stringtranslate.com

Взлет и посадка

У самолетов есть разные способы взлета и посадки . Обычные самолеты разгоняются по земле до тех пор, пока не достигнут скорости, достаточной для взлета и набора высоты с безопасной скоростью. Некоторые самолеты могут взлетать на низкой скорости, что является коротким взлетом. Некоторые самолеты, такие как вертолеты и реактивные самолеты с трамплином Harrier, могут взлетать и приземляться вертикально . Ракеты также обычно взлетают вертикально, но некоторые конструкции могут приземляться горизонтально.

Горизонтальный взлет и посадка

Самолеты

Обычный взлет и посадка (CTOL)

Снимать

Взлет — это фаза полета , в которой самолет проходит через переход от движения по земле ( руление ) к полету в воздухе, обычно стартуя с взлетно-посадочной полосы . Для воздушных шаров , вертолетов и некоторых специализированных самолетов с фиксированным крылом ( самолетов вертикального взлета и посадки , таких как Harrier ) взлетно-посадочная полоса не нужна. Взлет — это противоположность посадки .

Взлет шаттла Самолет-носитель с космическим кораблем «Энтерпрайз»
Посадка
Авиалайнер, взлетающий в аэропорту Хитроу в Лондоне ( Air Jamaica Airbus A340-300 )
Приземляющийся самолет Boeing 747-400 авиакомпании Qantas пролетает рядом с домами на границе лондонского аэропорта Хитроу , Англия.
Лебедь -шипун приземляется. Обратите внимание, что взъерошенные перья на крыльях указывают на то, что лебедь летит на скорости сваливания . Вытянутые и растопыренные перья действуют как усилители подъемной силы так же, как предкрылки и закрылки самолета .
Необычная посадка: Piper J3C-65 Cub приземляется на прицеп в рамках авиашоу.
F-18 приземляется на авианосец

Посадка — это последняя часть полета , когда летательный аппарат или космический корабль (или животные ) возвращается на землю. Когда летательный объект возвращается на воду, этот процесс называется посадкой , хотя обычно его также называют «посадкой» и «приземлением». Обычный полет самолета включает несколько частей полета, включая руление , взлет , набор высоты , крейсерский полет , снижение и посадку.

Укороченный взлет и посадка (RTOL)

Самолетам RTOL требуются более короткие взлетно-посадочные полосы, чем обычным типам, обычно от 3500 футов (1100 м) до 4500 футов (1400 м). [1] [2]

Укороченный взлет и посадка (STOL)

STOL — это аббревиатура для короткого взлета и посадки , самолета с очень короткими требованиями к взлетно-посадочной полосе , обычно от 2000 футов (610 м) до 3500 футов (1100 м). [2]

Запуск катапульты и возврат с помощью ареста (CATOBAR)

Катапульта запускается с борта USS  Ronald Reagan

CATOBAR (catapult assisted takeoff but arrested recovery) — система, используемая для запуска и подъема самолетов с палубы авианосца . При этой технике самолеты запускаются с помощью катапульты и приземляются на корабль (фаза подъема) с помощью тросов-задержников .

Хотя эта система более затратна, чем альтернативные методы, она обеспечивает большую гибкость в операциях авианосца, поскольку позволяет судну поддерживать обычные самолеты. Альтернативные методы запуска и восстановления могут использовать только самолеты с возможностями STOVL или STOBAR .

Короткий взлет, но замедленное восстановление (STOBAR)

STOBAR (Short Take Off But Arrested Recovery) — система, используемая для взлета и посадки самолетов с палубы авианосца , сочетающая в себе элементы STOVL (Short Take-Off But Arrested Landing) и CATOBAR (Catapult Assisted Take-Off But Arrested Recovery).

Космический корабль (HTHL)

Горизонтальный взлет, горизонтальная посадка ( HTHL ) — это режим работы первого частного коммерческого космоплана, двухступенчатого космического Scaled Composites Tier One из комбинации Ansari X-Prize SpaceShipOne / WhiteKnightOne . Он также используется для предстоящей комбинации Tier 1b SpaceShipTwo / WhiteKnightTwo . Ярким примером его использования была североамериканская программа X-15. В этих примерах космические аппараты поднимаются на высоту на «материнском корабле» перед запуском. Неудавшиеся предложения по замене NASA Space Shuttle, Rockwell X-30 NASP использовали этот режим работы, но были задуманы как одноступенчатые для вывода на орбиту.

Ракетоплан Lynx был суборбитальным HTHL-космическим самолетом, разработанным XCOR Aerospace , который должен был начать летные испытания в атмосфере в конце 2011 года. [3] Однако после многочисленных задержек XCOR Aerospace обанкротилась в 2017 году, так и не завершив прототип. [4]

Реактивные двигатели Skylon , проект-потомок британского проекта 1980-х годов HOTOL («Горизонтальный взлет и посадка»), представляет собой космический самолет HTHL, который в настоящее время находится на ранних стадиях разработки в Соединенном Королевстве . [5]

И ракетоплан Lynx , и SpaceShipTwo были предложены NASA для перевозки суборбитальных исследовательских полезных грузов в ответ на заявку NASA на суборбитальную многоразовую ракету-носитель (sRLV) в рамках Программы летных операций NASA. [6]

Ранним примером является испытательный самолет Northrop HL-10 1960-х годов , где HL означает «горизонтальный посадочный модуль» [7] .

Вертикальный взлет и посадка

Для обозначения взлета и посадки используются разные термины в зависимости от используемого источника тяги. VTVL использует ракеты, тогда как VTOL использует воздух, приводимый в движение посредством какой-либо роторной системы.

Самолет (СВВП)

Вертикальные взлетно-посадочные самолеты ( VTOL ) включают в себя самолеты с фиксированным крылом , которые могут зависать, взлетать и приземляться вертикально, а также вертолеты и другие самолеты с приводными роторами, такие как конвертопланы . [8] [9] [10] [11] Терминология для космических аппаратов и ракет - VTVL (вертикальный взлет с вертикальной посадкой). [12] Некоторые самолеты VTOL могут работать и в других режимах, таких как CTOL (обычный взлет и посадка), STOL (короткий взлет и посадка) и/или STOVL (короткий взлет и вертикальная посадка). Другие, такие как некоторые вертолеты, могут работать только в режиме VTOL из-за отсутствия у самолета шасси , которое может выдерживать горизонтальное движение. VTOL является подмножеством V/STOL (вертикальный и/или короткий взлет и посадка).

Помимо вездесущего вертолета, в настоящее время на военной службе находятся два типа самолетов вертикального взлета и посадки: самолеты с конвертопланом , такие как Bell Boeing V-22 Osprey , и самолеты с направленной реактивной тягой, такие как семейство Harrier . В гражданском секторе в настоящее время широко используются только вертолеты (некоторые другие типы коммерческих самолетов вертикального взлета и посадки были предложены и находятся в стадии разработки по состоянию на 2017 год).

Ракета (ВТВЛ)

Вертикальный взлет, вертикальная посадка ( VTVL ) — форма взлета и посадки ракет. Было совершено множество полетов с VTVL. Наиболее широко известной и коммерчески успешной ракетой VTVL является первая ступень Falcon 9 компании SpaceX .

Технологии VTVL были существенно развиты с малыми ракетами после 2000 года, отчасти из-за конкурсов с поощрительными призами, таких как Lunar Lander Challenge . Успешные малые ракеты VTVL были разработаны Masten Space Systems , Armadillo Aerospace и другими.

Вертикальный взлет и горизонтальная посадка

Самолет (СВВП)

В авиации существует термин VTOHL («вертикальный взлет и горизонтальная посадка»), а также несколько специфичных для авиации подтипов VTOHL: VTOCL, VTOSL, VTOBAR.

Система запуска нулевой длины

Система запуска с нулевой длиной или система взлета с нулевой длиной (ZLL, ZLTO, ZEL, ZELL) была системой, в которой реактивные истребители и штурмовики были предназначены для размещения на ракетах, прикрепленных к мобильным стартовым платформам . Большинство экспериментов по запуску с нулевой длиной проводились в 1950-х годах, во время Холодной войны .

Космический аппарат (VTHL)

Вертикальный взлет, горизонтальная посадка ( VTHL ) — это режим работы всех нынешних и бывших орбитальных космических самолетов , таких как Boeing X-37 , NASA Space Shuttle , советский космический челнок «Буран» 1988 года и китайский многоразовый экспериментальный космический корабль / Shenlong . Для ракет-носителей преимущество VTHL над HTHL заключается в том, что крыло может быть меньше, поскольку оно должно нести только посадочный вес транспортного средства, а не взлетный вес. [13]

Было несколько предложений VTHL, которые так и не были реализованы, включая проект Boeing X-20 Dyna-Soar ВВС США около 1960 года , предложенные замены NASA Space Shuttle, Lockheed Martin X-33 и VentureStar . Концептуальный космоплан NASA 1990-х годов, HL-20 Personnel Launch System (HL означает «Horizontal Lander»), был VTHL, как и производная от HL-20 около 2003 года, концепция орбитального космического самолета .

По состоянию на март 2011 года два коммерческих космических самолета VTHL находились на разных стадиях предложения/разработки, оба являются преемниками конструкции HL-20. Sierra Nevada Corporation Dream Chaser следует внешней форме более раннего HL-20. Предложенный около 2011 года Orbital Sciences Corporation Prometheus был космическим самолетом со смешанным подъемным корпусом , который следовал внешней форме орбитального космического самолета около 2003 года, который сам по себе является производным от HL-20; однако Prometheus не получил никаких контрактов NASA, и Orbital объявила, что не будет заниматься дальнейшей разработкой. [14]

Немецкий аэрокосмический центр изучал многоразовые жидкостные ускорители VTHL Fly-back с 1999 года . Проект был предназначен для замены твердотопливных ракетных ускорителей Ariane 5. [15] Финансируемая правительством США программа многоразовых ускорительных систем стоимостью 250 000 000 долларов США , инициированная ВВС США в 2010 году, [16] указала высокие требования к конструкции, согласно которым она должна быть VTHL, [17] но финансирование было прекращено после 2012 года. [18]

В 2017 году DARPA выбрало конструкцию VTHL для XS-1 .

Горизонтальный взлет и вертикальная посадка

Немногие самолеты могут выполнять полеты с обычным взлетом и вертикальной посадкой (и его подтипами STOVL , CATOVL), как F-35B .

Горизонтальный взлет и вертикальная посадка ( HTVL ) в космических полетах не использовались, но были предложены для некоторых систем, которые используют двухступенчатую систему запуска на орбиту с первой ступенью на самолете и возвращаемым капсульным аппаратом. Одним из немногих концептуальных аппаратов HTVL является концептуальный космический аппарат 1960-х годов Hyperion SSTO , разработанный Филиппом Боно . [19]

Многорежимные конфигурации

Также существуют транспортные средства, использующие более одного режима.

Вертикальный/короткий взлет и посадка (V/STOL)

Вертикальные и/или короткие взлетно-посадочные (V/STOL) самолеты , которые могут взлетать или приземляться вертикально или на короткие взлетно-посадочные полосы. Вертикальные взлетно-посадочные ( VTOL ) самолеты включают в себя суда, которым вообще не нужны взлетно-посадочные полосы. Как правило, самолет V/STOL должен иметь возможность зависать; вертолеты обычно не рассматриваются в рамках классификации V/STOL.

Взлет с разбега, иногда с рампой ( трамплином ), уменьшает количество тяги, необходимое для подъема самолета с земли (по сравнению с вертикальным взлетом), и, следовательно, увеличивает полезную нагрузку и дальность полета, которые могут быть достигнуты при данной тяге. Например, Harrier не способен взлетать вертикально с полной загрузкой вооружения и топлива. Поэтому самолеты V/STOL обычно используют взлетно-посадочную полосу, если она доступна. То есть операция Short Take-Off and Vertical Landing ( STOVL ) или Conventional Take-off and Landing ( CTOL ) предпочтительнее операции VTOL .

Система вертикального взлета и посадки (V/STOL) была разработана для того, чтобы позволить высокоскоростным реактивным самолетам взлетать с лесных полян, с очень коротких взлетно-посадочных полос и с небольших авианосцев , которые ранее могли перевозить только вертолеты .

Главное преимущество самолетов V/STOL — более близкое базирование к противнику, что сокращает время реагирования и требования к поддержке заправщиков. В случае Фолклендской войны это также позволяло осуществлять высокоэффективное прикрытие истребителями с воздуха и наземные атаки без большого авианосца, оснащенного катапультой.

Новейшим самолетом вертикального взлета и посадки является F-35B , введенный в эксплуатацию в 2015 году. [20]

Ссылки

  1. ^ Wragg, David W. (1973). Словарь авиации (первое издание). Osprey. стр. 222. ISBN 9780850451634.
  2. ^ Кэмпбелл, Джон П. «Обзор технологии силового подъема», Университет Джорджа Вашингтона.
  3. ^ Мессье, Дуг (23.02.2011). «Разработка Lynx приближается к первому испытательному полету». Parabolic Arc . Получено 28.02.2011 . Работа по созданию первого испытательного летательного аппарата, который компания надеется запустить к концу года, продвигается успешно.
  4. ^ Foust, Jeff (2017-11-15). "XCOR Aerospace подает заявление о банкротстве". Space.com . Получено 28.08.2019 .
  5. ^ "Skylon FAQ". Часто задаваемые вопросы . Reaction Engines Limited. 2010. Архивировано из оригинала 2015-06-02 . Получено 2011-02-06 .
  6. ^ "sRLV platforms comparison". NASA . 2011-03-07. Архивировано из оригинала 2021-02-20 . Получено 10.03.2011 . Lynx: Тип: HTHL / Пилотируемый ... SpaceShipTwo: Тип: HTHL / Пилотируемый
  7. ^ Информационный листок о подъемном теле HL-10, NASA, 2009-12-03, дата обращения 2011-02-16.
  8. ^ «Самолеты с вертикальным взлетом и посадкой», Джон П. Кэмпбелл, The MacMillan Company, Нью-Йорк, 1962.
  9. ^ Роджерс 1989.
  10. ^ Ласковиц, И. Б. «Самолеты с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL)». Анналы Нью-Йоркской академии наук, т. 107, ст. 1, 25 марта 1963 г.
  11. ^ «Прямо вверх — история вертикального полета», Стив Маркман и Билл Холдер, Schiffer Publishing, 2000.
  12. ^ "Компания Masten Space Systems достигла первой в истории вехи повторного запуска двигателя VTVL в воздухе на пути к космосу". SpaceRef.com, 29 мая 2010 г. Получено: 10 июля 2011 г.
  13. ^ "AIAA 2003-09-09 Механика полета пилотируемых суборбитальных многоразовых ракет-носителей с рекомендациями по запуску и возвращению-М. Саригуль-Клин и Н. Саригуль-Клин" (PDF) .
  14. ^ "Orbital может свернуть свои коммерческие усилия по экипажам". NewSpace Journal . 2011-04-22 . Получено 2011-04-25 . Генеральный директор Дэйв Томпсон сказал ... "Я не ожидаю, что в настоящее время мы продолжим заниматься нашим собственным проектом в этой гонке. Мы будем наблюдать за ним, и если появится возможность, мы можем пересмотреть свое решение. Но на данный момент я бы не ожидал большой активности с нашей стороны на рынке коммерческих экипажей".
  15. ^ "Liquid Fly-back Booster (LFBB)". DLR. Архивировано из оригинала 10 июня 2015 года . Получено 9 июня 2015 года .
  16. ^ "Военно-воздушные силы изучают многоразовые верхние ступени для многоразовых ускорителей". RLV and Space Transport News . 2010-09-20. Архивировано из оригинала 2011-07-24 . Получено 2011-03-24 .
  17. ^ Cogliano (2011-03-22). "ВВС запускают инициативу по созданию многоразового ускорителя стоимостью 250 млн долларов". Dayton Business Journal . Получено 2011-03-24 . Чиновники ожидают присуждения до трех контрактов на проект, где победители будут соревноваться за индивидуальные задания по экспериментам и демонстрациям, которые касаются технологий, процессов и других атрибутов многоразовой ускорительной системы, или RBS. Чиновники ВВС представляют себе RBS, которая включает многоразовую ракету и одноразовую верхнюю ступень ракеты. Многоразовая ракета будет запускаться вертикально и возвращаться, приземляясь в стиле самолета на взлетно-посадочную полосу, после того, как доставит космический корабль в точку, где одноразовая ракета сможет взять на себя управление.
  18. ^ Ферстер, Уоррен (19.10.2012). «Прототип многоразовой ракеты провалился из-за бюджетных проблем США». Новости космоса . Получено 21.10.2012 .
  19. ^ Wade, Mark. "Hyperion SSTO". Astronautix. Архивировано из оригинала 27 августа 2002 г. Получено 2011-02-06 . Аппарат "Hyperion" был действительно замечательным, поскольку он мог запускаться горизонтально и приземляться вертикально (HTVL) — чрезвычайно редкая комбинация. Полезная нагрузка составляла 110 пассажиров или 18 тонн груза.
  20. ^ "Корпус морской пехоты США объявляет F-35B готовым к эксплуатации". Корпус морской пехоты США. 2015-07-31 . Получено 2019-08-28 .

Внешние ссылки