수직 이륙: 막다른 방향 또는 전투 항공의 미래
수직 이착륙 항공기(VTOL) - 이러한 유형의 항공기는 실제로 매우 어렵게 태어났다고 말할 수 있습니다. 아니요, 프로토타입, 프로젝트 및 아이디어가 매우 많았지만 실행에 가보면 모두 실행 불가능한 것으로 판명되는 경우가 많습니다.
수직 이착륙을 추구하는 디자이너들은 가장 사치스러운 솔루션을 제공했습니다.
실제로 여러 버전에서 영국과 미국 군대(AF)와 함께 근무한 영국 VTOL "Harrier"만이 실제 사용과 확인된 전투 사용을 받았습니다.
"Harriers"는 영국군과 미국군의 복무에서 자신을 아주 잘 보여주었습니다.
VTOL "Sea Harrier"가 없었다면 영국은 포클랜드 제도 전투에서 패배했을 것입니다.
물론 소련 VTOL Yak-38과 미국 F-35B를 기억할 수 있지만 실제로 첫 번째는 마음에 들지 않았으며 두 번째는 이제 막 시작되었으며 실제 전투에서 아직 모습을 드러내지 않았습니다. (Yak-38과 F-35B의 전투 경험은 비슷하지만 둘 다 아프가니스탄의 무자헤딘을 폭격했다는 사실이 아이러니합니다.)
수직이착륙기는 단거리 이착륙기와 수직 착륙기를 의미하며 많은 사람들이 F-35B를 언급합니다. 사실, 이것은 완전히 사실이 아닙니다. F-35B는 수직 착륙과 수직 이륙을 모두 수행할 수 있습니다. 의심하는 사람은 비디오에서 이 과정을 볼 수 있습니다.
F-35B 수직 이륙
또 다른 문제는 수직이륙 모드에서는 전투하중을 최대한으로 제한할 수 있고, 작전 범위도 축소되지만 그럼에도 불구하고 F-35B는 수직이륙 가능성이 있다는 점이다. 더욱이, 짧은 이륙은 어떤 면에서 수직 이륙보다 더 어렵습니다. 소비에트 Yak-38에서 짧은 이륙으로 이륙하는 것은 일반적으로 하나의 주 엔진과 두 개의 리프팅 엔진의 세 가지 제트 엔진 작동을 동기화하는 복잡성으로 인해 처음부터 불가능한 것으로 간주되었습니다.
소련 Yak-38은 단거리 이륙보다 일찍 수직 이륙을 마스터했습니다.
따라서 짧은 이륙 및 수직 착륙 모드가 F-35B에 대해 주요 모드로 선택되었지만 전투 부하와 범위를 늘릴 필요가 있기 때문에 유일한 모드는 아닙니다.
VTOL 항공기에 관해서는 종종 비판이 쏟아지는데, 이를 근거로 이 기계는 일반적으로 전투에 적합하지 않다고 생각할 수 있습니다. 그러나 사실 이것은 사실과 거리가 멀다.
VTOL 항공기의 개발을 위한 기술 자체는 정말 고전적인 디자인의 항공기에 비해 훨씬 복잡하고, 오랜 기간 개발에 뒤처진 것도 당연하지만, 이제는 클래식 항공기와 VTOL 항공기의 격차가 그렇게 크지 않다. 엄청난.
VTOL 비판의 고전적인 예를 고려하십시오.
비용
클래식 항공기에 비해 높은 비용.
이 주장은 충분히 논쟁하기 쉽습니다. 우리는 미 공군을 위한 클래식 F-35A 항공기, 미 해군을 위한 F-35C 항공모함 기반 항공기, VTOL F의 세 가지 버전으로 존재하는 35세대의 멋진 미국 F-35 경전투기 프로그램을 보유하고 있습니다. -XNUMXB 해병대(ILC) 사령부. 다른 당사자를 위한 이러한 기계의 비용에 대한 공개 정보는 Wikipedia에서 사용할 수 있습니다.
다양한 생산 배치의 F-35 전투기 비용
일부 배치에서 F-35B VTOL 항공기의 비용은 클래식 F-35A의 비용과 실질적으로 같으며 F-35C의 항공모함 버전 비용보다 낮습니다.
마지막 배치에서 F-35B의 상대 가치가 증가한 이유는 무엇입니까?
F-35A의 대규모 생산에 일차적으로 최적화된 생산이 이뤄지고 있는 것이 사실이다. F-35B와 F-35C의 비용 차이는 더 이상 크지 않습니다. VTOL 항공기가 클래식 항공기보다 더 비싸야 한다는 것은 분명하지만 일부 배치에서 볼 수 있듯이 그 차이는 약 10% 이하일 것입니다.
전투 항공기 비용의 증가 부분은 항공 전자 장비(항공 전자 장비) 비용이며 이는 세 항공기 모두 동일합니다. 엔진조차도 항공기의 심장이며 F-35A, F-35B 및 F-35C 항공기는 대부분 통합되어 있습니다.
F-35A, F-35B 및 F-35C 라인 내에서 VTOL 항공기 개발이 비용 증가와 프로그램 전체의 지연을 초래했다고 종종 말합니다. VTOL 항공기, 나머지 항공기는 더 좋고 저렴할 것입니다.
그럴 가능성은 거의 없습니다.
위에서 언급했듯이 현대 군사 장비의 가장 복잡한 부분은 필수 부품인 항공 전자 공학과 소프트웨어입니다.
엔진?
그러나 F-135B용 F-600-PW-35 엔진의 지연이 F135-PW-100 및 F135-PW-400에 각각 영향을 미치지 않는 것으로 통합되었습니다. -35A 및 F-35C ... 가장 어려운 부분은 회전식 노즐이라는 것을 잊지 마십시오. 미국인은 소련에서 "빌려온" 것으로 추정됩니다. Р79В-300(제품 79).
Yak-79 VTOL 항공기용 R300V-141 엔진 - 소련의 붕괴로 미국은 VTOL 항공기용 엔진 개발에 대한 수천만 달러와 수년간의 작업을 절약할 수 있었습니다.
이륙과 착륙의 어려움
VTOL 항공기는 이륙 및 착륙 단계에서 제어하기가 훨씬 더 어렵고 이러한 모드에서 조종사에게 훨씬 더 높은 위험이 있다고 믿어집니다.
그래서 그랬습니다. 더 일찍.
현재 이륙 및 착륙 프로세스의 자동화 수준이 너무 높아 수직 또는 단거리 이륙과 수직 착륙이 클래식 항공기보다 훨씬 쉬울 수 있습니다. 이를 이해하려면 완전 자동 모드에서 수행되는 재사용 가능한 발사체의 첫 번째 단계의 우아한 착륙을 보는 것으로 충분합니다.
팔콘 헤비 발사체 부스터 동시 착륙
미래에는 자동화 수준이 높아질 것입니다.
VTOL 항공기에서는 스윙 플랫폼 (선박)에서 이륙하고 착륙하는 것이 더 쉬울 것이며 악천후 조건에서 이륙하기가 더 쉬울 것입니다-강한 바람, 제한된 시야, 한 지점에서 이륙, 짧은 이륙 런, 스프링보드 또는 일반 수평 이륙 모드에서.
F-35B가 발판에서 이륙 - 테스트 중에 XNUMX개의 Paveway IV 폭탄과 XNUMX개의 ASRAAM B-B 미사일의 무게와 크기 모델이 비행기에 매달렸습니다.
실제로 이것은 무엇을 의미합니까?
갑작스런 적의 공격 상황에서 항공 그룹이 가능한 한 빨리 공중으로 상승해야 할 때 VTOL 항공기의 일부는 탄약이 가득 찬 스프링보드를 사용하여 "투석기가 없는" 항공모함에서 발사될 수 있으며 다른 하나는 부품은 스프링보드를 사용하지 않고 짧은 도약으로 이륙할 수 있으므로 스프링보드를 위해 줄을 서지 않습니다.
그리고 VTOL 항공기의 일부는 수직 이륙을 사용하여 완전히 떠날 수 있습니다. 최소한 선박에서 목표물로 바뀌지 않도록하지만 대부분의 경우 일정량의 탄약을 휴대 할 수 있습니다. 예를 들면, 여러 미사일 공대공(B-B).
스프링보드를 사용하여 신속하게 전개 가능한 육상 비행장을 생성하는 기능은 전체 크기 활주로(활주로)를 위한 공간이 제한된 산악 지역이나 숲이 우거진 지역 어딘가에 고급 공군 기지를 구성할 때 유용할 수 있습니다.
지상 스프링보드에서 전투기 이륙
지상 스프링보드에서 F-35B 이륙
클래식 비행기도 가능
이것은 현대 항공기도 상당히 작은 이륙으로 이륙할 수 있다는 주장을 나타냅니다.
이것은 부분적으로 사실이지만 뉘앙스가 있습니다.
대부분의 전투기의 경우 애프터 버너를 사용하지 않고 이륙하는 것은 500-700 미터 이상이며 애프터 버너를 사용하면 다양한 출처에 따르면이 값을 250-350 미터로 줄일 수 있습니다.
그러나 전투 부하와 연료 소비량은 무엇입니까?
정상적인 이륙 중량과 전체 애프터 버너를 갖춘 Su-35는 Su-400 - 450미터의 경우 이륙 거리가 57-350미터입니다. F-35B의 짧은 이륙거리는 161m, 발판은 137m입니다.
예를 들어 Yak-141은 동시에 다음과 같은 XNUMX가지 방법으로 이륙할 수 있습니다.
- 일반적인 방법으로, 양력 유지기 엔진(PMD)의 노즐이 수평 위치를 유지하고, 양력 모터가 꺼질 때;
-약 120m의 짧은 이륙 거리로, 운동 시작 후 리프팅 모터가 시작되고 PMD 노즐이 추력 방향 각도를 62도로 변경합니다.
- 감속 장치(섀시 바퀴용 리타더)를 사용하여 약 60-80미터의 짧은 이륙 거리;
- 이전에 6도에 배치된 PMD 노즐과 작동 중인 리프팅 모터를 사용하여 휠 억제 장치를 사용하여 최대 62미터의 초단거리 이륙 거리를 사용합니다.
- 스프링보드 사용
- 수직 이륙.
착륙에 대해 이야기할 필요가 없습니다. 클래식 항공기는 이 매개변수에서 VTOL 항공기에 근접하지도 않습니다. 항공모함에서 에어로필러 사용을 기억하더라도 특히 스윙 플랫폼에서 에어로 피니셔를 사용하는 착륙 절차는 VTOL 항공기를 착륙시키는 것보다 훨씬 어렵고 자동화하는 것이 훨씬 더 어렵습니다(가능하지만). 항공기의 하중과 탑재량 - 상당히 높습니다.
항공모함에 클래식 항공기를 착륙시키는 것은 VTOL 항공기를 착륙시키는 것보다 훨씬 더 어렵습니다.
제동 낙하산이있는 Su-35의 길이는 600m입니다.
많은 소식통은 Su-57의 활주 길이가 100미터라고 말하지만 활주 길이가 어떻게 그렇게 크게 단축되었는지(만약 달성된 경우), 이 모드에서 착륙이 얼마나 세게 얻어졌는지는 아직 명확하지 않습니다. 페이로드로 가능한가요?
다른 소식통에 따르면 Su-57의 사정거리는 Su-35의 250배, 즉 약 300~XNUMXm로 이미 현실에 가까워 보인다.
어쨌든 VTOL 항공기가 "패치"에 착륙 할 수 있다면 클래식 항공기는 착륙 활공 경로로 이동하여 충분히 높은 정확도로 특정 장소의 활주로에 앉아야합니다. 100미터의 달리기 길이에 도달하더라도 특정 지점에서의 터치 정확도가 추가될 것입니다. 비상 상황을 위한 활주로 예비의 필요성, 즉 결국 우리는 여전히 적어도 200-300미터를 얻을 것입니다. 그리고 Su-57의 활주 길이가 250-300미터이면 400-500미터 정도의 활주로가 필요합니다.
핏의 견고함과 관련하여.
현대식 고정밀 оружие 진동, 온도 강하, 충격과 같은 작동 조건에 매우 민감합니다. 각 무기는 특정 (조건부) 이륙 및 착륙 횟수를 위해 설계되었습니다. 착륙이 어려울수록 값비싼 무기가 실패할 확률이 높아집니다. 높은 확률로 항공 모함에 착륙하는 것은 항공기뿐만 아니라 사용하지 않은 전투 하중에 대해서도 다소 심각한 테스트입니다.
VTOL 항공기는 훨씬 낮은 하중으로 페이로드를 반환할 수 있습니다. F-35C와 F-35B의 착륙 경도를 시각적으로 비교하기만 하면 됩니다.
엄청난 연료 소비, 낮은 전투 부하, 열악한 비행 특성
수직 이륙으로 전투 하중과 범위가 모두 감소한다는 것을 부인할 수 없습니다.
그러나 여기서 앞서 말했듯이 상황에 따라 다릅니다. 때로는 선박에 큰 충격을 가하는 동안 금속 덩어리로 변하는 것보다 최소한의 탄약과 소량의 연료로 빠르게 이륙하는 것이 좋습니다. 또는 홈 비행장.
그리고 전투 항공기는 현재 어떤 전투 하중으로 비행합니까?
예를 들어, F-35B는 내부 구획에 120개의 AIM-800 VB 미사일을 실을 수 있으며, 무게는 6kg 미만이고 최대 탑재량은 800kg이며 이러한 탄약을 사용하면 수직으로 이륙할 수도 있습니다. 사거리가 약 30% 감소할 경우(수직 이륙 기능이 있는 Yak-38과 유사).
현대 전투기의 전투 부하는 종종 무기의 질량보다 내부 구획의 부피에 의해 제한됩니다.
짧은 이륙을 통한 이륙과 관련하여 여기에서 연료 소비는 애프터 버너를 사용하는 클래식 항공기의 이륙 중 연료 소비와 이미 비슷해야 합니다.
동시에 VTOL 항공기는 약 120-160m의 이륙 거리를 가지며 클래식 항공기는 약 250-350m, 즉 두 배입니다. 그리고 전투 부하가 최대가 아닌 경우 이미 훨씬 높을 수 있습니다.
VTOL 항공기에 대해 이야기할 때 원칙적으로 낮은 전투 부하를 언급하는 경우가 많습니다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다.
그것은 그들이 종종 다른 무게 범주와 다른 기간의 전투 차량을 비교한다는 것입니다.
38년에 취역한 Yak-1977의 전투 하중은 수직 이륙 시 1톤, 이륙 시 1,5톤이었습니다. 이륙 / 수직 이륙 중 최대 이륙 중량은 11,3 / 10,3 톤이었습니다. 23년부터 양산된 MiG-1976ML과 비교해야 한다.
그리고 무슨 일이야?
MiG-23ML의 최대 이륙 중량이 20톤인 경우 전투 하중은 2톤에 불과합니다. 즉, Yak-38의 최대 중량/전투 하중에 거의 비례합니다.
예, 물론 MiG-23은 항공 전자 공학보다 훨씬 더 넓은 범위와 속도를 가지고 있지만 MiG-23은 고전 제트 전투기의 오랜 진화의 결과였으며 Yak-38은 최초의 전투기라는 사실을 잊지 마십시오. 직렬 소련 VTOL 항공기.
최초의 제트 항공기가 등장했을 때, 그들은 또한 사용된 피스톤 항공기에 비해 여러 면에서 열등했습니다.
그러나 Yak-141과 MiG-29를 비교한다면 어떨까요?
비행 성능(LTH) Yak-141 및 MiG-29
Yak-141 및 MiG-29의 비행 특성은 이미 Yak-38 및 MiG-23ML의 비행 특성에 훨씬 가깝다는 것을 알 수 있습니다. 동시에 MiG-29 및 Su-27 항공기에 대한 작업이 Yakovlev 설계국 및 VTOL 항공기보다 훨씬 더 많은 관심과 자금 지원을 받았다는 사실을 잊어서는 안됩니다.
F-35A, F-35B, F-35C의 특성은 크게 다르지 않다. 아마도 F-35B의 가장 눈에 띄는 단점은 비행 범위가 약간 짧다는 것입니다.
F-35A, F-35B 및 F-35C의 성능 특성 및 비행 특성(ru.wikipedia.org)
그러나 F-35B는 F-35A 및 F-35C보다 훨씬 덜 주목을 받았다는 점을 기억해야 합니다.
F-35B에 우선권이 주어진다면?
이 비행기가 "육상" 및 항공모함 옵션과 타협하지 않고 만들어졌다면?
제 생각에는 VTOL 항공기의 최신 샘플을 만들 때 성능 특성 및 성능 특성 측면에서 클래식 항공기와의 차이가 10% 이하에 도달할 수 있습니다.
구매 또는 판매되지 않음
VTOL 항공기는 국제 무기 시장에서 구매하지 않고 동일한 F-35B와 같은 자체 군대를 위해 구매한다는 사실에 대해 비난을 받습니다.
그러나 누가 F-35 - 미국 가신을 구입합니까?
이제 누가 진지한 전쟁을 할 준비가 되었습니까? F-35 라인 항공기 구매자 중 이스라엘을 제외하고 누가 정상적으로 싸웁니까? 그리고 이스라엘이여, 얼마나 오랫동안 심각한 적과 싸웠습니까?
아랍인들은 이제 "XNUMX일 전쟁" 당시의 모습이 아닙니다. 이제 무기를 구입하는 경우가 전쟁을 위해서가 아니라 정치적, 경제적 이유로 구입되는 경우가 더 많다는 인상을 받습니다.
그럼에도 불구하고 미국에는 VTOL 항공기가 있습니다. 소련도 이 방향을 적극적으로 발전시켰다. 소련이 무너지지 않았다면 대영제국이 자체적으로 Harier의 대체품을 개발했을 가능성이 있습니다.
예를 들어 중국과 같은 나머지 국가에 관해서는 결국 VTOL 항공기가 매우 어렵다고 이미 앞에서 말했습니다. 중국은 다른 사람들의 기술을 복사하는 데 잘 대처하지만 기존 제트 엔진조차도 아직 좋지 않습니다. , VTOL 항공기의 더 복잡한 엔진에 대해 무엇을 말할 수 있습니까?
중국이 아직 VTOL 항공기를 만들 기술 능력이 없을 수도 있습니다. "내일"이 이 문제를 결정하고 수백 대의 VTOL 항공기를 리벳팅하기 시작하면 어떻게 될까요?
조사 결과
제XNUMX차 세계 대전 중 주요 교전 국가들은 대규모 전함을 적극적으로 건조하여 상당한 방위비를 지출했습니다. 동시에 적대감의 현실은 절대적 우월성을 보여주었다. 항공, 해전 분야의 항공 모함 및 잠수함.
이것은 유망한 유형의 무기 개발을 방해할 수 있는 가장 깊은 망상을 나타내는 지표가 아닙니까?
우리의 시간에서, 위성 정찰은 근본적으로 새로운 차원으로 나아갑니다..
비행장이 극도로 취약해진다면?
"고정" 비행장의 파괴가 고속도로와 고속도로 구간에 배치된 비행장의 경우 약 하루의 간격이 필요한 반면 VTOL 항공기의 숨겨진 비행장을 찾아 파괴하는 데 약 일주일이 걸리는 경우 어떻게 될까요?
결국 100-150미터 지점은 500미터 활주로보다 찾기가 훨씬 더 어렵습니다. 킬로미터의 활주로가 있는 "고정된" 비행장은 말할 것도 없습니다. 네, 그리고 거짓 "짧은" 비행장은 수천은 아니더라도 수백에 배치될 수 있습니다.
적대 행위의 결과로 강력한 적군이 처음 몇 주 동안 비행장에서 장거리 무기로 모든 항공기를 서로 기절시키면 어떻게 될까요?
그러면 값비싼 정밀 무기가 바닥날 것입니다. 지상전은 양측의 항공 지원 없이 남게 될까요?
적대행위가 이 형식으로 얼마나 오래 지속됩니까?
기사 XNUMX 세기 현실에서 가능한 XNUMX 차 세계 대전의 반복인가? 우리 시대에는 장기간의 공세 적대 행위가 가능하지 않은 이유를 고려했습니다.
그리고 상대방 중 하나가 효과적인 VTOL 항공기를 구축하면 실제 및 거짓 모바일 비행장을 신속하게 배치하는 방법을 배웁니다. 결과적으로 그에게 전투 항공만이 남지 않을까요?
나중에 다시 돌아올 별도의 대화는 VTOL 항공기용 대형 항공모함과 항공모함의 비용과 효율성 비율입니다.
이 기사는 VTOL 항공기가 기존 전투기에 비해 절대적인 우월성을 입증하는 것을 목표로 하지 않습니다. 반대로, 내 생각에는 공중 우위는 더 무거운 클래식 전투 차량에 의해 획득될 것이지만, 이 문제를 해결하는 데 경전투기도 매우 중요할 것입니다.
중기적으로 전투 항공에 대한 전망은 이전에 기사에서 논의되었습니다. 경량 또는 중량, 유인 또는 무인: 전투 항공이 XNUMX세기에 어떻게 발전할 것인가.
따라서 경전투기가 무거운 항공기와 비교할 때 더 낮은 구매 및 운영 비용 외에도 장점은 VTOL 변형에서 경전투기를 구현할 가능성이 있다는 것입니다. 이것은 비행장과 공군 기지와 같은 정지 된 물체에서 영토의 전체 깊이에 고정밀 무기 공격을 전달하는 적의 생존 가능성을 크게 높일 것입니다.
이 기사에서는 VTOL 항공기의 실제 및 인식된 단점을 조사했습니다. 다음에서는 유망한 VTOL 항공기가 이전 항공기 및 클래식 항공기와 비교할 때 얻을 수 있는 유망한 기술 솔루션과 이점에 대해 연구할 것입니다.
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