Самолет вертикального взлета Як-141

Як-141 с российскими опознавательными знаками на киле (триколор)

За всю историю авиации было создано всего несколько самолетов, способных обходиться без взлётно-посадочных полос и буквально «зависать» в воздухе. Большинство этих машин являлись экспериментальными: слишком дорого приходилось «покупать» столь необычное свойство. Только Британии удалось, не без помощи США, создать неплохой самолет вертикального взлета и посадки «Харриер». В СССР аналогичный истребитель тоже имелся – это был Як-38, но для реальных боевых действий он не подходил. Гораздо более многообещающим мог бы стать сверхзвуковой палубный многоцелевой  Як 141. Он уже проходил испытания, готовилось и серийное производство, однако, распад СССР не позволил довести этот проект до его логического завершения.

История разработки самолета вертикального взлета Як-141

В 1970 году в городе Николаеве началось строительство первого советского авианосца «Киев». В 1975 году он был передан в распоряжение заказчика, а затем на воду были спущены еще три корабля того же проекта – «Минск», «Новороссийск» и «Баку». Первоначально предполагалось, что все они будут вооружены палубными штурмовиками Як-38. Этот самолет взлетал и садился вертикально, что в своё время произвело сильное впечатление на военное руководство СССР.

С самого начала было понятно, что боевые возможности советского палубного штурмовика весьма ограничены. Дозвуковой Як с вертикальным взлётом не мог поднимать больше одной тонны полезной нагрузки, не имел бортовой радиолокационной станции, не был способен к энергичному маневрированию, так как отличался крайне малым боевым радиусом – 195 километров (а на практике еще в два раза меньше).

Палубный штурмовик Як-38, предшественник Як-141.

В КБ А.С. Яковлева велись работы по усовершенствованию Як-38, однако, еще в 1973 году конструкторы начали продумывать более новое решение, предусматривающее создание совершенно новой машины. Добиться радикального улучшения основных характеристик самолета предполагалось благодаря особому двигателю. Его главным новшеством должна была  стать способность к работе на форсаже не только в ходе обычного горизонтального полёта, но и во время взлёта в вертикальном режиме.

Как показывали расчеты, мощности в 15 000 кгс вполне достаточно для того, чтобы поднять в воздух палубный самолет, но еще на раннем этапе работы было решено использовать силовую установку, состоящую из нескольких двигателей, поскольку иначе не удалось бы добиться равновесия во время выполнения вертикального взлёта и посадки.

В 1977 году правительство СССР официально поручило ОКБ Яковлева создание нового палубного истребителя, который мог бы эксплуатироваться и в обычных ВВС. Разработкой основного (подъёмно-маршевого) двигателя должны были заняться конструкторы авиамоторного научно-технического комплекса «Союз». За два года до этого для самолёта был введено название Як-41. Проведение государственных испытаний запланировали на 1982 год.

«Яковлевцы» вполне могли уложиться в предложенные сроки, поскольку уже к 1980 году основные вопросы, связанные с компоновкой и бортовым оборудованием были решены. Государственная комиссия положительно оценила полноразмерный макет истребителя, и речь уже пошла об изготовлении первых четырёх самолётов, предназначавшихся в основном для проведения различных опытных работ.

Подъемно-маршевый двигатель Р79В-300

Но создание подъемно-маршевого двигателя затянулось. Особые трудности вызвало проектирование принципиально нового сопла – подобных конструкций тогда не было ни в одной стране мира. В итоге государственные испытания перенесли сначала на 1985, а затем и на 1987 год.

Первый полёт будущий истребитель с вертикальным взлётом Як-41 совершил 9 марта 1987, причем на этот раз он поднимался в воздух и садился как обычный самолет – с разбегом и пробегом. К этому моменту машину (по особому требованию министерства обороны) несколько переделали – её постарались сделать многоцелевой. Цикл испытаний заметно затягивался: сказывалось ухудшающееся финансовое положение СССР. К тому же еще в 1984 году скончался Д.Ф.Устинов, который был, пожалуй, главным сторонником самолетов с вертикальным взлётом – проект остался без «покровителя».

В 1989 году истребитель переименовали в Як-141. Это решение было обусловлено откровенным срывом всех ранее обозначенных сроков по программе создания самолета. Как ни странно, смена названия в какой-то мере помогла – в конце того же года впервые был опробован вертикальный взлёт и висение. 13 июня 1990 года Як-141 совершил, наконец, первый полноценный вылет – поднялся в воздух без разбега, выполнил пилотирование, а затем вернулся в исходную точку и приземлился без пробега.

К осени 1991 года всё было готово к проведению испытаний на «штатном» для нового истребителя корабле – тяжелом авианосном крейсере «Адмирал флота Советского Союза Горшков» (первое название – «Баку»). Первые полёты прошли успешно, однако, 5 октября при выполнении посадки Як-141 разбился. Летчик катапультировался и был спасён, но этот инцидент послужил поводом к закрытию программы по созданию самолёта.

Як-141 — разбит при выполнении посадки

В других условиях всё могло быть иначе, но СССР уже погибал – спустя два месяца страна распалась. Руководители «новой России» и «незалежной Украины», как нетрудно догадаться, не проявили к Як-141 никакого интереса. В 1992 году истребитель был показан на авиасалоне в Фарнборо, и  это стало его «лебединой песней». Попытки найти иностранных покупателей успехом не увенчались, поэтому перспективный самолет превратился в музейный экспонат. Все четыре построенных для него авианосца были выведены из состава ВМФ. Один из них разрезали на металлолом, два других превращены в «развлекательные технические парки», и только бывший «Адмирал Горшков» продолжает службу, но не в российском, а в индийском флоте.

Особенности конструкции

Имеется три основных принципиальных отличия истребителя Як-141 от всех обычных «горизонтальных» самолётов:

Комбинированная силовая установка с поворотными соплами двигателей; Струйные рули; Автоматическая система катапультирования.

Именно эти особенности позволяют машине совершать полностью вертикальный или укороченный взлёт, обеспечивая при этом необходимый уровень безопасности для лётчика.

Планер

При создании самолёта конструкторы выбрали нормальную аэродинамическую схему. При этом Як-141 заметно отличается от своего предшественника, штурмовика Як-38, в первую очередь расположением крыла – новый самолет стал высокопланом. Основной материал, использованный при изготовлении планера – сплавы на основе алюминия и лития. Они составляют почти 74% по массе. Остальное приходится в основном (26%) на композитные материалы. Отдельные детали сделаны из сплавов на основе титана, устойчивых к воздействию высокой температуры, а также из стали, прошедшей закаливание.

Модель Як-141. Показано максимально повернутое сопло основного двигателя и открытые створки подъемных двигателей

Фюзеляж

Нос фюзеляжа использован для размещения закрытого заостренным обтекателем радара «Жук» и кабины пилота. Далее, следует отсек подъёмных двигателей и емкости для топлива. В хвосте находится основной двигатель и небольшой отсек для парашюта (может использоваться при «горизонтальной» посадке для сокращения пробега). При проектировании фюзеляжа учитывалось правило площадей.

Крыло

Як-141 является сверхзвуковым самолётом, что обеспечивается, в частности, выбранной для этой машины трапециевидной формой крыла, на задней кромке которого имеется излом, а на корне  — наплывы. Механизация состоит из закрылков, элевонов (орган управления, выполняющий роль элерона и руля высоты одновременно) и поворотных носков. Крыло сделано складывающимся, что упрощает транспортировку истребителя и его размещение на небольшой площадке.

Хвостовое оперение

Як-141 имеет два киля. Они установлены с незначительным углом наклона на консольные балки, расположенные в задней части самолета, по обе стороны от сопла основного двигателя и вынесенные назад на довольно большое расстояние. Кили снабжены рулями поворота. Кроме того, в состав хвостового оперения входят два цельноповоротных стабилизатора. Они установлены несколько ниже продольной линии крыла.

Воздухозаборники

Чтобы обеспечить подъемно-маршевый двигатель необходимым объемом воздуха во время взлёта, регулируемые прямоугольные воздухозаборники снабжены специальными боковыми клапанами.

Воздухозаборники самолета Як-141 имеют весьма внушительное сечение

В режиме вертикального взлёта для повышения эффективности работы двигателя используются поперечные щитки (перегородки), которые выдвигаются под воздухозаборниками и помогают избежать рециркуляции воздушных струй. Чтобы горячие газы лучше отрывались от фюзеляжа, на боках воздухозаборников, в нижней их части, имеются специальные продольные перегородки.

Шасси

Самолет способен выдержать падение «плашмя» с высоты пяти метров. Это обеспечивается трёхопорными шасси. Все опоры – одноколёсные. Уборка основных стоек осуществляется под каналы воздухозаборников, вперед по ходу полета. Переднее колесо убирается в противоположном направлении, в фюзеляжную нишу.

Силовая установка

Як-141 оснащается тремя двигателями. Два из них (подъемные) включаются только на взлете и посадке, третий, основной (подъемно-маршевый), работает на протяжении всего полета.

Подъемно-маршевый двигатель

Специально для многоцелевого самолета Як-141, АМНТК «Союз» создало подъемно-маршевый двигатель Р79В-300 с отклоняемым в вертикальной плоскости вектором тяги, что обеспечивается соплом, которое можно поворачивать вниз, вплоть до угла в 95 градусов. Площадь сечения сопла – регулируемая. На форсаже этот двигатель создает тягу в 15 500 кгс.

Механизм поворота сопла обладает ресурсом в полторы тысячи циклов (это минимальная оценка). Двигатель обеспечивает полностью вертикальный, укороченный и сверхкороткий взлёт. В двух последних случаях угол поворота сопла должен составлять 65 градусов. Следует отметить, что взлёт с пробегом, даже самым коротким, позволяет существенно повысить массу полезной нагрузки и увеличить боевой радиус.

Подъемные двигатели

Вертикальный взлёт Як-141, задействованы все три двигателя

Истребитель оборудуется двумя подъемными двигателями РД-41, которые были созданы в Рыбинском КБ моторостроения. Для их размещения используется особый отсек, находящийся непосредственно позади кабины. Благодаря использованию специального устройства, закрепленного на сопле каждого из двигателей, имеется возможность отклонять продольный вектор тяги на углы в диапазоне от -12,5 до +12,5 градусов.

Чтобы сформировать единую реактивную струю при выполнении взлёта, взлетные двигатели разворачиваются навстречу друг другу. В горизонтальном полете они отключаются, а предусмотренный для них отсек автоматически закрывается специальными створками (на земле они тоже находятся в закрытом положении).

Предусматривалась возможность использования подъемных двигателей для совершения различных эволюций в воздухе, однако, такое возможно только при полете на скорости в 550 км/ч  и менее.

Струйные рули

Поскольку при выполнении вертикального взлёта и посадки обычные органы управления использовать не представляется возможным, Як-141 оснащается струйными рулями – небольшими соплами, которые находятся в законцовках крыла и в передней части фюзеляжа. С их помощью можно изменить угол крена и направление (курс). Чтобы поднять или опустить нос истребителя, летчик может варьировать соотношение тяги подъемно-маршевого и подъемных двигателей.

Топливные баки

Приблизительно в середине фюзеляжа Як-141 находятся внутренние ёмкости для горючего. Кроме того, в задней части корпуса, внутри каждой из хвостовых балок, тоже размещается топливо. На стандартные узлы крепления, расположенные под крылом, могут быть установлены дополнительные подвесные баки, а место для еще одной ёмкости (конформной, на 2000 литров) находится под фюзеляжем.

Як-141 на стоянке. Под крылом видны пилоны для балочных держателей, на которые подвешивается вооружение

Бортовое оборудование и системы

На борту истребителя установлено несколько основных видов авиационного оборудования, предназначенного для управления самолетом, навигации, поиска целей и наведения на них управляемых ракет, а также для выполнения различных контрольных функций. Вся эта аппаратура распределена по трём отсекам, один из которых размещен в хвосте, другой – в передней части фюзеляжа и третий – вблизи от воздухозаборников.

Радиоэлектронное и прицельное оборудование

Главной частью системы управления вооружением является радиолокационная станция «Жук», слегка модифицированная по сравнению с тем её вариантом, который устанавливался на истребителях МиГ-29. Уменьшение диаметра основной антенны, вызванной необходимостью «вписать» РЛС в контуры фюзеляжа Як-141, несколько снизило характеристики радара, при этом он всё же способен обнаруживать на восьмидесятикилометровой дистанции цели размером с F-16.

Корабли противника, в том числе катера, «Жук» может засечь на удалении до 110 километров. Обеспечивается автоматическое сопровождение десяти целей с одновременным обстрелом четырёх из них. Обработка данных осуществляется бортовым компьютером.

Як-141 применяет активные помехи. Необходимые для этого аппараты размещены на законцовках консолей крыла и в верхней части каждого из килей. Предполагалось также оснастить самолет устройством для выброса пассивных помех.

Антенна, находящаяся перед кабиной, является частью системы «Пароль», использующейся для государственного опознавания.

Пилотажно-навигационный комплекс

Як-141 выполнял полеты с массово-габаритными макетами оружия, однако, сегодня увидеть ракеты под крылом этого самолета можно только на модели

Хотя система ГЛОНАСС в 80-е годы еще не существовала, Як уже был приспособлен для её применения. При выполнении испытательных полетов, для решения навигационных задач использовалась обычная инерциальная система. Кроме того, имелось оборудование, обеспечивающее посадку на палубу корабля в автоматическом режиме.

Основная система управления – электродистанционная. С её помощью контролируется не только оперение, но и струйные рули. Устанавливалось также и механическое управление, которым можно было воспользоваться в аварийных ситуациях.

Комплекс связи и наведения

Летчику Як-141 обеспечивается возможность для связи с наземными пунктами наведения и другими самолетами как в дециметровом, так и в метровом диапазоне волн. Для каждого из них на борту имеется особая радиостанция. Кроме того, устанавливалось оборудование, при помощи которого осуществлялось шифрование переговоров.

Система электроснабжения

Резервными источниками электричества для Як-141 являются две аккумуляторные батареи. Основное питание обеспечивается генераторами, подключенными к основному двигателю. В комплект оборудования, кроме того, входят два выпрямителя и статические преобразователи.

Оборудование регистрации, контроля и сигнализации

Левая хвостовая балка истребителя использована для установки бортового регистратора, записывающего всё, что происходит во время полета. Проверка исправности оборудования осуществляется специальной контрольной автоматизированной системой. Имеется также сигнализация, оповещающая пилота о возникновении опасных или аварийных ситуаций.

Кабина Як-141

Интерьер кабины одного из опытных самолетов Як-141

Спасение лётчика обеспечивается размещенным в кабине креслом К-36ЛВ, которое может быть приведено в действие как самим пилотом, так и автоматикой. Фонарь изготовлен из оргстекла и снабжен плоской передней деталью, сделанной из прозрачной брони. Отображение полетной информации предполагалось осуществлять на многофункциональные индикаторы, такие же, как на МиГ-29, но установить их попросту не успели. Тем не менее ИЛС (устройство для проецирования полетной информации на плоскость лобового стекла) уже имелось. Предусматривалось также использование нашлемной системы целеуказания.

Летно-технические характеристики

Дальность дана для полета под нагрузкой в одну тонну с укороченным взлетом и посадкой. Использование самолета в режиме вертикального подъема сокращает боевой радиус. В этом случае даже без нагрузки дальность Як-141 уменьшается до 1400 км на большой высоте, и до 650 км при полете у земли.

Тактико-технические характеристики

Развитие проекта

Бывший «Адмирал Горшков», ныне «Викрамадитья» — единственный авианосец, предназначавшийся для Як-141 и всё еще остающийся в строю

После 1992 года никаких работ по дальнейшей «доводке» самолета Як-141 уже не проводилось. Иностранным заказчикам этот истребитель тоже не понадобился, видимо, из-за его специфичности. Словом, эта необычная крылатая машина стала жертвой «демократизации».

Проявили некоторый интерес к истребителю только представители американской фирмы «Локхид-Мартин». К сожалению, всё «сотрудничество» фактически свелось к вывозу в США технической документации. По всей видимости, она затем была использована при разработке палубной версии самолета F-35. Во всяком случае, отдельные элементы этой машины похожи на Як-141.

В последний раз про несостоявшийся палубный истребитель в правительстве вспомнили в 2017 году, когда заместитель министра обороны заявил, что необходимо развивать самолеты укороченного взлета и посадки «по образцу Яка».

Скорее всего, за этими словами ничего не стоит, ведь старую машину реанимировать поздно, а создавать новую дорого, не говоря уже о том, что для неё потребуется строить новые корабли. Правда, планы по их созданию тоже озвучивались, но затем все разговоры прекратились.

Источник