimensiones más pequeñas y menor potencia. Estaban equipados con boquillas de boquilla giratoria para cambiar el vector de empuje.
En el motor de marcha de elevación, se proporcionaron medios de muestreo de aire para suministrar a los timones de reacción en el fuselaje y el ala. Los timones de reacción y un cambio diferenciado en el empuje del motor proporcionaron un control total durante el despegue / aterrizaje vertical y el vuelo estacionario.
El empuje total de los motores P79B-300 y RD-41 alcanzó 23700 kgf, lo que permitió el despegue y aterrizaje vertical con una masa de hasta 15,5 t. La velocidad máxima de vuelo alcanzó 1800 km / h. Rango de vuelo con un despegue corto y una carga de 1 t - hasta 2-2,1 mil km Por lo tanto, en términos de sus características principales, el Yak-141 superó a todos los aviones VTOL nacionales anteriores.
Mejoras necesarias
Obviamente, el Yak-141 en su forma original no podrá llevar a cabo misiones de combate en un futuro lejano y, por lo tanto, es necesario desarrollar un nuevo VTOL / SUVP, cuyo diseño utilizará soluciones existentes y probadas. La aeronave resultante tendrá que tener las diferencias más serias de la existente.
El avión está en modo de desplazamiento. Trabajo visible de motores de elevación. Fotos de Wikimedia Commons
De acuerdo con los requisitos de la época, el nuevo VTOL / SUVP debe tener una visibilidad reducida. Para hacer esto, él, en primer lugar, necesita un planeador completamente nuevo, ensamblado con los materiales correctos y con los contornos necesarios. Cabe señalar que el uso de materiales compuestos aumentará la perfección del peso de la estructura, un parámetro crítico para el despegue vertical. Utilizar el avión como cubierta debería proporcionar la posibilidad de plegar planos.
El proyecto debe utilizar el progreso en el campo de la construcción de motores. La arquitectura del motor de propulsión por elevación con una boquilla giratoria demostró ser buena en el Yak-141 y encontró aplicación en tecnología extranjera. Tal boquilla también debe usarse en un nuevo avión doméstico, con un nuevo motor que muestre un mayor rendimiento.
El motor principal necesita equipo de elevación adicional, que se puede hacer de varias maneras. En el Yak-141, se utilizaron dos motores de elevación RD-41 en este papel. El proyecto estadounidense F-35B implica el uso de un ventilador de elevación accionado por el motor principal. Opciones interesantes para la reestructuración de la central eléctrica ofrecen el Instituto de Investigación de Aviación de Siberia que lleva el nombre S.A. Chaplygin y la empresa "ODK-Saturn".
Vista desde un ángulo diferente: funcionan tres motores. Foto Aviarf.ru
La modernización de la instalación tipo Yak-141 se puede llevar a cabo reemplazando dos motores de elevación con un producto de mayor potencia. En este caso, es posible reducir la gravedad específica en un tercio y el consumo de combustible en un 40%. La segunda propuesta prevé la creación de una central eléctrica combinada. Su primer elemento es un motor de turboventilador completo, el segundo es un módulo de motor externo sin su propio compresor, que recibe aire del segundo circuito de turboventilador. El módulo del motor turborreactor debe tener boquillas giratorias para crear tracción vertical y horizontal. El uso de dicho sistema proporciona las características de vuelo necesarias al tiempo que reduce el consumo de combustible, incluyendo en modos supersónicos.
El complejo de equipos electrónicos a bordo debe basarse en los componentes más modernos que brinden soluciones a las tareas. Se debe prestar especial atención a los controles electrónicos para monitorear el funcionamiento de todos los sistemas y reducir la carga en el piloto.
El uso de un nuevo VTOL / SUVP en portaaviones puede incluir resolver los problemas de luchar por la superioridad aérea o atacar objetivos terrestres. Por lo tanto, el nuevo caza debe llevar misiles y bombas de diferentes clases y tipos. Para garantizar el sigilo, las armas deben colocarse en la bahía de carga interna.
En las primeras etapas
Nuestra industria de la aviación tiene una gran cantidad de trabajo preliminar en varios campos necesarios para la creación de nuevos aviones de despegue y aterrizaje vertical o corto. Al mismo tiempo, son necesarias nuevas investigaciones y desarrollos de soluciones prometedoras. Aplicando todas las mejores ideas en un proyecto, las empresas pueden crear un nuevo avión que cumpla con todos los requisitos modernos. Sin embargo, ese trabajo puede llevar mucho tiempo.
Experimentado Yak-141 en el museo. Fotos de Wikimedia Commons
Debe reconocerse que incluso con la finalización exitosa del trabajo de desarrollo, el proyecto VTOL / SUVP aún enfrenta problemas significativos. La especificidad del despegue vertical es tal que un avión con esta capacidad en términos de rendimiento de vuelo pierde con las máquinas "tradicionales". Una seria diferencia en las características principales es la razón de muchos años de debate sobre la necesidad de crear VTOL / SUVP, que hasta ahora no ha dado un resultado inequívoco. Las características específicas de una máquina prometedora pueden incluso llevar a su abandono.
Sin embargo, hace dos años, el Ministerio de Defensa de Rusia decidió volver a las viejas ideas y volver a desarrollarlas utilizando la experiencia acumulada y las tecnologías modernas. Por el momento, el nuevo proyecto nacional VTOL / SUVP se encuentra en las primeras etapas de exploración de capacidades y configuración de su imagen. Cualquier información específica aparecerá solo después de la finalización de estos trabajos, y luego quedará claro si las previsiones y estimaciones actuales están justificadas. Además, será posible determinar qué características del Yak-141 han pasado al nuevo avión.
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