Le «talon d'Achille» de l'aviation militaire moderne est constitué par les aérodromes. Même pas tant que les pistes. L'avion de combat le plus "piégé" de la dernière génération sera inutile si l'ennemi le détruit. Toute armée moderne dispose d'une douzaine de fonds pour une telle opération. C'est particulièrement vrai pour l'aviation de première ligne.
Mais il existe une solution très simple à ce problème: s’assurer que l’avion n’a pas du tout besoin de piste. Nous parlons d’aéronefs à décollage et atterrissage verticaux (VTOL), qui sont capables de s’envoler littéralement dans le ciel à partir d’un tout petit espace.
Les concepteurs se sont depuis longtemps rendus à la création d'un tel avion et le développement de projets pour les avions VTOL a commencé peu de temps après le début de l'ère de l'aviation. Mais les capacités techniques ne permettaient pas aux ingénieurs de traduire leurs rêves en réalité.
La Seconde Guerre mondiale a marqué le début de l'ère des porte-avions - d'immenses aérodromes flottants capables de transporter des dizaines d'aéronefs. Pas inférieur à la taille de ces navires et à leur coût. C'est pourquoi l'utilisation d'avions VTOL basés sur le pont pour la flotte semblait particulièrement tentante: dans ce cas, les porte-avions pourraient être rendus plus petits, plus maniables et moins chers.
Mais techniquement, ce problème s’avéra plus compliqué qu’il ne le semblait au début. La situation s'est aggravée avec l'avènement des avions à réaction: le nouvel avion avait besoin d'une piste encore plus grande.
Malgré toute la tentation d'une telle idée, peu d'avions dans le monde peuvent décoller et atterrir verticalement. Pour le décollage et l’atterrissage, ils utilisent l’énergie d’un jet de gaz provenant d’un réacteur, bien que leur conception puisse varier considérablement. En vol horizontal, la force de portance est créée par des ailes fixes.
En URSS, plusieurs avions VTOL ont été construits, le plus célèbre d'entre eux étant le Yak-38. Il a été utilisé dans la flotte, et cette machine ne peut pas être appelée réussie. À la fin des années 1980, un nouvel avion soviétique à décollage et atterrissage, le Yak-141, a été créé. C'était un véhicule de combat fondamentalement nouveau - un chasseur supersonique, qui prévoyait d'équiper des porte-avions soviétiques prometteurs.
Cependant, après quelques années, le pays s'est effondré et ni les nouveaux porte-avions ni les nouveaux chasseurs ne sont devenus absolument nécessaires. Le projet final de création de l’appareil Yak-141 a été enterré en 2003.
Histoire de la création
Les travaux sur la création d'un avion VTOL ont commencé dans les années 50 du siècle dernier. Pour que l’avion puisse se passer de la piste, il lui fallait un moteur complètement différent avec un rapport de poussée très élevé (c’est le rapport entre la masse de l’avion et la poussée du moteur).
Le principal client de cette région était la marine.
Le premier avion VTOL était l’Américain X-13 Vertijet, qui a effectué son décollage vertical en 1957. C'était une machine très intéressante, qui a décollé d'une position verticale (comme une fusée). Cependant, cet avion était très difficile et ses caractéristiques n'étaient pas impressionnantes. Le projet a donc été fermé.
Lors du développement de tels avions, les concepteurs ont dû résoudre un grand nombre de nouveaux problèmes techniques. Il est devenu évident qu'à basse vitesse, lorsqu'un avion à réaction ne gèle que sur un avion à réaction, l'utilisation d'ailerons et de divers gouvernails est inutile. Vous pouvez contrôler la machine uniquement à l'aide de flux réactifs supplémentaires, et les concepteurs ont pris la création de micromoteurs sur la propulsion par jet.
Des études similaires ont été menées en URSS, mais pendant de nombreuses années, ce sont davantage des recherches scientifiques qui n'ont aucune application pratique.
Le premier avion soviétique de décollage et d'atterrissage vertical était le Yak-36, qui a décollé en 1966. La série Yak-38 est une continuation de ce projet.
Le développement de VTOL a été plus réussi au Royaume-Uni. Déjà en 1960, Hawker avait créé un prototype d’avion capable de décoller verticalement. L'un des principaux éléments du succès de ce projet a été la création par Rolls-Royce d'un moteur unique capable de développer une poussée de 3 600 kilogrammes dans quatre tuyères pivotantes, ce qui a permis le décollage de la voiture. En 1969, l'avion Hawker Siddeley Harrier GR.1 VTOL fut adopté par l'armée de l'air britannique. Aujourd'hui, le Harrier, c'est déjà plusieurs générations d'avions de combat, qui sont en service dans un certain nombre de pays (dont la Grande-Bretagne et les États-Unis) qui ont participé aux combats et ont des performances de vol élevées.
En URSS, le sort des avions à décollage et atterrissage verticaux est étroitement lié au développement du programme (projets 1143) pour la construction de croiseurs porte-avions - des navires dotés à la fois de fusées et d’armes.
Au milieu des années 70, un avion de combat basé sur un porteur VTVP a été mis au point, capable de protéger un navire des raids aériens ennemis. L’expérience de la création de «verticales» en URSS n’a été vécue que par le bureau de conception de Yakovlev, et cette expérience ne saurait être qualifiée de trop positive.
Le Yak-38, adopté par la marine de l'URSS, avait un très faible rapport poids / pression et était équipé de trois moteurs à la fois. Les concepteurs ont dû rendre la voiture aussi facile que possible, ils ont même retiré le radar de bord. Les moteurs ne voulaient pas fonctionner de manière synchrone, ils ne démarraient tout simplement pas dans les conditions des latitudes sud. L'avion ne pouvait embarquer que de petites bombes et des roquettes non guidées, ce qui réduisait sa valeur au combat à près de zéro. Avec ces avions, il y a toujours eu des catastrophes.
En outre, pour réduire la masse au décollage du Yak-38, il a été contraint de prendre un stock de carburant limité, ce qui a considérablement réduit son rayon d'action.
Le projet visant à créer un nouvel avion pour la flotte Yak-141, répondant aux besoins de la flotte, a débuté en 1975. Des tests d'état étaient prévus pour 1982. Le nouvel avion a été conçu comme un avion de chasse supersonique. Initialement, il était prévu de l’équiper avec un seul moteur, mais plus tard, la préférence a été donnée à un avion avec une centrale électrique combinée.
Le Yak-141 devait entrer en service avec les croiseurs porte-avions (TAKR) Bakou, Oulianovsk, Riga et Tbilissi. En outre, le nouveau chasseur prévoyait d’armer les missiles de Minsk et de Kiev dans le cadre de la modernisation de ces navires. Le Yak-141 devait remplacer le Yak-38 obsolète et infructueux.
La centrale était composée de trois moteurs: deux RD-41 élévateurs et un R-79 de levage et de croisière. Le travail de la centrale était contrôlé par l’électronique: il pouvait donner au Yak-141 un décollage vertical ou raccourci depuis le pont du navire.
En 1980, l’armée a quelque peu modifié ses exigences concernant le futur avion: il s’agit d’un avion polyvalent, capable non seulement de détruire des cibles aériennes, mais aussi de frapper des navires ennemis et des cibles au sol. C'est-à-dire, effectuer les fonctions d'aéronef d'attaque.
En raison de problèmes de moteur, les tests du Yak-141 étaient constamment transférés. Ils ont commencé seulement en 1987 et en 1990, quatre prototypes du chasseur ont été construits. Des essais complets de décollage et d'atterrissage sur le pont du navire ont eu lieu en septembre 1991. Au cours de la période d’essais, 12 records mondiaux de vitesse et de capacité de charge ont été établis. Au cours des essais, l’un des aéronefs s’est écrasé. Le pilote s'est éjecté, mais la voiture n'a pas été récupérée. La cause de l'accident était une erreur du pilote.
Cet avion était non seulement une étape importante dans le développement de l'industrie aéronautique nationale, mais également une machine à signalisation dans l'histoire de l'aviation mondiale - le premier avion à décollage et atterrissage verticaux franchissant le mur du son. Il convient de noter que le Yak-141 est capable de décoller verticalement avec une charge de combat complète.
Cet avion était très malchanceux, il est apparu au moment même où un grand pays vivait déjà ses derniers mois et où l’économie tombait dans l’abîme. Ayant une expérience amère de l'exploitation du Yak-38, les militaires se méfiaient beaucoup des "boucles verticales". L’accident du Yak-141 au cours des essais n’a pas non plus joué un rôle déterminant dans la fin peu glorieuse de ce projet prometteur. Il n'y avait pas d'argent pour continuer à travailler sur cet avion très prometteur en 1992.
À Yakovlev Design Bureau, deux autres modèles VTOL ont été créés: le Yak-43 et le Yak-201, mais ils sont restés sur papier. Les développeurs ont essayé d'offrir une nouvelle voiture aux acheteurs étrangers, mais il n'y a pas eu de commande. Il y a eu une courte collaboration avec les Américains (Lockheed Martin), mais elle s'est également terminée sans résultat.
En 2003, le projet du chasseur Yak-141 a été officiellement fermé.
Description
Le Yak-141 est un profil haut, il est fabriqué selon la configuration aérodynamique normale et est équipé d’une centrale électrique combinée. Le fuselage de l’avion est composé à 26% de matériaux composites, certains des éléments étant en alliages à base de titane résistant à la chaleur. Le cas est activement utilisé alliages d'aluminium-lithium avec un poids inférieur.
Le fuselage de l'aéronef est semi-monocoque à section rectangulaire. Le moteur de levage-marche est situé dans sa queue, deux autres levage - à l'avant, directement derrière le cockpit. Le nez du fuselage a une forme pointue.
Les ailes sont de forme trapézoïdale, très bien positionnées avec un balayage droit et un gonflement des racines. L’aile est conçue de telle sorte que l’avion puisse atteindre des vitesses supersoniques, mener un combat aérien manoeuvrable et effectuer un long vol de croisière.
Le plumage de la queue est constitué de deux gouvernes et de stabilisateurs à tous les tournants. Il est relié à deux faisceaux distants, entre lesquels il y a une buse de levage moteur principal.
Les prises d’air sont de forme rectangulaire, elles sont situées immédiatement derrière le cockpit. Le flux d'air est contrôlé par un coin horizontal.
Le train d'atterrissage est en tricycle, il peut résister à la chute de l'avion d'une hauteur de cinq mètres.
La structure de la centrale Yak-141 comprend deux moteurs de levage (PD) RD-41 et un moteur de marche et levage (PMD) R-79. Également lors des manœuvres lors du décollage vertical, des gouvernails à jet sont utilisés, qui sont alimentés par un moteur de levage / de croisière. De par sa conception, le Yak-141 est proche du VTOL américain moderne du F-35B, qui est également équipé d’une centrale électrique combinée.
Les moteurs de levage RD-41 sont situés à l'avant de l'avion, dans un compartiment spécial, juste derrière le cockpit. En vol horizontal ou dans le parking, les moteurs sont fermés avec des volets spéciaux en haut et en bas. Lors du décollage ou de l’atterrissage, ils s’ouvrent, fournissant de l’air pour les moteurs et ouvrant les tuyères. Les moteurs sont installés à un angle de 10 ° par rapport à la verticale, les buses peuvent s'écarter de ± 12,5 ° verticalement de l'axe du moteur. Le RD-41 est un turboréacteur à un seul circuit et à un arbre, il peut fonctionner à une vitesse ne dépassant pas 550 km / h.
Moteur de levage et de maintien P79V-300 est un turboréacteur à double circuit avec postcombustion et vectorisation de poussée variable. Il est situé à l'arrière de l'avion. Les rotors de ce moteur tournent dans différentes directions, les compresseurs se caractérisent par une stabilité accrue de la dynamique des gaz. Dans la chambre de combustion, il existe des brûleurs vortex uniques. La buse du moteur est rotative, avec une section ajustable, elle peut dévier le vecteur de poussée de 95 °. La poussée maximale de la post-combustion Р79В-300 est de 15 500 kgf.
Le Yak-141 peut décoller de trois manières différentes: verticalement, avec une montée rapide et avec glissement (décollage ultra-court). La tuyère de la machine principale à décollage vertical s'écarte de l'angle maximal; avec un décollage à courte montée et au glissement, elle est de 65 °. Lors d’un décollage avec glissement, la piste a une longueur de six mètres.
