Reč pôjde o výrobku konštrukčnej kancelárie (OKB) Jakovleva, ktorá produkovala okrem civilných lietadiel aj vojenské lietadlá, stíhacie, prepadové a aj lietadlá s kolmým štartom. Táto konštrukcia patrila k lietadlám s kolmým štartom a pristátím. Jak-141 (alebo Jak-41) bol pokračovaním rady strojov s týmto určením, ako boli Jak-36 a Jak-38. Avšak na rozdiel od spomenutých typov to bolo svojho času prvé vojenské lietadlo s vlastnosťami VTOL (Vertical Take off and Landing) schopné lietať nadzvukovými rýchlosťami.
V roku 1975 sa v MMZ „Skorosť“ začali projekčné práce na lietadle Jak-41 (označenie „výrobok 48“). O dva roky neskôr boli rozpracované takticko-technické požiadavky vojenského námorníctva na stíhací stroj s vertikálnym vzletom a pristátím pre použitie na lietadlových lodiach typu 11433 (Novorosijsk), 11434 (Baku),11435 (Tbilisi) a na ťažkých nosičoch typu 1143 (Kyjev a Minsk – po ich modernizácii). Práce na nadzvukovom stroji riadil zástupca generálneho konštruktéra S.A. Jakovlev (syn A.S. Jakovleva). Konštruktéri sa priklonili k schéme lietadla s kombinovanou pohonnou sústavou (podobne ako pri Jak-38). Rozhodli sa použiť dve menšie zdvihové prúdové motory RD-41 a jeden hlavný prúdový motor R-79 slúžiaci aj ako zdvihový s otočnou výtokovou dýzou. Projektové práce sa však oneskorili oproti plánu a zároveň dochádzalo aj k postupným zmenám v určení – funkcii nového lietadla nakoľko sa začali objavovať nové požiadavky pre palubné letectvo. V súvislosti s výskumom, ktorý ukázal možnosť zvýšenia bojového vybavenia – nákladu a času hliadkovania v zadanej oblasti, bol rozpracovaný okrem vertikálneho štartu a pristátia aj vzlet s krátkym rozbehom alebo vzlet z tzv. lodného „skokanského mostíka“.
Oneskorili sa aj práce na vzniku nového motora R-79. V r. 1986 sa projekt pretransformoval na konštrukciu viacúčelového palubného lietadla (niekde označovaného aj ako Jak-41M), ktorý využíval poznatky z projektu palubného stíhača Jak-41. Lietadlo malo postupne zväčšenú plochu krídel (najskôr 29,3m2). Vedúcim konštruktérom bol určený G.A. Matvejev. Za účelom vykonanie skúšok bola postavená malá séria štyroch prototypov. Jeden kus bol určený na statické (lámacie) skúšky, druhý s palubným číslom „48“ na skúšky síl a momentov pôsobiacich na lietadlo v rôznych fázach letu a práce pohonnej sústavy. Ďalšie dva exempláre (s označením
V procese vzniku lietadla museli vyriešiť rad problémov súvisiacich napríklad s výskumom teplotných polí výtokových plynov z dýz motorov a s výskumom ochranných systémov motorov pred vniknutím horúcich výtokových plynoch do nasávacích otvorov motorov počas ich práce. Osobitný dôraz bol kladený na vzájomný vplyv týchto polí na pohonné jednotky pri skupinovom vzlete lietadiel. Aby lietadlo mohlo vykonávať kolmý štart s plným bojovým zaťažením, motory mohli využívať režim prídavného spaľovania. Komplexný – spoločný triplexový číslicový elektroimpulzný systém riadenia lietadla a pohonnej sústavy spájal výchylky plávajúceho stabilizátora s režimami práce zdvihových a hlavného motora. Systém riadil vychyľovanie výtokových dýz všetkých troch motorov, pričom zdvihové motory mohli pracovať do výšky 2500m pri rýchlosti letu do 550km/hod. Lietadlá určené na letové skúšky využívali v režime visenia, kolmého štartu a pod prahom účinnosti aerodynamických riadiacich plôch sústavy tzv. reakčných kormidiel-dýz (kurzový kanál). Lietadlo č.75 malo dýzy umiestnené v chvostovej časti trupu a č.77 reakčné dýzy v nosovej časti trupu. Stroj č.48 začal stendové skúšky v r.1986.
Prvý vzlet s Jak-41M uskutočnil skúšobný pilot Andrej Sinicin 9.marca 1987 klasickým spôsobom. Prvý vertikálny vzlet s visením a pristátím Sinicin uskutočnil 13.júna 1990. V tom čase sa už môžeme stretnúť s označením lietadla Jak-141. Sinicin s lietadlom v prvej
polovici r.1991 vytvoril 12 svetových rekordov v stúpaní s nákladom v triede lietadiel s kolmým vzletom a pristátím pomocou reaktívnej vztlakovej sily.
Pre palubné skúšky na TAKR Admirál Gorškov (TAKR-tjažolyj avianesuščij krejser) museli vykonať prípravné práce spočívajúce v úprave paluby nosiča na uskladňovanie strojov, príprave profilových dorazov na udržanie lietadla pri zapnutí forsáže hlavného motora pri krátkom vzlete a zabraňujúcich „šmýkaniu sa“ lietadla po palube pri prechode motora na vzletový režim. 30.septembra 1991 sa začali skúšky na lodi (v Barentsovom mori). Počas skúšok pri pristáti na lodi došlo k hrubému pristátiu stroja č.77 s väčšou vertikálnou rýchlosťou ako bola prípustná. Na lietadle vznikol požiar a pilot V.A. Jakimov sa katapultoval „preveriac“ tak záchranný systém. S najväčšou pravdepodobnosťou sa táto udalosť spolu s ťažkou ekonomickou situáciou v krajine stala formálnym „dôvodom“ ku kráteniu a následnému prerušeniu finančných dotácií na vývoj a skúšky Jak-141 (rok 1922). Po tejto udalosti sa letový exemplár stroja ešte zúčastnil na leteckých výstavách napr. vo Farnborough (september 1992) a v Moskve (MAKS 93). Celkovo oba letové kusy uskutočnili okolo 250 letov vrátane dosiahnutia rýchlosti M=1,8. Práce na vývoji stroja v obmedzenom rozsahu a na vlastné náklady OKB ešte nejakú dobu pokračovali. Výrobca sa čiastočne spoliehal na zahraničné zákazky (India, Čína). Avšak nebol úspešný aj napriek tomu, že spracovával nové, rozvinutejšie koncepcie tohto stroja (napr. projekt Jak-43).
Konštrukcia
Jak141 je jednomiestny hornoplošník s kombinovanou pohonnou sústavou. Trup približne obdĺžnikového rezu je koncipovaný podľa pravidla plôch. Predná časť trupu pod kónickým krytom ukrýva anténu rádiolokátora. Nasleduje pilotná kabína, vybavená vystreľovacou sedačkou K-36V (z dielní OKB „Zvezda“), ktorá zabezpečuje automatické opustenie lietadla vrátane vertikálnych a prechodných režimov letu. Tento systém sa automaticky prepína do pohotovostného režimu pri odklonení výtokovej dýzy hlavného motora na uhol väčší ako 30°. K nútenej katapultáži pilota dochádza automaticky v prípade prevýšenia zadaného uhla sklonu lietadla alebo v prípade kombinácie prevýšenia zadaného náklonu a uhlovej rýchlosti náklonu.
Za kabínou pilota sú umiestnené dva zdvihové turboreaktívne motory RD-41. Na ich úrovni na boku trupu sú umiestnené regulovateľné krabicové vstupné otvory pre prívod vzduchu do hlavného motora. Motor končí otočnou výtokovou dýzou asi v dvoch tretinách dĺžky trupu. Trup však pokračuje po bokoch motorovej dýzy formou výbežkov dozadu. Na týchto výbežkoch – konzolách sú umiestnené plávajúce vodorovné chvostové plochy a dve vertikálne plochy. Výškovka je položená nižšie ako krídlo.
Krídlo so šípom nábežnej hrany 30°, má záporné vzopätie 4°. Z dôvodu jednoduchšieho hangárovania lietadla na palube či v podpalubí lietadlového nosiča je krídlo asi v polovici svojho rozpätia delené a umožňuje sklopenie koncových častí dohora. Mechanizácia krídla pozostáva so sklopných nábežných hrán v koreňovej a sklopnej časti, vztlakových klapiek v koreňovej časti a elevonov v sklopných častiach krídla. V konštrukcii draku boli použité kompozitové materiály (26% hmotnosti) vrátane chvostových plôch, vztlakových klapiek a sklopných slotov. V ostatnej konštrukcii sú využívané ľahšie hliníkovo-lítiové zliatiny.
Podvozok je trojbodový. Jednokolesové podvozkové nohy sa zaťahujú – predná dozadu a hlavné dopredu pod kanály prívodu vzduchu do motora. Projektované boli na tlmenie nárazov ekvivalentných pádu lietadla z výšky asi 5m.
Pohonná sústava pozostáva z dvoch zdvihových motorov RD-41 (výrobca bývalé OAO Rybinskie motory) a jedného hlavného motora RD-79V-300 (výrobca NPO „Sojuz“, Moskva). RD-41 sú umiestnené za sebou vertikálne hneď za kabínou pilota a náklonom asi 10° dopredu od vertikály. Na hornej časti trupu je výklopný rošt zakrývajúci nasávacie otvory a zospodu trupu dvojité dvierka kryjúce dýzy. Výtokové dýzy sú pohyblivé vo vertikálnej pozdĺžnej rovine (lietadla) o ±12,5°. Prierez dýzy je regulovateľný v rozsahu 10%. Počas kolmého štartu sú výtokové dýzy pootočené vzájomne k sebe za účelom sformovania jedného prúdu výtokových plynov (v prípade dvoch oddelených prúdov vzniká nežiadúcich stĺp plynov stúpajúcich dohora.). Pri vzlete s krátkym rozbehom sú dýzy oboch RD-41 otočené na maximálny uhol dozadu (celkový náklon prúdu plynov je tak okolo 22,5°), tak aby vznikla aj horizontálna zložka ťahu. RD-41 sú jednohriadeľové motory s jednostupňovou turbínou s ťahom 4260 kgs každý. Pracujú len spolu s R-79, preto je systém dodávky paliva integrovaný. Spúšťanie je vzduchové od hlavného motora. Celkom bolo vyrobených asi 30ks RD-41. Hlavný motor R-79 je dvojhriadeľový s nadzvukovou regulovateľnou výtokovou dýzou. Je modulovej konštrukcie, má jednostupňový kompresor nízkeho tlaku a šesťstupňový kompresor vysokého tlaku, z ktorého sa odoberá vzduch do systému reaktívneho riadenia lietadla. Prvý krát tu bola u zdvihového hlavného motora použitá forsáž v druhej sekcii otočnej dýzy. Prídavné spaľovanie zvyšuje ťah motora o 66% (z 9300 do 15500kgs). Otočná výtoková dýzy pozostáva z dvoch šikmých – skosených sekcií, ktoré sa otáčajú každá opačným smerom a zabezpečujú tak odklonenie dýzy na
Pri vertikálnom vzlete sa pod spodnou časťou trupu vyklápa sústava priečnych priehradok, ktoré zabraňujú recirkulácii horúcich výtokových plynov, nasatiu cudzích predmetov a usmerňujú odtrhnutie prúdu horúcich plynov od trupu. Pri tejto koncepcii pohonu lietadla však dochádza k obmedzeniu v štarte lietadla z pozemných plôch z dôvodu zvýšenej erózie podkladu vzletovej plochy pod vplyvom horúcich výtokových plynov.
Systém riadenia motorov je číslicový, trojkanálový. Pri prechode od kolmého štartu do horizontálneho letu pilot ručne zmenšuje uhol z 95° do 65° a ďalšie otáčanie dýzy (vektora ťahu) až na 0° sa deje automaticky. Ťah motorov RD-41 sa zmenšuje automaticky, tak aby nedošlo k porušeniu rovnováhy ťahu všetkých motorov počas celého prechodového režimu až do horizontálneho letu.
Riadenie letu Jak-141 sa v horizontálnom lete vykonáva aerodynamickými plochami. V režime visenia a na malých rýchlostiach – reaktívnymi kormidlami umiestnenými na konci chvostových konzol (v prednej časti trupu) v kanále kurzu alebo na koncoch krídla (kanál náklonu) prípadne diferenciálnou zmenou ťahu zdvihových motorov a hlavného motora (kanál sklonu). Aerodynamické riadiace plochy a aj reaktívne dýzy riadi číslicový elektroimpulzný systém riadenia (trojkanálový s rezervným mechanickým systémom riadenia), vyrobený v NPK – Avionika Moskva.
Pilotážno – navigačný komplex umožňuje ručné aj automatické riadenie lietadla od vzletu až do pristátia v rôznych meteorologických podmienkach. Jak-141 bol vybavený inerciálnym navigačným systémom, prijímačom družicovej navigácie, autopilotom (SAU), rádiosystémom blížnej navigácie a pristátia, rádiovýškomerom, rádiokompasom. Z ďalšieho rádioelektronického vybavenia je to impulzno-dopplerovský rádiolokátor Žuk. Na lietadlách mal byť umiestnený aj priehľadový displej, obrazovka MFD, laserový diaľkomer a tiež televízny systém navádzania zbraňových systémov. V náväznosti na uvedené systémy bolo plánované použitie infračerveného vysielača vyhľadávacieho a sledovacieho systému. V koncoch krídla a kýlu boli namontované antény rušiaceho systému. V priehradových vyčnievajúcich častiach pred kýlovými plochami môžu byť umiestnené výmetnice klamných cieľov.
Zo zbraňových systémov konštruktéri predpokladali použitie kanónu GŠ-301 s rážou 30mm (120 nábojov). Na štyroch a neskôr šiestich podkrídlových závesoch mohla byť nesená výzbroj pozostávajúca z rakiet R-77, R-73, RVK-AE, bômb proti pozemným cieľom, všetko podľa plnenej úlohy. Dolet lietadla mohol byť zväčšený podvesením prídavných palivových nádrží.
V súvislosti so všetkým, čo bolo spomenuté už vyššie, vzniká otázka o účelnosti vývoja takéhoto druhu lietadiel. Existuje tábor zástancov tohto trendu, ktoré vidia výhody predovšetkým v spôsobe štartu, ktorý nepotrebuje veľké vzletovo – pristávacie plochy, môže vzlietať z poškodených letísk alebo náhradných plôch. Z druhej strany však oponenti poukazujú na prílišnú zložitosť takéhoto stroja v porovnaní s klasickou koncepciou lietadla. V neposlednom rade to je aj nevýhoda použitia kombinovaného pohonného systému lietadla, od ktorého napríklad na západe upustili a využili na pohon len jeden motor, Dôkazom toho môžu byť lietadlá Harrier rôznych modifikácii, ktoré sú konštrukčne jednoduchšie (tým aj spoľahlivejšie) aj na úkor toho, že nedosahujú nadzvukovú rýchlosť letu.
Čitatelia zaoberajúci sa letectvom určite postrehli, že aj najnovšie vojenské lietadlá s krátkym vzletom a kolmým pristátím využívajú koncepciu s jedným motorom, ktorý poháňa zároveň aj zdvihový ventilátor. Vysadenie motora v tomto prípade nemá také dôsledky na stabilizáciu letu lietadla ako keď vysadí jedna z motorových jednotiek kombinovanej pohonnej sústavy. Aj napriek týmto nevýhodám však ruskí konštruktéri už v 70-80-tych rokoch vyvinuli otočnú výtokovú dýzu motora pre použitie prídavného spaľovania. No a pozornejším čitateľom asi neunikla nápadná podobnosť systému výtokovej dýzy motora v Jak-141 a v súčasnosti vyrábanom americkom lietadle F-35, čo potvrdzuje informácie o prevzatí tohto zaujímavého konštrukčného riešenia z tohto typu lietadla.
Takticko-technické údaje:
| Rozpätie, m, rozložené / zložené krídla | 10,10 / 5,9 |
| Dĺžka, m | 18,3 |
| Výška, m | 5 |
| Plocha krídla, m2 | 31,7 |
| Hmotnosť prázdneho lietadla, kg | 11650 |
| Max.vzletová hmotnosť, kg, rozbeh 120m | 19500 |
| Kolmý štart | 15800 |
| Hmotnosť paliva, kg, vnútorné nádrže | 4400 |
| Podvesné nádrže | 1750 |
| Max.rýchlosť, km/hod., pri zemi | 1250 |
| Max.rýchlosť, km/hod., vo výške 11km | 1800 |
| Praktický dolet, km, let pri zemi | 1010 |
| Praktický dolet, km, vo výške 10- | 1400 |
| Praktický dolet, km, s prídavnými nádržami | 2100 |
| Bojový rádius, km | 690 |
| Dostup, km | 15 |
| Max.prevádzkové preťaženie, g | 7 |
Spracoval: Ing. Jozef Krchniak
Žiadne komentáre:
Zverejnenie komentára