Bojowe samoloty orzutowe pionowego startu i ladowania
Maciej Ługowski
Bojowe samoloty odrzutowe
pionowego startu i lądowania
z napędem o ciągu wektorowanym
(cz. II)
Zbierzmy, usystematyzujmy i uzupełnijmy teraz całość informacji, jakie mamy na temat technologii sterowania wektorem ciągu stosowanej do osiągnięcia przez samoloty właściwości krótkiego i pionowego startu oraz lądowania (pamiętajmy, że historycznie sterowanie wektorem ciągu wywodzi się właśnie z konieczności umożliwienia samolotom takiej możliwości startu i lądowania).
Koncepcje i rodzaje zespołów napędowych stosowane w samolotach VTOL (SVTOL)
Wyodrębniamy cztery podstawowe typy napędów ze sterowanym wektorem ciągu.
Wyodrębniamy cztery podstawowe typy napędów ze sterowanym wektorem ciągu.
Typ 1: ten sam napęd (silnik lub silniki) do lotu pionowego i do lotu poziomego postępowego. Ten typ odnosi się zarówno do napędu odrzutowego jak i śmigłowego. Ten sam silnik służy do wytworzenia ciągu pozwalającego samolotowi poruszać się zarówno w płaszczyźnie pionowej jak i poziomej. Jeśli chodzi o napęd śmigłowy (wirnikowy), to jest on realizowany metodą „odchylanego wirnika” lub metodą „ruchomego (skręcanego) skrzydła”.
Odchylany wirnik” (Tilt Rotor) – w tej metodzie jest odchylany cały zespół silnikśmigło (wirnik), co umożliwia samolotowi zarówno start i lądownie pionowe jak i lot poziomy. Przykładem praktycznym takiego rozwiązania jest V-22 Osprey, wojskowy samolot transportowy, produkowany w kooperacji firm Bell Helicopter Textron, Boeing Company i Rolls-Royce.
„Ruchome (skręcane) skrzydło” (Tilt wing) – jest to metoda starsza technologicznie niż „odchylany wirnik”. Polega na tym, że odchylane są całe skrzydła, na których są zamontowane silniki napędzające śmigła. Przykładem może tu być Lina-Temco Vought XC-142. Metoda ta jest o tyle korzystna (w porównaniu z metodą „odchylany wirnik”), że przechylając całe skrzydło minimalizuje się straty siły nośnej w czasie zmiany płaszczyzny lotu. Jednak została zarzucona ze względu na trudności w kontrolowaniu pozycji samolotu w momencie lotu poziomego lub zawisu ze względu na dużą powierzchnię czołową, jaką tworzą pionowo ustawione skrzydła (tzw. efekt wrót), szczególnie w czasie, gdy samolot operuje przy wietrznej pogodzie.
Kolejna metoda, którą już poznaliśmy, a dotycząca napędu odrzutowego, to: Silnik rozdzielający przepływ gazów (Flow Split Engine). Klasycznym przykładem jej praktycznego zastosowania jest silnik Pegasus. Zasada działania tego typu silnika została już omówiona, a fakt, że silnik ten (oczywiście z modyfikacjami) jest używany do dzisiaj, i nic nie wskazuje na to, aby szybko stał się technologicznym przeżytkiem, świadczy o trafności metody, według której został skonstruowany. Niemniej trzeba też zaznaczyć, że ma on swoje wady. Jedną z głównych jest fakt, że bez względu na to, czy samolot porusza się w pionie, czy w locie poziomym, sprężone powietrze i gazy wyrzutowe muszą zawsze pokonywać dwa załomy kanałów, których suma kątowa wynosi 180 stopni. Powoduje to stosunkowo duże straty ciągu, rzędu 6, a nawet do 8 procent. Dlatego metoda ma swoje ograniczenia w zastosowaniu praktycznym.
Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 11/2010