Сдуть с палубы в небо

Непосредственным поводом для этой статьи стала видеозапись испытательного теста новейшего американского палубного самолета F-35B, который осуществлял взлет и посадку на палубу универсального десантного корабля USS America (LHA-6), тоже новейшего, введенного в состав флота в октябре 2014 года. Самолет, который пилотировал майор Джон Дёрк (John Dirk), легко оторвался от палубы и взмыл в небо. 
 
Создание такого самолета – большой прорыв в вооружении авианосцев. Взлетная палуба десантного корабля 257 метров, что составляет 77% длины авианосца класса «Nimitz» (332 метра), причем не используя при взлете каких-либо катапульт или трамплинов, так и не используя при посадке аэрофинишеров. F-35B в состоянии взлететь как вертикально, так и с разбегом всего 130 метров. Перед взлетом за кабиной пилотов открывается два люка: один из мощным вентилятором, который создает по самолетом вертикальный столб воздуха, а второй – дополнительный воздухозаборник для двигателя, сопло которого может поворачиваться на 90 градусов при вертикальном взлете и на 45 градусов при разбеге. Двигатель и вентилятор создают под самолетом мощную воздушную подушку, которая поднимает самолет при взлете. 
 
Остроумная идея – помочь самолету взлететь с помощью своего рода воздушной подушки, создаваемой вентилятором. Однако, как это часто бывает у американцев, хорошая техническая идея была сделана таким образом, что самолет получился весьма сложным и дорогим (108 млн. долларов за штуку в серийном производстве). Это при том, что фирма Lockheed Martin позаимствовала у КБ Яковлева конструкцию сопла, которое было разработано для Як-141 – палубного самолета, который должен был базироваться на советском авианосце «Ульяновск» (его заложили, но так и не достроили, а потом разобрали на металл). 
 
Именно глядя, как майор Дёрк взлетает на своем самолете, у меня появилась другая идея. Воздушная подушка под крыльями самолета при взлете очень помогает ему взлетать, поскольку у крыльев появляется дополнительная подъемная сила. Но зачем агрегат для создания этой воздушной подушки обязательно ставить на самолет? Жесточайшие массогабаритные требования, предъявляемые к самолету, неизбежно приведут к тому, что такое устройство на самолете будет или слишком громоздким, или слишком слабым. Американцы, должно быть, немало повозились с этим вентилятором, прежде чем добились оптимального баланса его веса, размеров и мощности. 
 
Дополнительную подъемную силу для взлета самолета с авианосца можно создать и с помощью корабля. Известно, что при взлете, корабль разворачивается против ветра и разгоняется до максимального хода. Одна только скорость самого корабля в 30 узлов и возникающий при этом поток воздуха над палубой эквивалентны разгону самолета до 55,5 км/час. Это немало – 25% взлетной скорости реактивного истребителя (МиГ-29). Встречный ветер в 5 узлов доведет эквивалент разгона до 64 км/час, то есть почти до 30% от взлетной скорости. 
 
Отсюда и возникает идея следующего рода – установить на самом авианосце или авианесущем корабле мощный вентилятор, который создавал бы над взлетной палубой встречный самолету поток воздуха. Тем самым, у самолета появлялась бы за счет этого потока воздуха большая подъемная сила, что привело бы к значительному сокращению разбега. 
 
Сделать это не столь трудно, если установить под палубой достаточно мощные вентиляторы, от которых поток воздуха выводится через воздуховоды и щели в палубе (или закрытые решетками отверстия) прямо под взлетающий самолет на всем расстоянии его разбега и взлета. Самолет взлетает по полосе, обдуваемой мощным потоком воздуха снизу из-под палубы, и этот поток воздуха сообщает крыльям дополнительную подъемную силу. 
 
Поток можно сделать перпендикулярным поверхности палубы (тогда самолет будет подниматься на нем, как на воздушной подушке), а можно направить под углом к поверхности палубы навстречу самолету (в этом случае крылья будут получать дополнительную аэродинамическую подъемную силу). 
 
Используя вентиляторы достаточной мощности можно создать воздушный поток скоростью 120-150 км/час (такие осевые вентиляторы уже существуют), или даже больше. В развлекательных аэродинамических трубах, имитирующих состояние свободного падения, скорость потока составляет 200-250 км/час. Так что довести поток воздуха до взлетной скорости самолета – технически вполне достижимо. 
 
Под палубой могут быть установлены радиальные вентиляторы с электромоторами, питающимися от главного корабельного генератора, а может быть установлен мощный осевой вентилятор, запитанный от вспомогательной силовой установки. Она может быть довольно компактной и мощной. Например, силовая установка малого десантного корабля проекта 12322 «Зубр», двигающегося на воздушной подушке, то есть на потоке воздуха, закачиваемого под днище корабля, состоящая из пяти газотурбинных агрегатов суммарной мощностью в 50 тысяч л.с., поднимает корабль водоизмещением (то есть весом 555 тонн) над водой и разгоняет его до скорости в 60 км/час. Если такая силовая установка способна поднять 550-тонный корабль, то она легко справится с запуском в небо самолета снаряженным весом 20-25 тонн. 
 
Воздушный поток используется не только при взлете, но и при посадке. Садящийся на палубу самолет может зависнуть на такой воздушной подушке, снизить скорость, при этом сохраняя достаточную подъемную силу, чтобы не свалиться на палубу. Когда горизонтальная скорость погашена, оператор вентилятора может постепенно прибрать тягу и плавно опустить самолет на палубу. Взлет и посадка осуществляются пилотом самолета и оператором вентилятора совместно, причем последний управляет потоком воздуха, его скоростью и выходным давлением, а также распределением по полетной палубе во время движения самолета. 
 
Вот такая концепция. 
 
Оснащение авианесущего корабля подобной системой открывает несколько интересных возможностей. 
 
Во-первых, сам по себе корабль может быть существенно меньше обычного авианосца и не иметь катапульт и аэрофинишеров, но при этом принимать обычные палубные самолеты (Су-33 и МиГ-29К). Для нас размер имеет значение, поскольку строить гигантские авианосцы водоизмещением 70-100 тысяч тонн нам просто негде, мало подходящих верфей и стапелей. Если расчеты покажут, что самолет описанным выше образом может сесть на палубу корабля водоизмещением 20-30 тысяч тонн, то это позволит достаточно быстро построить авианесущих кораблей. 
 
Во-вторых, такая идея обещает сокращение размеров взлетной палубы до самого минимума, например, до 50-70 метров, что позволяет разработать новую конструкцию авианесущих кораблей. Например такую: две скрещенные под острым углом взлетные полосы на корме, по центру надстройка, с ангаром и подъемником для самолетов, а в носовой части артиллерийское и ракетное оружие. 
 
В-третьих, концептуально много небольших авианесущих кораблей, имеющих, кроме самолетов, еще и обычное оружие эсминцев или ракетных крейсеров, открывают любопытные перспективы. Например, если в авиагруппу такого корабля входит самолет дальнего радиолокационного обнаружения (или многоцелевой самолет с комплектом радара), то такой корабль превращается в крейсер, способный действовать, искать и поражать цели самостоятельно. Пусть даже его авиагруппа будет небольшой и состоять из 5-6 самолетов (2 самолета ДРЛО и 3-4 многоцелевых самолета прикрытия и огневой поддержки), но тогда у корабля будут собственные радиолокационные «глаза». В составе эскадры такие авианесущие корабли могут обеспечивать действия крупных кораблей. 
 
В-четвертых, большие авианосцы можно использовать для взлета и посадки военно-транспортных самолетов. К примеру, ширина палубы ТАВКР «Адмирал Кузнецов» позволяет посадить на нем транспортный самолет типа Ан-12. Но вот высокая взлетная и посадочная скорости (скорость отрыва 255 км/час, а скорость посадки 200 км/час) дают слишком длинный разбег – 700 метров, что заведомо больше, чем длина взлетной палубы авианосца. Если авианосец оборудовать предложенной выше системой, то посадка транспортного самолета, не оборудованного в качестве палубного самолета, становится вполне возможной. И для чего это? Например, для того, чтобы перебросить солдат и военные грузы через Тихий океан. С одной посадкой на авианосец в центре океана и дозаправкой это становится возможным. 
 
Думается, что идея имеет достаточно выгодных сторон, чтобы заняться ее дальнейшей проработкой. 
 

Материал недели
Главные темы
Рейтинги
АПН в соцсетях
  • Вконтакте
  • Facebook
  • Twitter