Despegue vertical: una dirección sin salida o el futuro de la aviación de combate
Avión de despegue y aterrizaje vertical (VTOL): podemos decir que este tipo de avión nació prácticamente extremadamente difícil. No, había muchísimos prototipos, proyectos e ideas, pero cuando se llegó a la práctica, todos ellos resultaron a menudo inviables.
En la búsqueda del despegue y aterrizaje vertical, los diseñadores ofrecieron las soluciones más extravagantes.
De hecho, solo el VTOL británico "Harrier", que en varias versiones estaba en servicio con las fuerzas armadas británicas y estadounidenses (AF), recibió un uso verdaderamente práctico y un uso de combate confirmado.
Los "Harriers" se mostraron bastante bien al servicio de las Fuerzas Armadas Británicas y Estadounidenses.
Sin VTOL "Sea Harrier", Gran Bretaña bien podría haber perdido la batalla por las Islas Malvinas.
Por supuesto, puede recordar el VTOL Yak-38 soviético y el F-35B estadounidense, pero el primero, de hecho, no se recordó, y el segundo recién está comenzando su camino y aún no se ha mostrado en combate real. (Es bastante irónico que el hecho de que, si bien la experiencia de combate del Yak-38 y el F-35B es comparable: ambos bombardearon a los muyahidines en Afganistán).
Cuando hablamos de aviones de despegue y aterrizaje verticales, también nos referimos a aviones de despegue corto y aterrizaje vertical, a los que muchos se refieren al F-35B. De hecho, esto no es del todo cierto: el F-35B puede realizar tanto aterrizaje vertical como despegue vertical; los escépticos pueden ver este proceso en el video:
Despegue vertical del F-35B
Otra cuestión es que en el modo de despegue vertical, la carga de combate se puede limitar al máximo, y el rango de acción también se reduce, pero sin embargo, el F-35B tiene la posibilidad de despegue vertical. Además, una carrera corta de despegue es en algunos aspectos más difícil que un despegue vertical. En el Yak-38 soviético, el despegue con una carrera corta de despegue generalmente se consideró imposible desde el principio debido a la complejidad de sincronizar el funcionamiento de tres motores a reacción, uno principal y dos de elevación.
El Yak-38 soviético dominó el despegue vertical antes que el despegue corto
Así que el modo de despegue corto y aterrizaje vertical fue elegido para el F-35B como el principal, pero no como el único, debido a la necesidad de aumentar la carga y el alcance de combate.
Tan pronto como se trata de aviones VTOL, a menudo cae sobre ellos una ráfaga de críticas, sobre la base de las cuales se podría pensar que estas máquinas son generalmente inadecuadas para el combate. Pero, de hecho, esto está lejos de ser el caso.
La tecnología en sí para el desarrollo de aviones VTOL es realmente más complicada que la de los aviones de diseño clásico, y es bastante lógico que se hayan quedado atrás durante mucho tiempo en el desarrollo, pero ahora la brecha entre los aviones clásicos y los aviones VTOL no es suficiente. más tiempo tan grande.
Considere ejemplos clásicos de crítica VTOL.
costo de
Alto costo en comparación con los aviones clásicos.
Este argumento es bastante fácil de argumentar. Tenemos un maravilloso programa de caza ligero estadounidense F-35 de quinta generación que viene en tres versiones: el clásico F-35A para la Fuerza Aérea de los EE. UU., El avión F-35C basado en portaaviones para la Marina de los EE. UU. Y el avión VTOL F-35B para el mando de la Infantería de Marina (ILC). La información pública sobre el costo de estas máquinas para diferentes partes está disponible en Wikipedia.
Costo de los cazas F-35 de varios lotes de producción.
Se puede observar que el costo del avión F-35B VTOL en algunos lotes fue prácticamente igual al costo del clásico F-35A e incluso menor que el costo de la versión de portaaviones del F-35C.
¿Por qué ha aumentado el valor relativo del F-35B en el último lote?
Se puede suponer que el hecho es que la producción está optimizada principalmente para la producción a gran escala del F-35A. La diferencia de costo entre el F-35B y el F-35C ya no es tan grande. Está claro que los aviones VTOL deberían ser más caros que un avión clásico, pero la diferencia será de alrededor del 10% o incluso menos, como se puede ver en algunos lotes.
Una parte creciente del costo de los aviones de combate es el costo de los equipos electrónicos de a bordo (aviónica), y es idéntico para los tres aviones. Incluso el motor es el corazón del avión; los aviones F-35A, F-35B y F-35C están en gran parte unificados.
A menudo se dice que fue el desarrollo de aviones VTOL dentro de la línea F-35A, F-35B y F-35C lo que provocó el aumento de costos y retrasos en el programa en su conjunto, dicen, si no hubiera unificación con Aviones VTOL, el resto del avión sería mejor y más barato.
Es poco probable que este sea el caso.
Como se mencionó anteriormente, la parte más compleja del equipo militar moderno es la aviónica y el software, como parte integral del mismo.
¿Motor?
Pero está unificado, además, los retrasos en el motor F-135-PW-600 para el F-35B no debían afectar al F135-PW-100 y F135-PW-400, destinados, respectivamente, al F -35A y F-35C ... No olvide que la parte más difícil es la boquilla giratoria, los estadounidenses supuestamente "tomaron prestado" de la Unión Soviética. Р79В-300 (producto 79).
El motor R79V-300 para el avión Yak-141 VTOL: el colapso de la URSS permitió a los Estados Unidos ahorrar decenas de millones de dólares y años de trabajo en el desarrollo de un motor para aviones VTOL.
Dificultad para despegar y aterrizar
Se cree que los aviones VTOL son mucho más difíciles de controlar en la etapa de despegue y aterrizaje, además, los riesgos para el piloto en estos modos son significativamente mayores.
Y así fue. Más temprano.
En la actualidad, el nivel de automatización de los procesos de despegue y aterrizaje puede ser tan alto que un despegue vertical o corto, así como un aterrizaje vertical, serán mucho más fáciles que en un avión clásico. Para entender esto, basta con mirar el aterrizaje elegante de las primeras etapas de los vehículos de lanzamiento reutilizables, realizados en un modo completamente automático.
Aterrizaje simultáneo de propulsores del vehículo de lanzamiento Falcon Heavy
En el futuro, el nivel de automatización solo aumentará.
En aviones VTOL, será más fácil despegar de una plataforma giratoria (barco) y aterrizar en ella, será más fácil despegar en condiciones climáticas adversas: vientos fuertes, visibilidad limitada, despegue desde un lugar, con un corto carrera de despegue, desde un trampolín o en el modo de despegue horizontal normal.
El F-35B despega del trampolín: durante las pruebas, los modelos de peso y tamaño de cuatro bombas Paveway IV y dos misiles ASRAAM B-B se suspendieron en el avión.
¿Qué significa esto en la práctica?
Que en las condiciones de un ataque enemigo repentino, cuando el grupo aéreo debe elevarse en el aire lo más rápido posible, parte de la aeronave VTOL puede lanzarse desde un portaaviones "sin catapulta" utilizando un trampolín con munición completa, y la otra parte puede despegar con una carrera corta de despegue sin usar un trampolín, para no hacer colas para el trampolín.
Y parte de la aeronave VTOL puede salir del todo, usando el despegue vertical, al menos para no convertirse en un objetivo a bordo del barco, pero, lo más probable, también podrán llevar una cierta cantidad de municiones, por ejemplo. , varios misiles Aire a aire (B-B).
La capacidad de crear aeródromos terrestres de despliegue rápido con un trampolín puede ser útil al organizar una base aérea avanzada en algún lugar en áreas montañosas o boscosas, con espacio limitado para una pista de aterrizaje de tamaño completo (pista).
Despegue de aviones de combate desde un trampolín de tierra
Despegue del F-35B desde el trampolín de tierra
Los aviones clásicos también pueden
Esto se refiere a la argumentación de que los aviones modernos también pueden despegar con una carrera de despegue bastante pequeña.
Esto es parcialmente cierto, pero hay matices.
Para la mayoría de los cazas, la carrera de despegue sin el uso de postcombustión es de 500-700 metros o más, con el uso de postcombustión, según diversas fuentes, este valor se puede reducir a 250-350 metros.
Pero, ¿con qué carga de combate y qué consumo de combustible?
El Su-35 con un peso normal de despegue y postcombustión completo tiene una carrera de despegue de 400-450 metros, para el Su-57 - 350 metros. El F-35B tiene una carrera corta de despegue de 161 metros, con un trampolín: 137 metros.
Al mismo tiempo, por ejemplo, el Yak-141 podría despegar de seis formas:
- de la forma habitual, cuando la tobera del motor sustentador de elevación (PMD) se mantiene en posición horizontal y los motores de elevación están apagados;
- con un recorrido de despegue corto de unos 120 metros, cuando, después del inicio del movimiento, se ponen en marcha los motores de elevación y la boquilla PMD cambia el ángulo de dirección de empuje a 62 grados;
- con un recorrido corto de despegue de unos 60-80 metros, con el uso de dispositivos retardadores (retardadores de las ruedas del chasis);
- con recorrido de despegue ultracorto de hasta 6 metros, con frenos de rueda, con tobera PMD previamente desplegada a 62 grados y con motores de elevación en marcha;
- usando un trampolín;
- despegue vertical.
No hay necesidad de hablar sobre el aterrizaje: los aviones clásicos ni siquiera se acercarán en este parámetro a los aviones VTOL. Incluso si recordamos el uso de aerofinishers en portaaviones, el procedimiento de aterrizaje, especialmente en una plataforma basculante, usar aerofinishers es mucho más difícil que aterrizar un avión VTOL, y también es mucho más difícil (aunque posible) automatizarlo, y la carga en la aeronave y su carga útil - significativamente mayor.
Aterrizar un avión clásico en un portaaviones es mucho más difícil que aterrizar un avión VTOL
La longitud del Su-35 con paracaídas de frenado es de 600 metros.
Varias fuentes dicen que el Su-57 tiene una longitud de carrera de 100 metros, pero aún no está claro cómo se logró una reducción tan significativa en la longitud de carrera (si se logró), qué tan fuerte se obtiene el aterrizaje en este modo, y ¿es posible con una carga útil?
Según otras fuentes, el alcance del Su-57 es dos veces menor que el del Su-35, es decir, unos 250-300 metros, lo que ya parece más cercano a la realidad.
En cualquier caso, si la aeronave VTOL es capaz de aterrizar en el "parche", entonces la aeronave clásica debe ir a la trayectoria de planeo de aterrizaje y sentarse en la pista en un lugar determinado con una precisión suficientemente alta. Incluso si se alcanza la longitud de la carrera de 100 metros, se le sumará la precisión del toque en un punto determinado, la necesidad de una reserva de pista para situaciones de emergencia, es decir, al final todavía obtendremos al menos 200-300 metros. Y si el Su-57 tiene una longitud de recorrido de 250-300 metros, entonces se requerirá una pista del orden de 400-500 metros.
Respecto a la firmeza del calce.
Alta precisión moderna оружие bastante sensible a las condiciones de funcionamiento: vibraciones, caídas de temperatura, golpes. Cada arma está diseñada para un cierto número (condicional) de despegues y aterrizajes. Cuanto más duro sea el aterrizaje, mayor será la probabilidad de que fallen las armas costosas. Con una alta probabilidad, aterrizar en un portaaviones es una prueba bastante seria no solo para el avión, sino también para su carga de combate no utilizada.
El avión VTOL puede devolver la carga útil con cargas mucho más bajas, simplemente compare visualmente la dureza de aterrizaje del F-35C y F-35B.
Gran consumo de combustible, menor carga de combate, malas características de vuelo
No se puede negar que con el despegue vertical se reduce tanto la carga de combate como el alcance.
Pero aquí, como dijimos anteriormente, todo depende de la situación: a veces es mejor despegar rápidamente con un mínimo de municiones y con una pequeña cantidad de combustible, que convertirse en un montón de metal durante un impacto masivo en un barco. o un aeródromo local.
¿Y con qué carga de combate vuelan ahora los aviones de combate?
Por ejemplo, el F-35B puede llevar cuatro misiles AIM-120 VB en sus compartimentos internos, los cuales pesarán menos de 800 kilogramos, con una carga útil máxima de 6 kilogramos, muy probablemente, con dicha munición despegará verticalmente, incluso si perderá aproximadamente un 800% de alcance (por analogía con el Yak-30 durante el despegue vertical).
La carga de combate de los cazas modernos está más a menudo limitada por el volumen de los compartimentos internos que por la masa de armas.
Con respecto al despegue con una carrera de despegue corta, aquí el consumo de combustible ya debería ser comparable al consumo de combustible durante el despegue de aviones clásicos con postcombustión.
Al mismo tiempo, los aviones VTOL tendrán una carrera de despegue de unos 120-160 metros, mientras que los aviones clásicos tendrán unos 250-350 metros, es decir, el doble. Y la carga de combate ya puede ser mucho mayor si no es máxima.
Cuando hablan de aviones VTOL, a menudo mencionan, en principio, una carga de combate baja. Sin embargo, esto no es del todo cierto.
Es solo que a menudo comparan vehículos de combate de diferentes categorías de peso y diferentes períodos de tiempo.
La carga de combate del Yak-38, que entró en servicio en 1977, fue de 1 tonelada durante el despegue vertical y de 1,5 toneladas durante el despegue. Su peso máximo de despegue durante el despegue / despegue vertical fue de 11,3 / 10,3 toneladas. Debe compararse con el MiG-23ML, que se ha producido en masa desde 1976 (debe entenderse que el MiG-23ML fue el resultado de un largo trabajo sobre los errores del MiG-23 básico).
И что же?
Con un peso máximo de despegue del MiG-23ML de 20 toneladas, su carga de combate es de solo 2 toneladas, es decir, casi proporcional al peso máximo / carga de combate del Yak-38.
Sí, claro, el MiG-23 tiene un alcance y velocidad mucho mayor, mejor que la aviónica, pero no olvides que el MiG-23 fue el resultado de una larga evolución de los aviones de combate clásicos, mientras que el Yak-38 se convirtió en el primero aviones VTOL soviéticos en serie.
Cuando apareció el primer avión a reacción, también eran inferiores en muchos aspectos a los aviones de pistón usados.
¿Qué pasa si comparamos el Yak-141 y el MiG-29?
Rendimiento de vuelo (LTH) Yak-141 y MiG-29
Se puede ver que las características de vuelo del Yak-141 y MiG-29 ya están mucho más cerca que las del Yak-38 y MiG-23ML. Al mismo tiempo, no se debe olvidar que el trabajo en los aviones MiG-29 y Su-27 recibió mucha más atención y financiación que la oficina de diseño de Yakovlev y su avión VTOL.
Las características del F-35A, F-35B y F-35C no son tan radicalmente diferentes. Quizás las desventajas más notables del F-35B incluyen solo un rango de vuelo ligeramente más corto.
Características de rendimiento y características de vuelo de los F-35A, F-35B y F-35C (ru.wikipedia.org)
Pero hay que recordar que el F-35B recibió mucha menos atención que el F-35A y el F-35C.
¿Y si se le diera prioridad al F-35B?
¿Qué pasaría si este avión se creara sin comprometer las opciones de "tierra" y portaaviones?
En mi opinión, al crear muestras modernas de aviones VTOL, la diferencia con sus homólogos clásicos en términos de características de rendimiento y características de rendimiento puede alcanzar el 10% o menos.
No comprado ni vendido
A los aviones VTOL se les reprocha el hecho de que no se compran en el mercado internacional de armas y se compran para sus propias fuerzas armadas, por ejemplo, el mismo F-35B.
Pero, ¿quién compra el F-35 - vasallos estadounidenses?
¿Quiénes están ahora exactamente preparados para una guerra seria? ¿Quién de los compradores de aviones de la línea F-35 pelea normalmente, excepto Israel? E Israel, ¿cuánto tiempo ha luchado con un enemigo serio?
Los árabes ya no son en absoluto lo que eran durante la "Guerra de los Siete Días". Uno tiene la impresión de que las armas ahora se compran más a menudo no para la guerra, sino por razones políticas y económicas.
Sin embargo, hay aviones VTOL en EE. UU. La Unión Soviética también desarrolló activamente esta dirección. Si la URSS no se hubiera derrumbado, es posible que Gran Bretaña hubiera desarrollado su propio reemplazo para el Harier.
En cuanto al resto de los países, por ejemplo, la República Popular China, después de todo, ya dijimos anteriormente que los aviones VTOL son muy difíciles: China se las arregla bien para copiar las tecnologías de otras personas, pero incluso sus motores a reacción convencionales aún no son muy buenos. , ¿qué podemos decir de un motor más complejo para aviones VTOL?
Es posible que China simplemente aún no tenga las capacidades tecnológicas para crear aviones VTOL. ¿Qué pasa si "mañana" deciden este tema y comienzan a remachar los aviones VTOL por cientos?
Hallazgos
Durante la Segunda Guerra Mundial, los principales estados en guerra construyeron activamente enormes acorazados, gastando una parte significativa de los costos de defensa en esto. Al mismo tiempo, la realidad de las hostilidades mostró una superioridad absoluta. aviación, portaaviones y submarinos en los campos de las batallas navales.
¿No es esto un indicador de los engaños más profundos que pueden obstaculizar el desarrollo de tipos de armas prometedores?
En nuestro tiempo, El reconocimiento de satélites llega a un nivel fundamentalmente nuevo..
¿Qué pasa si los aeródromos se vuelven extremadamente vulnerables?
¿Qué pasa si la destrucción de aeródromos "estacionarios" requiere un intervalo de aproximadamente un día, para aeródromos desplegados en secciones de carreteras y autopistas, aproximadamente varios días, mientras que tomará aproximadamente una semana encontrar y destruir un aeródromo oculto para aviones VTOL?
Después de todo, un sitio de 100 a 150 metros es mucho más difícil de localizar que una pista de 500 metros, sin mencionar los aeródromos "estacionarios" con kilómetros de pistas. Sí, y los aeródromos falsos "cortos" pueden desplegarse cientos, si no miles.
¿Qué pasa si, como resultado de las hostilidades, los oponentes poderosos simplemente derriban todos los aviones entre sí con armas de largo alcance en los aeródromos durante las primeras semanas?
Entonces se acabarán las costosas armas de precisión. ¿Se quedará la guerra terrestre sin apoyo aéreo de ambos lados?
¿Cuánto tiempo durarán las hostilidades en este formato?
El artículo ¿Es posible una repetición de la Segunda Guerra Mundial en las realidades del siglo XXI?? consideró las razones por las que las hostilidades ofensivas prolongadas pueden no ser posibles en nuestro tiempo.
¿Y si uno de los oponentes construye un avión VTOL efectivo, aprende a desplegar rápidamente aeródromos móviles reales y falsos para ellos? ¿No se quedará solo con la aviación de combate como resultado?
Una conversación separada, a la que volveremos más adelante, es la relación entre el costo y la eficiencia de un portaaviones de tamaño completo y un portaaviones para aviones VTOL.
Este artículo no pretende demostrar la superioridad absoluta de los aviones VTOL sobre los aviones de combate clásicos. Por el contrario, en mi opinión, la supremacía aérea la ganarán los vehículos de combate clásicos más pesados, pero los aviones de combate ligeros también serán de gran importancia para resolver este problema.
Las perspectivas de la aviación de combate a medio plazo se discutieron previamente en el artículo. Ligera o pesada, tripulada o no tripulada: cómo se desarrollará la aviación de combate en el siglo XXI.
Entonces, además del menor costo de compra y operación, que pueden tener los aviones de combate ligeros en comparación con los pesados, la ventaja es la posibilidad de implementar aviones de combate ligeros en la variante VTOL. Esto aumentará significativamente su capacidad de supervivencia frente al enemigo que lanza ataques con armas de alta precisión a toda la profundidad del territorio en objetos estacionarios: aeródromos y bases aéreas.
En este artículo, examinamos las deficiencias reales y percibidas de los aviones VTOL. En el siguiente, estudiaremos las soluciones técnicas prometedoras y las ventajas que pueden recibir los aviones VTOL prometedores en comparación con sus predecesores y con los aviones clásicos.
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