Самолет с подъемной силой взлетает и приземляется вертикально под действием мощности двигателя, но использует фиксированное крыло для горизонтального полета. Как и вертолеты , этим самолетам не нужна длинная взлетно - посадочная полоса для взлета и посадки, но они имеют скорость и производительность, аналогичные стандартным самолетам с фиксированным крылом в боевых или других ситуациях.
Некоторые самолеты с подъемной силой, такие как Bell Boeing V-22 Osprey, используемые морской пехотой США , используют конвертоплан или наклонное крыло . Они называются конвертопланами . Другие, такие как британский реактивный самолет Harrier, используют вектор тяги или другие методы прямой тяги.
Первые оценки за управление подъемной силой в сертификате гражданского пилота были выданы Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) 21 августа 1997 года пилотам Bell Helicopter , Boeing и Корпуса морской пехоты США . [1]
Этот термин представляет собой классификацию воздушных судов, используемую Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) и Федеральным управлением гражданской авиации США:
С подъемной силой. Летательный аппарат тяжелее воздуха, способный к вертикальному взлету, вертикальной посадке и полету на малой скорости, который в основном зависит от подъемных устройств с приводом от двигателя или тяги двигателя для подъемной силы во время этих режимов полета и от невращающихся аэродинамических поверхностей для подъемной силы во время горизонтального полета.
— Приложение I ИКАО, Глава 1.1 Определения
Конвертоплан использует тягу несущего винта для вертикального взлета и посадки (VTOL) и преобразуется в подъемную силу крыла для обычного полета.
В конструкциях конвертоплана и конвертоплана, таких как Bell Boeing V-22 Osprey , ротор качается вперед, чтобы действовать как пропеллер в прямом полете. Некоторые конструкции имеют конструкцию с канальным вентилятором , в которой пропеллер окружен большим кольцевым каналом для уменьшения потерь на конце.
Приводные роторы конвертоплана ( иногда называемого пропротором ) устанавливаются на вращающихся валах или гондолах на конце неподвижного крыла и используются как для подъема, так и для движения . Для вертикального полета роторы наклонены так, чтобы обеспечить тягу вверх, поднимая так, как это делает винт вертолета . По мере того, как самолет набирает скорость, роторы постепенно вращаются или наклоняются вперед, при этом роторы в конечном итоге становятся перпендикулярными фюзеляжу самолета, подобно пропеллеру. В этом режиме крыло обеспечивает подъемную силу, а ротор обеспечивает тягу. Более высокая эффективность крыла помогает конвертоплану достигать более высоких скоростей, чем вертолеты.
Одним из важных ранних конвертопланов 1950-х годов был Bell XV-3 , который стал одним из первых самолетов, успешно перешедших с вертикального взлета на горизонтальный.
Osprey от Bell Helicopter и Boeing — это двухмоторный конвертоплан , который имеет два турбинных двигателя, каждый из которых приводит в движение трехлопастные винты. Винты функционируют подобно вертолету в вертикальном полете и подобно самолету в горизонтальном полете. Первый полет состоялся 19 марта 1989 года. Конвертоплан AgustaWestland AW609 (ранее Bell/Agusta BA609) — гражданский самолет на базе V-22 Osprey. Самолет может взлетать и приземляться вертикально с 2 членами экипажа и 9 пассажирами. Ожидается, что самолет будет сертифицирован в середине 2020-х годов.
Поворотное крыло похоже на конвертоплан, за исключением того, что крепления ротора закреплены на крыле, а вся конструкция наклоняется между вертикальным и горизонтальным положениями.
Vertol VZ-2 был исследовательским самолетом, разработанным в конце 1950-х годов. В отличие от других самолетов с наклонным крылом , Vertol спроектировал VZ-2, используя роторы вместо пропеллеров. [2] 23 июля 1958 года самолет совершил свой первый полный переход от вертикального полета к горизонтальному полету. К моменту списания самолета в 1965 году VZ-2 совершил 450 полетов, включая 34 полных перехода.
LTV XC-142A был еще одним проектом VTOL, который использовал концепцию наклонного крыла. Он был разработан в рабочий прототип, но не пошел в массовое производство.
Была предпринята попытка создания самолета с роторным крылом, но он не получил широкого распространения. У Boeing X -50 Dragonfly был двухлопастной ротор, приводимый в движение двигателем для взлета. В горизонтальном полете ротор останавливался, чтобы действовать как крыло. Фиксированные переднее оперение и хвостовое оперение обеспечивали подъемную силу во время перехода, а также устойчивость и управляемость в полете вперед. Оба образца этого самолета были уничтожены в результате аварий. У Sikorsky X-Wing был четырехлопастной ротор, использующий сжатый воздух для управления подъемной силой над поверхностями при работе в качестве вертолета. На более высоких скоростях полета ротор останавливался, чтобы продолжать обеспечивать подъемную силу в качестве тандемных крыльев в конфигурации X. Программа была отменена до того, как самолет попытался совершить какие-либо полеты с роторной системой.
Tail -sitter — это самолет, который опирается на землю, указывая вертикально вверх, так что он опирается на свой хвост. Он взлетает и приземляется вертикально, хвостом вниз. Затем весь самолет наклоняется вперед горизонтально для нормального полета. Ни один тип никогда не был запущен в производство, хотя было запущено несколько экспериментальных вариантов, использующих как пропеллерную, так и реактивную тягу. Некоторые достигли успешного перехода между режимами полета, как это сделал турбовинтовой Convair XFY Pogo в ноябре 1954 года. [3]
Тип колеоптера имеет кольцевое крыло, образующее канал вокруг подъемного винта. Переход к прямому полету так и не был осуществлен, хотя SNECMA Coléoptère взлетал, зависал и приземлялся вертикально, исключительно на чистой реактивной тяге.
Немецкий Focke-Wulf Fw Triebflügel был проектом, который изучался во время Второй мировой войны. Он использовал импульсные реактивные двигатели для питания ротора, вращавшегося вокруг оси фюзеляжа позади кабины. Подобно самолету с фиксированным крылом типа колеоптер , Triebflügel был предназначен для взлета и посадки на хвост, вращаясь вокруг оси тангажа после взлета и ускорения для полета вперед. Проект так и не был реализован после испытаний модели в аэродинамической трубе.
Семейство военных реактивных самолетов VSTOL Harrier использует вектор тяги . Эти самолеты способны к вертикальному/короткому взлету и посадке (V/STOL) . Это единственная по-настоящему успешная конструкция этого типа из многих, которые появились в 1960-х годах. Эти самолеты способны работать с небольших пространств, таких как поля, дороги и корабли, способные принимать авиацию. Lockheed F-35B Lightning II предлагается в качестве следующего военного проекта VSTOL/ STOVL , чтобы заменить Harrier.
Подъемный реактивный двигатель — это легкий реактивный двигатель, который используется для обеспечения вертикальной тяги для операции VTOL, а затем выключается в прямом полете. Некоторые конструкции VTOL использовали как векторную тягу от основного двигателя, так и вспомогательные подъемные реактивные двигатели.
Dassault Mirage IIIV был истребителем СВВП, разработанным для истребителей-бомбардировщиков НАТО СВВП в 1960-х годах. Несколько других проектов также были результатом этой спецификации проекта.
Конфигурация подъемного вентилятора — это когда подъемные вентиляторы расположены в больших отверстиях в обычном неподвижном крыле или фюзеляже. Она используется для операции V/STOL. Самолет взлетает, используя вентиляторы для создания подъемной силы, затем переходит к более традиционному полету вперед с неподвижным крылом. Было запущено несколько экспериментальных самолетов, но в производство поступил только F-35 Lightning II .