33 несчастья СВВП: почему время вертикального взлета так и не пришло?

С энтузиазмом вертикально вверх!

О самолёте с вертикальным взлётом (СВВП) мечтали ещё в межвоенный период. Преимущества такой схемы налицо: не нужны крупные аэродромы — использовать авиацию можно будет с любой небольшой площадки.

Но пока мощности двигателей не хватало, всё это были просто мечты.

Вторая мировая война подстегнула развитие в том числе и двигателестроения — создание самолёта вертикального взлёта стало вполне посильной задачей. Первой схемой, к которой обратились конструкторы, стала наиболее простая с инженерной точки зрения — со взлётом из вертикального положения.

Берём почти обычный самолёт, приводим в вертикальное положение, устанавливаем двигатель помощнее и винт, который по конструкции — что-то среднее между винтом обычного самолёта и вертолёта. Взлетает и садится такой СВВП по-вертолётному.

На первый взгляд, ничего сложного — подвох заключался в переходе от одного режима полёта к другому.

Было ясно, что взлетать СВВП всё же должен из горизонтального положения — благо быстрое совершенствование двигателей позволяло думать, что это вполне возможно. Реактивные двигатели имели достаточную мощность, чтобы на бумаге спокойно «поднимать» вертикально не только достаточно лёгкие истребители, но и бомбардировщики, и даже грузовые самолёты. Оставалось решить, как это будет в реальности.

В то время можно было выделить три основных схемы создания СВВП. Первая — с поворотными двигателями — на первый взгляд самая простая. Она не требовала каких-то сложных конструкторских схем, занимала немного места. Правда, сразу было ясно, что возникнут проблемы при смене режимов полёта, но они казались вполне разрешимыми.

Вторая схема — с перенаправлением тяги от двигателя. Сделать это можно разными способами, например, просто меняя угол сопла.

Были и куда более сложные схемы с выводом выхлопных газов на дополнительные сопла, часто располагаемые в крыле или в носовой части самолёта для более равного распределения тяги. Минус схемы — в потере тяги, главный плюс — в том, что она достаточно стабильна при смене режима полёта. Да и сама возможность управлять вектором тяги сулила много интересных преимуществ.

Третья и последняя схема предлагала использовать специальные подъёмные двигатели на взлёте и посадке. При этом такие двигатели не обязательно должны были быть частью конструкции самолёта. Их можно было размещать в специальных гондолах и подвешивать на обычные самолёты, превращая их в СВВП. Другой важный плюс — наибольшая стабильность при переходе из вертикального полёта в горизонтальный — и обратно. В этот момент просто бы работали оба типа двигателей. Был очевиден и минус такой схемы: дополнительные моторы занимали много места, немало весили и тратили много топлива.

Были, конечно, и другие идеи — иногда с попыткой скомбинировать несколько подходов в одном. Пытались вернуться к взлёту из вертикального положения, но уже с реактивным двигателем. Но массовыми эти попытки никогда не становились и значительно уступали перечисленным выше схемам.

Всё это наложилось на возросшую потребность в СВВП. Новым реактивным самолётам требовались аэродромы всё бо́льших размеров и с отличным бетонным покрытием. Такие гигантские объекты были крайне уязвимы в случае большой войны, особенно при применении ядерного оружия.

Вертикальный взлёт и посадка тут виделись отличным решением: пусть сломают аэродромы — летать будем с полянки в лесу.

Не меньше хотелось избавиться от огромных аэропортов и гражданской авиации, ведь обходилось их использование в копеечку. Неудивительно, что за создание СВВП всех типов и размеров взялись в большинстве развитых стран мира: США, СССР, Британия, Франция, подтянулась даже ФРГ, еле-еле отошедшая от поражения во Второй мировой.

Достижения и снова поражения

Но то, что казалось на бумаге простой задачей, реализовать было не так-то просто. Конечно, построенные прототипы СВВП летали. Правда, недалеко и недолго. Вертикальный взлёт «выжирал» абсолютно неприличное количество топлива. Мало того — ни одна из схем не отличалось устойчивостью при смене режимов или простотой в управлении. Примерно тогда же стало ясно: про СВВП-бомбардировщики и грузовые самолёты можно забыть надолго. На вертикальный взлёт они требовали гигантское количество топлива, которое очень много весило, — и пришлось бы тратить ещё больше горючего. Получался замкнутый круг.

Только к концу 60-х удалось довести до ума первые СВВП по обе стороны железного занавеса. К тому времени пропала схема с поворотными двигателями, проблемы с устойчивостью самолёта при смене режимов оказались просто нерешаемы на том технологическом уровне (зато для конвертопланов, занимающих скорее вертолётную нишу, она была почти безальтернативна, и потому её мучительно доводили до 90-х годов, но это совсем другая история). Успехом увенчались лишь британские и советские работы. Остальные страны по разным причинам так и не осилили этот путь.

Первенцы — английский Harrier и советский Як-38 — на фоне своих коллег выглядели плохенько. Обычные самолёты готовились штурмовать скорость в 2 Маха и даже больше, летали на огромные дальности и могли нести чуть ли не десятки тонн вооружения. На их фоне эти два дозвуковых штурмовика с минимальной дальностью и маленькой нагрузкой были настоящими «гадкими утятами». Но они были СВВП — и это многое компенсировало.

Казалось, для таких самолётов наконец наступили хорошие деньки. Технологию доработают, по итогам эксплуатации в войсках допилят и в серию пойдут уже боевые машины, не уступающие коллегам.

Все снова с энтузиазмом взялись за работу — и всё повторилось вновь.

И вот к концу 80-х у авиастроителей наконец-то начало что-то получаться. Создание самолёта СВВП второго поколения со сверхзвуком и приличной (хоть и уступающей коллегам) нагрузкой стало задачей вполне решаемой.

Но тут вылез ещё один минус — цена. Первое поколение СВВП было всё же самолётами не самыми дорогими (если не смотреть сочетание «цена-качество»), а вот новое поколение стоило куда больше. Впереди снова оказались русские и британцы. Советский проект Як-141 сгубил крах СССР — у новой России денег на такую дорогую машину, тем более уступающую по ЛТХ истребителям четвёртого поколения, не нашлось. Британцы также не имели нужных средств для воплощения в металле их проекта P.1216. Единственным выходом для них оставалось пойти на сотрудничество с американцами.

Время заката

США к тому времени снова отстали в разработке СВВП, бросив все силы на создание «стелс»-самолётов. Но необходимость в «вертикалках» сохранялась — слишком уж эти самолёты были удобны: могли взлетать не с гигантских авианосцев, а с достаточно скромных УДК. Именно тогда и родилась идея «сэкономить» и сделать единый «стелс»-самолёт — лёгкий истребитель-бомбардировщик, палубный истребитель-бомбардировщик и СВВП. Так потихоньку начиналась программа JSF. Британский вклад помог Lockheed Martin легко победить конкурентов из Boeing в 2001 году, но, чтобы довести F-35 до ума, ушло ещё больше десятилетия.

При этом F-35B формально считаться СВВП не может: взлететь вертикально со сколь-либо серьёзной полезной нагрузкой он не способен, ему нужен небольшой, но разбег. Потому и по официальной классификации он — самолёт с укороченным взлётом. И по сей день идут споры: если бы F-35 решили делать как обычный самолёт, насколько бы дешевле он был и насколько быстрее его бы спроектировали. И вообще, стоили ли все эти усилия финального результата?

На текущий момент в мире остался один настоящий СВВП — это дослуживающий свои последние годы Harrier II. Скоро его заменит F-35B. Давно ушли на пенсию советские СВВП. Разработкой СВВП в настоящее время не занимаются нигде в мире (ходят слухи о подобных программах у нас и у Китая, но пока никаких подтверждений тому нет). И, если оставить за скобками ковертопланы, которые всё же ближе к вертолётам, можно сказать, что идея боевого СВВП почти умерла.

Как бы ни старались конструкторы и инженеры, вертикальный взлёт даже с самыми современными двигательными установками — дело невыгодное, слишком много топлива уходит на эту задачу. Потому приходится уменьшать взлётный вес и оптимизировать нагрузку в пользу бо́льших затрат топлива.

И эту проблему решить не выйдет никак: взлетать с обычным разбегом всегда будет выгоднее.

Второй важный момент — цена. За самолёт с не лучшими ЛТХ приходится платить чуть ли не больше, чем за обычный.

Может ли эта тенденция измениться? Маловероятно в обозримом будущем. Даже если появятся более мощные двигатели, их снова будет эффективнее поставить на обычные самолёты. Более того — постепенно на пятки СВВП наступают винтокрылы, летающие всё быстрее и дальше. И, несмотря на успех F-35, возможно, мы наблюдаем окончательный закат эпохи увлечения СВВП.