Обычному пассажирскому самолёту для взлёта нужны сотни или даже тысячи метров ровного покрытия. Он разгоняется, набирает скорость и только после этого отрывается от земли. Но существуют машины, которые способны сделать всё наоборот: подняться практически вертикально, зависнуть над площадкой и лишь затем отправиться в горизонтальный полёт.

Самолёты вертикального и укороченного взлёта и посадки — одна из самых необычных страниц в истории авиации. Инженеры десятилетиями пытались решить почти невозможную задачу: заставить самолёт с крыльями и реактивным двигателем вести себя подобно вертолёту, а затем превратить его обратно в скоростную машину.

За эту способность приходится дорого платить. Вертикальный взлёт требует огромной тяги, расходует много топлива и создаёт серьёзные нагрузки на конструкцию и поверхность под самолётом. Именно поэтому таких машин было создано относительно немного.

Но некоторые из них стали настоящими легендами.

Hawker Siddeley Harrier — самолёт, изменивший правила игры

Когда появился Harrier, сама идея боевого самолёта, способного взлетать почти с любого подходящего участка, казалась фантастикой.

Главной особенностью машины стал двигатель Rolls-Royce Pegasus. Вместо привычного сопла реактивная тяга выводилась через четыре поворотных сопла. Их положение позволяло менять направление струи: назад — для обычного полёта и вниз — для вертикального взлёта или зависания.

Но Harrier не просто «подпрыгивал» с места. Пилоту требовалось очень точно контролировать машину на малой скорости. Для управления при зависании использовалась система реактивных струй в носовой и хвостовой частях, а также возле законцовок крыла.

Особенно громко Harrier заявил о себе во время Фолклендской войны 1982 года. Возможность использовать короткие или импровизированные площадки стала серьёзным преимуществом в условиях, когда полноценная взлётно-посадочная полоса была недоступна.

Именно Harrier доказал главное: вертикальный взлёт может быть не красивым авиационным экспериментом, а реальным военным инструментом.

Як-38 — советский путь к вертикальному взлёту

Советскому флоту тоже требовался самолёт, который мог бы работать с палубы авианесущего корабля без длинной катапульты и полноценной взлётной полосы.

Так появился Як-38.

Его конструкция заметно отличалась от Harrier. Для подъёма в воздух использовались отдельные подъёмные двигатели, расположенные в передней части фюзеляжа, а основной двигатель обеспечивал горизонтальный полёт и часть тяги при вертикальном режиме.

Схема позволяла машине действительно взлетать вертикально, однако имела серьёзный недостаток: дополнительные двигатели практически не помогали самолёту после перехода в горизонтальный полёт. Они становились лишним весом, занимали пространство и потребляли топливо.

В результате дальность и боевая нагрузка Як-38 оставались довольно ограниченными.

Тем не менее значение этой машины трудно переоценить. Она стала первым серийным советским палубным самолётом вертикального взлёта и посадки и дала конструкторам огромный опыт. А опыт Як-38 впоследствии пригодился при создании гораздо более совершенных проектов.

V-22 Osprey — когда самолёт и вертолёт объединили в одной машине

V-22 Osprey формально нельзя назвать обычным самолётом вертикального взлёта. Это конвертоплан — машина, которая способна менять принцип создания тяги прямо во время полёта.

На концах его крыльев расположены огромные двигательные установки с винтами. Во время вертикального взлёта они направлены вверх, поэтому Osprey ведёт себя почти как вертолёт. После набора высоты гондолы поворачиваются вперёд, и аппарат начинает лететь по самолётному принципу.

В результате получается весьма необычное сочетание: вертикальный взлёт, высокая крейсерская скорость и значительно большая дальность по сравнению с обычным вертолётом.

Конструкция оказалась настолько сложной, что путь Osprey к полноценной эксплуатации был долгим и сопровождался серьёзными проблемами. Однако в итоге идея доказала свою жизнеспособность.

Сегодня V-22 особенно ценен там, где необходимо быстро доставить людей и грузы в место, где нет нормального аэродрома. Для военных это означает совершенно новые возможности по выбору маршрута и места посадки.

F-35B — вертикальный взлёт в эпоху стелса

Если Harrier был революционным самолётом своего времени, то F-35B показывает, насколько далеко ушла технология.

В этой версии F-35 реализована возможность короткого взлёта и вертикальной посадки. Для этого используется необычная силовая установка: за кабиной расположен подъёмный вентилятор, связанный с основным двигателем, а реактивное сопло в задней части способно поворачиваться вниз.

Всё самое интересное происходит при переходе между режимами. Компьютер управляет распределением тяги и помогает удерживать самолёт в нужном положении. Пилоту не приходится вручную координировать множество отдельных параметров.

Однако вертикальность не даётся бесплатно.

При вертикальном взлёте огромный поток горячего воздуха направляется на поверхность под самолётом. Это создаёт серьёзную тепловую и механическую нагрузку на покрытие. Поэтому эксплуатация F-35B требует учитывать состояние площадки и особенности конкретного места.

Зато самолёт получает возможность работать с кораблей и небольших подготовленных площадок, сохраняя возможности современного многоцелевого боевого самолёта.

Як-141 — самолёт, который опередил своё время

История Як-141 особенно интересна тем, что это была попытка создать не просто вертикальный самолёт, а сверхзвуковую боевую машину такого класса.

Проект получил комбинированную силовую установку: подъёмно-маршевый двигатель с поворотным соплом и отдельные подъёмные двигатели. Такая схема позволяла совмещать вертикальный взлёт с высокими скоростями горизонтального полёта.

Именно здесь конструкторы столкнулись с одной из главных проблем СВВП: самолёт должен одновременно быть лёгким для вертикального режима и достаточно мощным для скоростного полёта.

Як-141 проходил испытания и продемонстрировал впечатляющие возможности. Но экономические и политические события начала 1990-х годов поставили точку в программе. Самолёт так и не стал серийной машиной.

Сегодня Як-141 часто вспоминают как один из наиболее амбициозных советских проектов вертикального взлёта.

Почему таких самолётов до сих пор мало?

На первый взгляд кажется, что возможность взлететь практически с места должна сделать СВВП идеальными самолётами. Но у этой способности есть обратная сторона.

Чтобы поднять самолёт вертикально, двигателю необходимо создать тягу, сопоставимую с весом всей машины. Во время обычного разгона часть энергии используется гораздо эффективнее: крыло постепенно начинает создавать подъёмную силу, и двигателю уже не приходится буквально «держать» весь самолёт на реактивной струе.

Поэтому вертикальный режим обычно означает повышенный расход топлива.

Кроме того, сложнее становятся двигатель, система управления, конструкция фюзеляжа и механизмы изменения направления тяги. Возникают проблемы с нагревом покрытия, шумом и ограничениями по полезной нагрузке.

Именно поэтому современная авиация чаще делает ставку не на полностью вертикальный взлёт, а на укороченный взлёт и вертикальную посадку. Это позволяет использовать преимущества СВВП, но не тратить огромное количество топлива на вертикальный набор высоты.

Самолёт без аэродрома — мечта или необходимость?

Вертикальный взлёт никогда не был универсальным решением. Обычному пассажирскому лайнеру такая возможность практически не нужна: она потребовала бы слишком сложной конструкции и ухудшила бы экономичность.

Но там, где аэродрома нет или его невозможно использовать, ситуация меняется.

Военные корабли, небольшие передовые площадки, удалённые районы и операции, где скорость переброски важнее экономии топлива, — именно здесь необычные самолёты раскрывают свои главные преимущества.

И, возможно, будущее этой идеи окажется связано уже не только с пилотируемыми машинами. Развитие беспилотников, новых двигателей и автоматических систем управления постепенно делает вертикальный взлёт более доступным.

Так что самолёты, которым не нужна длинная взлётная полоса, пока остаются редкостью. Но история авиации показывает: иногда именно самые странные на первый взгляд идеи становятся основой следующего поколения техники.

Без автора