Консоль крыла самолета

Смертельный номер в небе: как летчики выполняют дозаправку в воздухе

Дозаправка самолетов в воздухе всегда считалась верхом мастерства военных летчиков. Несмотря на присутствие десятков вспомогательных систем и датчиков, этот процесс по-прежнему требует предельной концентрации и слаженной работы.

С крыла на крыло

Считается, что процесс дозаправки топливом в полете еще в 1917 году описал и сформулировал русский авиационный инженер Александр Николаевич Прокофьев-Северский, эмигрировавший в США и запатентовавший там технологию передачи топлива в воздухе в 1921 году.

После первой удачной дозаправки в 1923 году в США для авиационных инженеров открылось настоящее поле для творчества — теперь проектировать сверхдальние тяжелые самолеты не было никакой необходимости, а значит можно было сосредотачиваться на других направлениях работ.

С незначительной разницей всего в пару лет подобные технологии появились и в СССР — уже в 1932 году авиационный инженер Владимир Сергеевич Вахмистров успешно протестировал готовую к работе систему подачи топлива из одного самолета в другой.

К традиционной схеме перекачки топлива через магистрали пришли не сразу — экспериментов с типом подачи горючего было немало, а способы реализации, порой, были крайне необычными.

В начале 50-х годов советские летчики-испытатели Виктор Васятин и Игорь Шелест показали принципиально иную систему дозаправки. Ее отличие от аналогичных систем состояло в способе передачи керосина — топливо по небольшой гибкой магистрали подавалось по принципу «с крыла на крыло». Однако массово применять экспериментальную и крайне необычную систему начали не на истребителях-перехватчиках, а на самолетах стратегической авиации.

Такую схему не применяли больше нигде — американские инженеры считали, что такой способ подвергает экипажи самолетов ненужному риску. Инженеры из Великобритании, создавшие одну из первых работоспособных систем дозаправки Flight Refuelling Limited, долгое время не могли найти понимания у Королевских ВВС, в интересах которых строились многотонные стратегические бомбардировщики, способные летать «туда-обратно» на одном баке.

Шланг-конус-штанга

Универсальная схема дозаправки создавалась в СССР с конца 1952 года. Система «шланг-конус-штанга», ставшая основным способом дозаправки не только самолетов истребительной, но и дальней авиации, разрабатывалась в советском ОКБ 918 (ныне НПП «Звезда») и основывалась на гибкой магистрали, местами стыковки которой служили законцовки крыльев.

Уже в 1953 году система «шланг-конус-штанга» прошла испытания — от самолета-заправщика Ту-4 одновременно могли получать топливо сразу два истребителя МиГ-15.

Полноценную же систему воздушной заправки в 1975 году решили испытать на фронтовом бомбардировщике Су-24, для которого был создан так называемый ПАЗ — подвесной агрегат заправки, размещенный под фюзеляжем.

Идею разработать специальный самолет-заправщик высказывали еще на этапе проектирования Ил-76 — одного из самых массовых и удачных самолетов в истории военно-транспортной авиации. В конце концов идею удалость полностью реализовать. Добиться необходимых параметров по количеству передаваемого топлива и скорости заправки удалось с появлением Ил-76МД, на базе которого был построен новый самолет-заправщик с обозначением Ил-78. Уже летом 1983 года новый летающий танкер совершил первый полет и подтвердил заложенные в конструкцию характеристики.

Грузовой отсек самолета-заправщика заняла массивная цистерна, способная принять почти 30 тонн авиационного топлива, а место кормового стрелка было переоборудовано в пост оператора заправки. Помимо специального светосигнального оборудования, больше похожего на дорожные светофоры, Ил-78 получил сразу 3 универсальных подвесных агрегата заправки — два из них были размещены под левым и правым крылом и предназначались для заправки истребителей, еще один, размещенный рядом с хвостовым оперением, должен был «подкармливать» самолеты стратегической авиации.

Под возможность «заправляться на ходу» после появления современных летающих танкеров стали модернизировать многие из состоящих на вооружении самолеты — телескопическими штангами, в частности, стали оснащаться принятые на вооружение в 1983 году фронтовые бомбардировщики Су-24М, а также некоторые МиГ-25. В мае 1985 года, первый полет совершил «самолет судного дня» — уникальный воздушный командный комплекс Ил-80, который благодаря штанге дозаправки может принимать топливо от летающих танкеров и оставаться в воздухе на протяжении нескольких суток.

Под процесс дозаправки были адаптированы все отечественные истребители четвертого поколения — семейство машин, созданных на базе Су-27, МиГ-29 и все последующие машины, включая истребители пятого поколения Су-57 (ПАК-ФА Т-50) и МиГ-35 штатно оснащаются системами дозаправки в полете. В 1990 году системой дозаправки топливом в воздухе был оснащен самый быстрый истребитель-перехватчик в мире — МиГ-31.

Воздушная эквилибристика

Зрелище дозаправки истребителей в воздухе завораживает — огромные машины на фоне заправщика Ил-78 кажутся относительно небольшими и больше напоминают детенышей какой-нибудь птицы, которые по очереди принимают пищу, чем смертоносное оружие.

Особенный шарм «таинству» воздушной заправки придают самолеты стратегической авиации — огромные Ту-95МС и Ту-160, с ревом уходящие после отстыковки на другой эшелон — впечатления от этого процесса вряд ли получится передать словами.

Сами летчики признаются, что стыковку космического корабля «Союз» с Международной космической станции осуществить гораздо легче, чем заправить самолет в воздухе — на высоте в 5-6 километров и порывы ветра, и воздушные ямы, а в космосе абсолютная тишина и спокойствие, сменяемое редкими «пшиками» маневровых двигателей.

Сложнее дозаправки топливом в полете, по словам летчиков, может быть только ночная дозаправка, трудность качественного исполнения которой является запредельной, но вполне рутинной для боевой авиации процедурой.

К нестабильным воздушным потокам и конусам УПАЗ стоит добавить и не самую хорошую видимость — даже дополнительные осветительные приборы на самолетах не делают дозаправку в воздухе более легкой и спокойной.

Ошибки в таких процессах недопустимы — для того, чтобы не оборвать конус и не создать аварийную ситуацию, летчики должны строго выполнять команды системы и оператора, попутно отслеживая показания приборов. Малейшая неточность — и «зацеп» штанги с конусом придется «ловить» заново.

Такие учения ВКС РФ проводят на регулярной основе, а участие в них принимают десятки воздушных судов. Прямо перед новым годом к ночной дозаправке в воздухе ВКС РФ привлекли до 10 экипажей Ту-160, Ту-95МС и Ил-78, а сам процесс проходил на высотах более 5 тысяч метров со скоростью 600 километров в час.

Самолет, состоящий из топлива

В отличие от большинства боевых истребителей, штурмовиков и бомбардировщиков, некоторые самолеты в истории мировой авиации были способны отправляться на боевое задание исключительно после дозаправки в воздухе.

С американским разведывательным самолетом SR-71 вообще связаны десятки историй про спорные технические решения, благодаря которым самолет вообще оказался способен летать. Одним из наиболее интересных решений является схема «выхода» машины

Синоптики объявили о режиме «черного неба в Красноярске с семи вечера 2 февраля до того же часа 5 февраля, сказано в сообщении Среднесибирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Отмечается, что погодные условия в городе не помогают рассеиванию частиц смога и вредных выбросов. В частности, в Красноярске высокая влажность воздуха и нет ветра.

В данный момент, загрязнение воздуха достигло значительной степени, но как «высокое» или «экстремально высокое» не оценивается.

на маршрут.

Из-за особенностей конструкции сотрудники технических служб не могли заправлять SR-71 «под завязку» еще на аэродроме. Нехитрую процедуру заправки во время подготовки к вылету пришлось срочно перестраивать из-за стыков в кессон-баках, имевших небольшие зазоры. Через не совсем герметичные стыки часть топлива просто вытекала и образовывала приличных размеров лужу прямо под самолетом.

Изящным решением окончательно утвержденную схему полета назвать нельзя — разведывательный самолет заправляли минимальным количеством топлива и отправляли на взлетно-посадочную полосу. После энергичного спринта до сверхзвуковых скоростей титановые панели, из которых был собран SR-71, расширялись при нагреве корпуса почти до 300 градусов, и все небольшие протечки чудесным образом устранялись.

После этого на высоте в 7500 метров в дело включался топливозаправщик KC-135 — через специальную топливную магистраль под высоким давлением с борта летающего танкера в баки SR-71 подавалось топливо, необходимое для выполнения полета. Высокое давление при подаче топлива всегда было связано с большим расходом авиационных двигателей и стремлением перекачать как можно больше горючего за как можно меньший отрезок времени.

Авиационные инженеры отмечают, что SR-71 из-за повышенного расхода двигателей часто называли «летающий бензобак» — специально для быстрой заправки было модифицировано и топливное оборудование, способное «перегнать» топливо в баки SR-71, емкость которых составляла более 46 тыс. килограммов.

Благодаря высокому расходу топлива и его повсеместному использованию за «Черным дроздом» закрепилось и другое прозвище — «самолет, состоящий из топлива» или «Fuel jet» . Помимо энергии, необходимой для движения, топливо служило своеобразной заправкой для авиационного кондиционера — постоянная циркуляция горючего между баками и фюзеляжем самолета позволяла через специальный теплообменник охлаждать не только корпус самолета, но и создавать комфортные условия для работы экипажа.

У всех по-разному

В отличие от отечественной единой системы дозаправки топливом в воздухе американские летчики используют другой механизм передачи топлива с борта на борт. Главное отличие, которое можно обнаружить невооруженным взглядом, это тип устройства, с помощью которого истребители, штурмовики и бомбардировщики получают топливо в воздухе. Большинство воздушных судов дозаправляются через специальный стыковочный узел в верхней части фюзеляжа, а для подачи топлива по такой схеме используется жесткая телескопическая заправочная штанга.

«Конструкция штанги позволяет обеспечить более высокую пропускную способность магистрали. Как результат — время заправки сокращается до нескольких минут», — отметил в интервью телеканалу «Звезда» военный эксперт Михаил Лапиков.

Вместе с жесткой заправочной штангой в США широко используются и гибкие заправочные шланги с конусами — практически точно такие же, как и на российских самолетах-заправщиках.

При этом типы узлов для заправки у самолетов различных типов отличаются — большинство истребителей, таких как F-15, F-16, F-22, F-35 и В2 получают топливо «сверху», в то время как самолеты штурмовой авиации А-10 и бомбардировщики B1B заправляются через систему, расположенную в носовой части, а борты ДРЛО имеют специальный стыковочный узел прямо над пилотской кабиной.

Военный эксперт Центра Анализа Стратегий и Технологий (ЦАСТ) Михаил Барабанов отметил, что тип дозаправки напрямую зависит от принадлежности воздушных судов к определенным родам войск.

«Жесткую штангу обычно используют военно-воздушные силы. В большинстве случае это требуется для наиболее быстрой заправки. Шланги, по большей части, использует авиация ВМС и самолеты морской пехоты», — отметил Барабанов.

В такой системе есть и недостатки — в случае возникновения нештатной или аварийной ситуации самолет-заправщик может резко изменить направление полета и «потянуть» за собой истребитель. Вполне вероятно, что на такой случай предусмотрены системы защиты, отсоединяющие заправочную штангу от горловины истребителя, однако какими будут повреждения самолетов авиационные эксперты предсказать не берутся.

В отличие от жесткой штанги — самое страшное из того, что может случиться с гибким шлангом подачи топлива, — это обрыв конуса и некоторое количество зря потраченного керосина, да выговор от командования за испорченное оборудование.

Отечественные истребители, включая всю линейку самолетов четвертого поколения Су и МиГ, оснащены носовыми выдвижными штангами дозаправки. Узлами приема топлива оснащены и самолеты стратегической авиации — Ту-95МС имеет стационарную носовую штангу, а ракетоносец Ту-160 оснащен выдвижной топливоприемником, расположенным практически прямо перед остеклением кабины.

Автомат всему голова

Долгие годы разработчики таких систем бьются над прорывным решением и пытаются совершить главное — исключить человека из процесса дозаправки, полностью доверив дело машине. У такой системы есть несколько очевидных плюсов. Главный из них — вынос за скобки топливного уравнения человеческого фактора и повышение безопасности процедур. Эксперты отмечают, что будущее систем заправки — за полностью автоматическими станциями, способными синхронизировать БЦВМ истребителя или штурмовика с танкером и принимающими управление истребителем на время заправки «на себя». По мнению военного эксперта Сергея Иванова, процесс дозаправки в воздухе связан с различными факторами, которые автоматике контролировать гораздо проще.

«Идеальная система в этом отношении должна работать следующим образом — при сближении истребителя с заправщиком летчик и оператор станции синхронизируют работу бортовых компьютеров и дальше просто наблюдают. Никакого вмешательства со стороны. По окончании процесса система выдает звуковое и световое уведомление о завершении и формирует отчет о том, сколько топлива отдано, после чего предлагает летчику взять управление обратно», — отметил эксперт.

Наибольшую выгоду от таких систем, вне всякого сомнения, получат сами летчики — и без того тяжелый процесс пилотирования истребителей или ракетоносцев может стать гораздо проще. Летчика не придется учитывать массу показаний бортовых систем, включая скорость и другие параметры. Вместо этого можно откинуться в кресло и на несколько минут перевести дух, разминая уставшие за время длительного полета руки и ноги.

Полностью отдавать управление в руки автоматики, по мнению специалистов, военные не станут на протяжении следующих 5-10 лет, однако появление таких систем лишь вопрос времени. Первый шаг на пути к полностью безопасной дозаправке в воздухе уже сделан — модернизированные воздушные танкеры Ил-78-2 оснастят системой управления сближением с получающими топливо самолетами. За их маневрированием и стыковкой приемных устройств со шлангом танкера пилоты заправщиков смогут следить на специальном экране.

После ввода в строй значительно возрастет и производительность воздушных судов этого типа — в отличие от танкеров предыдущего поколения, цистерны Ил-78-2 вмещают уже до 118 тонн топлива. По оценкам экспертов, новые самолеты-заправщики останутся в строю на ближайшие 40 лет, а на их базе при соответствующем уровне аппаратных и программных решений, в течение следующих нескольких лет можно начать эксперименты с полностью автоматическими системами заправками.

С самого начала использования аэропланов возникло желание расширить их радиус действия за счёт передачи топлива в воздухе. Ещё в 1912 году были осуществлены первые попытки передать с одного самолёта на другой канистры с топливом. Ввиду высокой опасности и сложности манёвров, данный способ передачи топлива развития не получил.



Первые попытки передать топливо при помощи шланга с одного гидросамолёта на другой были произведены английскими военноморскими летчиками в 1917 году. Успешные попытки такого рода были осуществлены в 1920-х годах. В простейшем случае два медленно летящих самолета соединялись шлангом, по которому в заправляемый самолёт топливо перетекало под действием силы тяжести. Впоследствии топливо стали ускорять при помощи насосов.


Первые дозаправки в полёте при выполнении боевого задания были произведены во время Корейской войны в ВВС США.
Значение и применение
В настоящее время дозаправка топливом в воздухе применяется только на военных и военно-транспортных машинах.

Дозаправка топливом в воздухе позволяет существенно продлить время пребывания в воздухе и в некоторых случаях обеспечить самолёту неограниченную дальность полёта.
Ввиду того, что максимальная взлётная масса самолёта ниже массы, которой он может обладать, набрав необходимую скорость и высоту, применение дозаправки в воздухе даёт самолёту возможность взлететь с минимальным количеством топлива и с максимальным количеством полезного груза, и впоследствии, набрав высоту и скорость, получить недостающее топливо в полёте.
Системы дозаправки в воздухе
Шланг
Для заправки при помощи шланга, самолёт-заправщик комплектуется одной или несколькими подвесными заправочными установками, расположенными на максимально возможном удалении друг от друга. Как правило, два из них находятся под крыльями, за мотогондолами двигателей, а третий размещён в хвостовой части фюзеляжа. Каждая заправочная установка оснащена гибким шлангом длинной в несколько десятков метров. На конце шланга имеется так называемый конус или буй, внешне напоминающий волан, в основании которого находится вентиль, запирающий просвет шланга.

Заправляемый летательный аппарат в свою очередь оборудован приёмной штангой, которая в целях улучшения аэродинамики аппарата может быть сделана убирающейся в корпус.
Процесс заправки происходит следующим образом. Танкер разматывает шланг и конус под напором воздуха расправляется из сложенного положения в своё рабочее состояние. Оба летательных аппарата сближаются друг с другом, причём заправщик летит прямо, с постоянной скоростью и неизменной высотой, а заправляемый занимает позицию сзади и немного снизу от танкера. Уравняв скорости и высоту пилот заправляемой машины, маневрирует таким образом, чтобы попасть заправочной штангой в неуправляемый конус. После установления соединения, вентиль открывается и топливо поступает в баки заправляемого ЛА. По окончании заправки пилот уменьшает скорость и машины разъединяются.

Для облегчения навигации, стыковки и управления заправкой, самолёты заправщики зачастую оборудованы световой сигнализацией.
Данным способом можно заправлять как самолёты, так и вертолёты. В свою очередь, из-за компактности заправочных установок заправщиком может выступать и достаточно небольшой самолёт, например, палубный. Скорость перекачки топлива в современных заправочных установках достигает 1500 литров в минуту.
Штанга
Данный способ осуществляется при помощи самолётов-заправщиков, оборудованный заправочными штангами. Штанга представляет собой телескопическую трубу длиной около 20 метров, закреплённую в хвостовой части заправщика. На штанге расположены маленькие крылышки, благодаря которым штанга в выпущенном состоянии, с одной стороны, не изменяет центровки танкера, а с другой стороны, может перемещаться в пространстве.
Процесс заправки сходен с заправкой при помощи шланга, но есть и некоторые существенные отличия. Самолёты сближаются и выравнивают скорости. Заправляемый самолёт занимает позицию снизу и немного сзади заправщика. Затем оператор заправочной станции, управляя крылышками на штанге, стыкует её с заправочной горловиной, которая расположена, как правило, за кабиной пилотов. После стыковки топливо под давлением подаётся в баки заправляемого самолёта.
Для облегчения навигации в тёмное время суток, современные танкеры имеют систему, подсвечивающую область под собой, за исключением того места, которое должен занять заправляемый самолёт. Таким образом, пилоту необходимо держаться в затемнённой области под заправщиком.
Ввиду того, что штанга достаточно велика, её устанавливают только на крупные самолёты-заправщики. Современные заправочные установки позволяют перекачивать топливо со скоростью до 4500 литров в минуту. Поскольку такая скорость в целом велика, при помощи штанги заправляют не только лёгкие самолёты, но и бомбардировщики, транспортные самолёты или другие самолёты-заправщики.
Крыло — крыло
Метод схожий с дозаправкой при помощи традиционного шланга. Основное отличие заключается в том что танкер выпускает шланг из заправочной установки, расположенной на законцовке крыла. В свою очередь заправляемый самолёт маневрирует таким образом, чтобы попасть заправочной штангой, также расположенной на закоцовке крыла, в конус.
Данный способ заправки использовался только на советских бомбардировщиках Ту-16 и Ту-4. При этом танкером могла выступать только модификация Ту-16-З.
Самолёты-заправщики
Самолёты-заправщики, как правило, не разрабатываются сами по себе, а являются переделанными пассажирскими или транспортными самолётами. Так, например, самолёт-заправщик Ил-78М является переделанным военно-транспортным Ил-76МД, на котором не устанавливается десантное и транспортное оборудование, отсутствует задний грузовой люк, установлены два дополнительных топливных бака в фюзеляже и три подвесных агрегата заправки, а место стрелка кормовой пушечной установки переоборудовано в место оператора заправки.
В тех случаях, когда применение транспортных и пассажирских самолётов невозможно, в качестве самолетов-заправщиков используют другие типы самолётов. Например палубный самолёт-заправщик KS-3A является модификацией палубного противолодочного самолёта S-3 «Викинг».
Иногда в заправщики переделывают устаревшие бомбардировщики, тем самым продляя им срок существования и экономя на постройке новых самолётов — так, в заправщики переделывались британский Handley Page Victor и советский М-4.
В ряде случаев самолёт может быть воздушным танкером без изменения своих основных функций. Так например фронтовой Су-24 изначально оборудован заправочным устройством, а на Су-33 заправочный агрегат может подвешиватся опционально.
На самолётах советского/российского производства применяется только система заправки при помощи шланга. В то время как самолёты-заправщики стран НАТО, как правило, располагают обеими системами одновременно. Исключением являются только палубные самолёты, на которых применение штанги невозможно.
В настоящее время на вооружении ВВС России имеются только три самолёта, способных служить танкером для дозаправки других самолетов в воздухе: самолёт-заправщик Ил-78, фронтовой бомбардировщик Су-24 и палубный истребитель Су-33.
Некоторые факты
С 26 февраля по 3 марта 1949 года американский самолет B-50 совершил первый в мире беспосадочный кругосветный перелет, занявший 94 часа 1 минуту. Это стало возможным благодаря трем дозаправкам в воздухе.
Особенностью американского самолёта-разведчика SR-71 Blackbird является то, что топливо охлаждает обшивку, температура которой в полёте в некотрых местах может достигать 430 °C. Ввиду этого при более низкой температуре обшивка имеет щели, через которые топливо вытекает на взлётную полосу. Поэтому стандартная процедура использования этого самолёта — заправка небольшого количества топлива, взлёт и разогрев обшивки до рабочих температур из-за трения о воздух (при этом обшивка расширяется и щели исчезают), дозаправка в воздухе и полёт на задание.
Американский самолёт-заправщик КС-10, обладающий помимо дополнительных топливных баков грузовой кабиной, способен перевозить до 77 тонн груза.
В настоящее время разрабатываются системы, которые позволят не только заправлять самолёт в воздухе, но и пополнять его боезапас.

В воздухе — трюкачи

Уже на заре авиации лётчики начали думать, как бы решить крайне насущную проблему дозаправки. Научить самолёты летать получилось достаточно быстро, всего за несколько лет — был бы мотор хороший.

Но вот беда — мощные моторы стремительно пожирали топливо. А хотелось летать дольше!

Карикатура в журнале «Панч», 1909 год

Что же делать?

В 1921 году три храбреца — Уэсли «Уэс» Мей, Фрэнк Хоукс и Эрл Доэрти — придумали простой и надёжный план.

Уэс вверх ногами

Первым делом Уэс должен был закрепить на спине прямоугольную канистру с бензином на пять галлонов (чуть меньше 19 литров). Затем сесть на место пассажира в биплане Lincoln Standard к Хоуксу, и вдвоём они бы взлетели. Доэрти в это время поднялся бы в воздух на своём Curtiss Jenny.

Затем, на высоте порядка 300 метров, Фрэнк аккуратно подвёл бы свой аэроплан к машине Эрла. Уэсу надо было вылезти на крыло и продвигаться по нему, в то время как Эрл удерживал бы Curtiss рядом и чуть выше. Затем Уэсли должен был ухватиться за левое крыло самолёта Доэрти. Если бы всё прошло удачно, отважный «курьер» подтянулся бы, ухватился за растяжки и добрался до кабины, после чего машины аккуратно разошлись бы. Топливо с самолёта на самолёт было бы доставлено!

А дальше остались бы «сущие пустяки»: отвинтить крышку бензобака, пристроить канистру и перелить горючее.

И вот — 12 ноября 1921 года.

Уэс Мей был опытным воздушным трюкачом. Поэтому «дозаправка» прошла практически идеально. Одно «но»: пришлось потратить больше времени, чем было запланировано.

Смертельный номер — первая дозаправка в мире!

Кстати, первый официальный патент на дозаправку получил в том же 1921 году русский эмигрант Александр Прокофьев-Северский, отважный пилот и конструктор. А ещё — один из вероятных прототипов «русского лётчика без ноги», чьим подвигом вдохновлялся герой «Повести о настоящем человеке».

Александр Прокофьев-Северский

Однако перетаскивание топлива «на горбу» было довольно опасным делом, поэтому на самолёт решили поставить шланг для перекачки горючего. Как только шланг отсоединят после дозаправки — клапан «обрежет» подачу топлива.

Дозаправка «по-настоящему»

Двадцатого апреля 1923 года в Калифорнии в воздух поднялись два бомбардировщика DH-4B — заслуженные «рабочие лошадки» конца Первой мировой войны. На «танкере» был пятнадцатиметровый шланг. Первая «сцепка» продолжалась сорок минут — но топливо пока не качали.

На ту же тему Москва — Северный Полюс — США: первый беспосадочный трансполярный перелёт

Однако уже 27 июня виднейший лётчик майор Генри Арнольд послал машины бить рекорды. В кабине принимающего биплана сидели первые лейтенанты Лоуэлл Смит и Джон Рихтер. В другом самолёте находились Вирджил Хайн и Фрэнк Сейферт.

Хайн поставил «танкер» выше ведомого, а Фрэнк аккуратно спустил шланг по ветру. Теперь с пассажирского сидения второго биплана надо было поймать шланг руками и закрепить — что и сделал Рихтер.

Мечта пилотов всего мира сбылась: первая дозаправка в воздухе состоялась!

Но после двух дозаправок лётчикам всё же пришлось приземлиться. Полёт продолжался шесть часов 38 минут.

Первая в мире дозаправка шлангом

Двадцать седьмого августа «танкеров» было уже два и работали они попеременно. Смит и Рихтер продержались в воздухе рекордные 37 часов 15 минут — больше полутора суток в воздухе! Заодно они пролетели свыше трёх тысяч миль.

«Знак вопроса» — неделя в воздухе

Почти 90 лет назад, 1 января 1929 года, в полёт отправился «Знак вопроса». Это был специально модифицированный «Фоккер Тримотор» — цельнометаллический моноплан с тремя моторами, один из наиболее надёжных самолетов эпохи.

«Знак вопроса»

Экипаж — сплошь будущие легенды авиации Штатов. Карл Спаатц, Айра Икер и Элвуд Кесада позже стали генералами ВВС, Гарри Галверсон лично вёл бомбардировщики на румынские нефтепромыслы, а бортмеханик Рой Ху (Hooe) заслужил место в Зале славы ассоциации воздушных заправщиков и транспортных самолётов.

Слева направо — Спаатц, Икер, Халверсон, Кесада, Ху

Экипаж постоянно спрашивали: «А как долго вы будете летать?». Они отвечали: «В этом-то и вопрос». Так самолёт получил своё прозвище.

Чтобы уберечь шланг от пропеллеров, люк приёма топлива поставили за крылом. Через этот же люк по веревке экипаж в полёте получал еду, включая цыплят и мороженое. Им даже привезли портативную ванну!

Ху лично следил за установкой системы дозаправки, разработал систему дистанционной смазки моторов и продумал, как ему лазить с надетым парашютом по внутренностям самолёта для мелкого ремонта.

Техника дозаправки выглядела простой, а вот исполнение…

«Танкер» заходил сзади, а потом аккуратно, на скорости 80 миль в час, выходил вперёд и поднимался на девять метров. Спаатц в дождевике, маске и очках высовывался в люк, хватал руками в перчатках проволоку, заземлял её (чтобы не ударило статическим электричеством), подтягивал и вставлял шланг.

При одной из дозаправок Спаатца обдало бензином с ног до головы.

Отважный лётчик спокойно промыл глаза, кожу и в следующий раз вылез голым — только в парашютной «сбруе».

Всего за полёт он трижды «искупался» в топливе.

Седьмого января у «Знака вопроса» отказал левый мотор. Пришлось садиться.

С первого по седьмое января 1929 года экипаж сделал сорок три дозаправки, днём и ночью, и налетал 150 часов сорок минут — почти неделю в воздухе! Все члены экипажа получили Кресты за лётные заслуги.

Советские бензиновозы

Тем временем в далёком СССР тоже хотели летать далеко и долго.

Проект дозаправки ТБ-1 с «бензиновоза» Р-5 На ту же тему Сигизмунд Леваневский: неудачливый герой советского Интербеллума

Во второй половине декабря 1929 года военный инженер с простой фамилией Запакованный поставил на легкий самолёт Р-1 барабан вместо турели с пулемётом. На барабан намотали тридцатиметровый шланг. Вращаем турель — выпускаем или втягиваем шланг. У наконечника шланга — гиря в 3,5 кило.

Сначала техники из кабины лётчика-наблюдателя тренировались ловить веревку с грузом. Потом дело дошло и до шланга. И наконец, 29 августа 1930 года с одного Р-1 на другой впервые успешно перелили… воду. А затем и бензин.

Начало было положено. Так благодаря отваге нескольких смельчаков авиация получила «бесконечное топливо».

Воздушно-капельным путем

Израильская компания Bedek, подразделение Israel Aerospace Industries, приступила к разработке новой системы дозаправки в воздухе, которая должна будет заменить привычную штангу. Новая система позволит летающим танкерам производить безопасную дозаправку одновременно трех самолетов; ее планируется устанавливать на конвертируемые в заправщики пассажирские лайнеры. «Лента.ру» решила вспомнить историю дозаправки летательных аппаратов в воздухе и подготовила обзор существующих сегодня систем.

Без посадки

Идея о возможности беспосадочной дозаправки самолетов возникла вскоре после первого полета братьев Райт, состоявшегося в 1903 году. Тем самым авиастроители и летчики рассчитывали значительно увеличить дальность и продолжительность полета самолетов. Первые попытки передачи топлива с одного летательного аппарата на другой были предприняты еще в 1912 году — в воздухе самолеты максимально сближались, а горючее и моторное масло передавались в канистрах из рук в руки людьми, стоявшими на крыльях (либо переносились из самолета в самолет одним человеком). Этот способ так и не получил широкого распространения из-за опасности и сложности.

В конце 1910-х годов была предложена система дозаправки по шлангу, а первое ее испытание состоялось в 1923 году. 27 июня 1923 года во время полета бипланов Airco DH.4B с одного из них был спущен шланг, конец которого пилот второго самолета вставил в горловину топливного бака. Горючее подавалось из специального бака, установленного на самолете-доноре, самотеком. Апробированная технология была признана удачной, и уже через два месяца состоялись ее более серьезные испытания, в которых приняли участие три самолета DH.4B Воздушной службы Армии США (с 1947 года — ВВС США): два — в роли танкеров и один — в роли реципиента.

Испытание состоялось 27-28 августа 1923 года. В общей сложности было произведено девять дозаправок без посадки самолета-реципиента, который благодаря этому провел в воздухе один день, 13 часов и 15 минут. Это был первый в истории продолжительный беспосадочный полет, совершенный при помощи дозаправки. В ходе девяти дозаправок на самолет-реципиент было передано 2,6 тысячи литров топлива и 140 литров моторного масла. Правда, хотя сама по себе система передачи топлива и была признана полезной, она не была эффективной — топливо нередко проливалось.

К концу 1920-х годов дозаправка в воздухе производилась уже довольно часто, однако еще не использовалась как средство, позволяющее увеличить боевую дальность самолетов. В 1929 году рекорды продолжительности полета самолетов с использованием дозаправки ставились практически ежемесячно. Например, в январе 1929 года американский самолет Atlantic-Fokker C2A провел в полете шесть дней, 15 часов и 40 минут. В июле этого же года американский Curtiss Robin совершил полет продолжительностью 17 дней, 12 часов и 17 минут.

Во всех этих полетах использовалась система дозаправки, предложенная еще в 1910-х годах — шланг и топливо, текущее по нему под действием силы тяжести. В 1935 году американские военные летчики братья Эл и Фред Ки изобрели и испытали приемную горловину топливного бака, позволявшую избежать протечек. Испытательный полет этой горловины с множеством дозаправок состоялся 4 июня — 1 июля 1935 года; его продолжительность составила 27 дней, пять часов и 34 минуты. В испытаниях также участвовал самолет Curtiss Robin.

Несмотря на активное освоение технологии дозаправки самолетов в воздухе, практического применения она по-прежнему не находила. Однако сама идея активно распространялась в Европе; в частности, французские летчики проводили испытания собственных систем дозаправки, которые, впрочем, на вооружение приняты не были. В 1940-х годах в Германии разрабатывался дальний бомбардировщик Me.264. Благодаря применению на нем системы дозаправки планировалось достичь межконтинентальной дальности полета. Проект так и не был реализован; в 1944 программа Me.264 была закрыта.

Последний рекорд продолжительности полета при использовании дозаправки в воздухе был поставлен в США в 1949 году. Взлетевший 24 августа с аэродрома в Юме самолет Aeronca Sedan совершил посадку там же только 10 октября; все это время он кружил, не покидая границ штата Аризона. Продолжительность беспосадочного полета составила 46 дней и 20 часов. Однако следует отметить, что это был не последний рекордный полет самолета с использованием дозаправки. В 1959 году Cessna 172 провела в воздухе 64 дня, 22 часа и 19 минут, но дозаправлялась она в полете от грузовика на земле, следуя за ним на минимальной скорости (скорость сваливания для самолета этого типа составляет 87 километров в час).

К началу 1950-х годов для ускорения подачи топлива по шлангу уже широко использовались насосы. Впервые дозаправкой в воздухе для увеличения боевого радиуса самолетов военные воспользовались в 1951 году во время Корейской войны 1950-1953 годов. В воздухе дозаправлялись истребители-бомбардировщики Thunderjet, совершавшие вылеты с аэродромов в Японии. В роли танкеров выступали бомбардировщики B-29 Superfortress.

Сегодня дозаправка в воздухе используется как средство для увеличения не только боевого радиуса военных самолетов, но и их боевой нагрузки. Дело в том, что максимальная взлетная масса самолета заметно меньше массы, которой он может обладать в воздухе на крейсерской скорости и высоте. Для преодоления этого ограничения истребители взлетают с предельной боевой нагрузкой, но с минимальным количеством топлива в баках (при этом максимальная взлетная масса не превышается). После набора высоты и скорости боевые самолеты дозаправляются и уходят на выполнение задания.

«Шланг-конус»

Всего в ходе развития методов дозаправки летательных аппаратов в воздухе было предложено несколько оригинальных способов, включая передачу топлива в канистрах из рук в руки и перекидывание шланга из самолета в самолет. Для развития технологий воздушной дозаправки британский авиаконструктор Алан Кобэм (Alan Cobham) создал в 1934 году компанию Flight Refueling. Изначально она занималась разработкой систем дозаправки для пассажирских самолетов, которые должны были совершать трансатлантические перелеты. Но затем технологией заинтересовались американские военные.

В 1935 году авиаконструктор предложил систему относительно безопасного соединения самолетов топливным шлангом. Эту технологию в том же году испытали летчики Авиационной службы Армии США, планируя впоследствии использовать ее для увеличения продолжительности полета боевых самолетов.

Суть системы Кобэма заключалась в том, что самолет-реципиент в полете выпускал стальной трос с петлей на конце, соединенный со шлангом. Самолет-заправщик при сближении специальным крюком на тросе цеплял трос самолета-реципиента и затягивал шланг в заправочное отделение у себя в фюзеляже. По окончании заправки самолет-реципиент втягивал трос и шланг обратно. При испытании системы в 1935 году самолетом-заправщиком выступил пассажирский биплан Handley Page W.10, а реципиентом — модифицированный Airspeed Courier.

В 1949 году американский бомбардировщик B-50 Superfortress из 43-й бомбардировочной эскадрильи совершил кругосветный полет, дозаправившись трижды. При дозаправке использовалась именно кабельная система перехвата топливного шланга. Продолжительность полета составила три дня, 22 часа и одну минуту. В роли самолета-заправщика выступали модифицированные самолеты KB-29M из 43-й авиационной заправочной эскадрильи. Этим испытанием была доказана практическая ценность воздушной дозаправки для военных.

В начале 1949 года компания Кобэма представила новую систему дозаправки, сегодня известную под названием «шланг-конус». Ее испытания в августе того же года провели Королевские ВВС Великобритании. Для испытаний использовался оснащенный шлангом бомбардировщик Avro Lancaster и реактивный истребитель Gloster Meteor с приемной штангой в носовой части. Самолет-реципиент дозаправлялся десять раз, получив 10,7 тысячи литров горючего. Meteor провел в воздухе 12 часов и три минуты.

Первая система «шланг-конус» представляла собой выпускаемый гибкий шланг длиной около 30 метров с аэродинамическим конусом на конце, по виду напоминающим волан. Принцип работы системы заключался в том, что после выпуска шланга самолет-реципиент выравнивал свою скорость по отношению к летающему танкеру, а затем, осторожно маневрируя, вводил приемную штангу в конус. Соединение производилось при помощи магнитов. После соединения оператор включал насос, и топливо начинало перекачиваться (в первой версии — под действием силы тяжести, а во второй — при помощи электромотора). При помощи насоса скорость подачи топлива достигала 910 килограммов в минуту.

Система «шланг-конус» используется и сегодня, а в ВВС России она является единственной системой дозаправки в воздухе. По сравнению с первой версией она претерпела некоторые изменения. В частности, теперь для соединения конуса и приемной штанги используются электромагниты (после дозаправки они разъединяются силой натяжения шланга при сбросе скорости самолетом-реципиентом). Для подачи топлива применяются более мощные и эффективные насосы. Например, агрегат заправки ПАЗ-1М самолета-заправщика Ил-78М способен перекачивать до 2,3 тонны топлива в минуту, а УПАЗ-1 — до 1,7 тонны. Один Ил-78М может вести одновременную дозаправку трех самолетов.

Следует отметить, что сегодня самолеты-заправщики не проектируются как самостоятельный класс летательных аппаратов; они создаются на базе уже существующих пассажирских лайнеров, военно-транспортных или боевых самолетов. Так, Ил-78М ВВС России разработан на базе военно-транспортного Ил-76МД, американский KC-135 Stratotanker — на базе пассажирского Boeing 707, а KS-3A — на основе палубного противолодочного самолета S-3 Viking. При этом в роли заправщиков могут выступать и боевые самолеты без утери основных функций.

В частности, вести дозаправку других самолетов в воздухе могут американские F/A-18 Hornet/Super Hornet, российские Су-24, Су-33, МиГ-29К и МиГ-35. Для этих целей на российских самолетах, например, используются модифицированные заправочные агрегаты УПАЗ-1 или ПАЗ-1, устанавливаемые опционально. Для палубной авиации такое решение является наиболее приемлемым и дешевым, поскольку специально разрабатывать палубную версию самолета-заправщика было бы дорого. «Дружеская» заправка (buddy refueling в английской терминологии), скажем, МиГ-29К такого же МиГ-29К позволяет существенно увеличить боевой радиус реципиента.

«Крыло-крыло» и штанга

Параллельно с изобретением системы «шланг-конус» велось создание и другой системы дозаправки. В конце 1940-х годов начальник Стратегического командования ВВС США Кертис Лемей заказал американской компании Boeing разработку системы дозаправки, которая бы позволяла передавать топливо на скорости значительно большей, чем по шлангу с применением насоса. Компания предложила военным жесткую топливную штангу, которая бы устанавливалась в кормовой части самолета и могла бы подавать топливо под большим давлением.

Первые такие системы были установлены на бомбардировщики B-29 в 1950-1951 годах. В общей сложности Boeing конвертировала в самолеты-заправщики KB-29P (оснащались штангой) 116 бомбардировщиков. Параллельно с разработкой нового заправочного агрегата Boeing вела и проектирование первого в мире серийного самолета-заправщика KC-97 Stratotanker; он создавался на базе военно-транспортного C-97 Stratofreighter. KC-97 поступил на вооружение в 1950 году. Позднее его постепенно заменили новые KC-135.

Заправочная штанга представляет собой телескопическую жесткую трубу, оснащенную небольшими крыльями на конце. Эти крылья используются оператором для контроля положения штанги. Устройство устанавливается в хвостовой части танкера и может использоваться для одновременной дозаправки только одного самолета. При использовании этого метода реципиент занимает место под самолетом-заправщиком, выполняя команды оператора. Затем уже оператор-заправщик, управляя крыльями на штанге, подводит ее к приемной горловине заправляемого самолета и стыкует их.

Современные системы дозаправки по штанге, длина которой составляет около 20 метров, способны подавать топливо со скоростью до 4,5 тонны в минуту. Такими системами комплектуются западные самолеты-заправщики KC-135, A330MRTT или KC-767MMTT. Поскольку по штанге можно передать больше топлива за короткое время, такие системы применяются для дозаправки не только истребителей, но и транспортных самолетов или бомбардировщиков. Для дозаправки самолетов со штангами-приемниками для топливных штанг танкеров используются специальные переходники типа «шланг-конус». На ряде самолетов, включая KC-767MMTT и A330MRTT, одновременно используются штанга и «шланг-конус». Агрегаты последнего устанавливаются под консолями крыла чуть в стороне от двигателей.

Между тем, пока ВВС США в 1950-х годах осваивали дозаправку по штанге, советские летчики-испытатели Игорь Шелест и Виктор Васянин предложили другую оригинальную систему дозаправки, получившую название «крыло-крыло». Она была испытана в 1951 году на бомбардировщиках Ту-4 и вскоре поступила на вооружение. Суть системы заключается в том, что из законцовки крыла самолета-заправщика выпускается трос со стабилизирующим парашютом. Второй самолет должен был штангой на законцовке своего крыла зацепить трос, после чего оператор заправки тянул трос и вытягивал из самолета-реципиента топливный шланг. Последний, достигнув крыла заправщика, стыковался с агрегатом подачи топлива.

Позднее такая система устанавливалась на бомбардировщики Ту-16, но была несколько изменена. Теперь уже самолет-реципиент выпускал топливный шланг со стабилизирующим парашютом, а самолет-заправщик должен был специальной штангой с крюком на законцовке крыла зацеплять его и подтягивать к заправочному агрегату. Использование системы «крыло-крыло» прекратилось в 1960-х годах, уступив место более удобной «шланг-конус».

Управляемая аэродинамическая плоскость

В январе 2014 года израильская компания Bedek, подразделение Israel Aerospace Industries, объявила о проектировании новой системы дозаправки в воздухе. Предполагается, что она заменит стандартную штангу и будет использоваться для одновременной дозаправки трех истребителей. По словам вице-президента Bedek по маркетингу и развитию бизнеса Джека Гейбера, проектом предполагается замена топливной штанги гибкими шлангами, на концах которых будут расположены аэродинамические поверхности, «подобные маленьким беспилотным летательным аппаратам».

Управление каждым из аппаратов будет производиться оператором заправки дистанционно по проводу. Подробности относительно перспективной системы Гейбер уточнять не стал. Предположительно, при выпуске гибких шлангов беспилотники будут разводить их по сторонам. Управляя аппаратами, оператор сможет производить подключение топливной магистрали заправщика к приемным штангам истребителей-реципиентов. В перспективе Bedek планирует устанавливать такие системы на летающие танкеры, конвертируемые из пассажирских лайнеров.

Все о дозаправке самолета в воздухе

Первые самолеты проводили полеты короткое время, так как у них быстро заканчивалось топливо. Чтобы самолет мог долго лететь без спуска для заправки, в 1917 году российский летчик-испытатель придумал рискованную систему дозаправки самолета топливом прямо в воздухе. Правда, есть информация, что раньше был способ передачи канистры с топливом с одного самолета на другой с помощью длинной веревки, но это был неудобный и опасный способ.

После чего российский летчик-испытатель упростил задачу, создав особый шланг, по которому лилось топливо с одного самолета на другой с помощью силы притяжения. То есть, самолет с бензином летел выше другого самолета, который требовалось заправить, при этом самолеты летели медленно. Перед этим шланг нужно было поймать и вручную вставить его конец в топливный бак. Тогда насосов, упрощающих дозаправку топливом, не было. Только к 1940 году шланг оснастили насосом, и дозаправка стала проходить быстрее. Благодаря дозаправке самолет может находиться в воздухе бесконечное время, конечно, если двигатель исправен и у пилота есть сменщик.

Первый длительный беспосадочный полет

Первый рекорд беспосадочного полета свыше 27 суток установили в 1935 году двое американских летчиков-братьев, которые еще и умудрялись прямо во время этого полета ремонтировать свой самолет. Об этих летчиках-братьях нужно рассказать подробнее. Именно они усовершенствовали систему дозаправки, установив на конце шланга особый клапан, который открывался при попадании в горлышко с топливным баком. Если шланг самопроизвольно вырывался из бака, то клапан на его конце автоматически закрывался, прекращая подачу топлива. После этого дозаправка самолета во время полета стала проходить безопаснее, а то раньше шланг нередко вылетал из бака, обливая топливом самолет, пилота, горячий двигатель, из-за этого мог возникнуть пожар.

Для того, чтобы успешно завершить свой экспериментальный полет, братья сделали особые подмостки вокруг двигателя, чтобы можно было прямо во время полета ремонтировать двигатель в случае его поломки. Но для этого братьям нужно было крепко держаться за подмостки, что не всегда было удобным и безопасным делом. Братья пошли на это дело ради спасения аэропорта, который хотели закрыть из-за нехватки финансов. После успешного беспосадочного полета аэропорт назвали именем братьев, он и до сих пор функционирует.

Настоящая система дозаправки

Вышеописанный способ дозаправки был неудобным, так как шланг часто вылетал из горлышка топливного бака, и пилоту приходилось его опять ловить и засовывать в бак. Чтобы пилоту было легче поймать шланг, на его конце устанавливали груз весом от 4 кг. Несмотря на это, все же с первого раза редко удавалось поймать шланг, да и его удерживать во время полета было очень нелегко. К тому же, груз мог ударить пилота по голове.

Английскому летчику Алану Кобэму в 1934 году удалось разработать новую систему дозаправки. У заправляемого самолета из отверстия на хвосте в нужное время выходил трос, на кончике которого были особые когти. На нижней части заправляющего самолета было установлено устройство, из которого вылетал гарпун с тросом. Во время полета заправляемый самолет должен был лететь чуть ниже самолета-заправщика, который в нужный момент делал меткий выстрел гарпуном в сторону троса от второго самолета.

После этого два троса с помощью специальных когтей и гарпуна крепко схватывались. Затем пилот заправляемого самолета наматывал трос в свою сторону, пока вместо троса не появлялся шланг. После чего шланг вставлялся в топливный бак. В случае удачной сцепки заправляющий поднимался чуть выше, чтобы топливо перетекло в заправляемый самолет. Когда заправка заканчивалась, то шланг разматывался, выпуская трос наружу и расцепляя гарпун от когтей.

Этот способ был удобен тем, что пилотам не нужно было рисковать, ловя вручную шланг. Англичане этот способ назвали «шланг-петля».

С крыла на крыло

С началом возникновения «холодной» войны, СССР озаботился разработкой более надежного способа дозаправки, чтобы увеличить время полетов военных самолетов. Двум советским летчикам-испытателям Шелесту и Васятину удалось придумать особую систему дозаправки под названием «с крыла на крыло», которая оказалась настолько удачной, что ее проводили на военных самолетах вплоть до 90-х годов. Кроме СССР ни одна страна не применяла эту систему, из-за ее рискованности.

Этот способ очень похож на предыдущий, но в этом случае два самолета должны лететь параллельно, на небольшом расстоянии друг от друга. Затем с крыла заправочного самолета выходил трос, который цеплялся за крыло заправляемого самолета. После этого второй самолет наматывал трос, чтобы из первого вытянуть заправочный шланг. После удачной операции начиналась перекачка топлива. Эта система использовалась только на самолетах ТУ-4 и ТУ-16. Примечательно, дозаправка топливом самолета ТУ-16 из-за его конструкции происходила куда проще.

Шланг-конус

Эта система дозаправки используется и до сих пор во всем мире, считается самой эффективной и безопасной.

Это действие должно происходить на постоянной высоте и скорости. Самолет-заправщик, которыми обычно становились самолеты, выходящие в резерв или бомбардировщики, летел впереди заправляемого самолета. Из отверстия заправочного самолета выходил заправочный шланг, на конце которого установлена особая конусообразная корзина. Заправляемый самолет, оснащенный специальным топливным приемником на крыле или носовой части, во время полета должен пристыковаться к этой корзине.

В наше время сцепка корзины и топливного приемника происходит с помощью электромагнитного замка, пилоту остается только попасть в неуправляемую конусообразную корзину, в этом ему помогает специальная радиотехническая навигационная система. Только после установки системы сцепления, оператор заправляемого самолета включает систему перекачки топлива. Когда перекачка топлива заканчивается, заправляемый самолет должен уменьшить собственную скорость, чтобы сила натяжения стала мощнее силы электромагнитного замка. После этого шланг с корзиной сматывается в заправляющий самолет.

Такой системой успешно заправляют не только самолеты, но и вертолеты. Если раньше заправщиком мог быть самолет, значительно превышающий размерами заправляемый самолет, то сейчас заправщиком может стать небольшой по габаритам самолет.

Штанга

Эта система дозаправки очень похожа на шланговую систему. Но здесь отличие в том, что вместо гибкого шланга заправляющие самолеты в хвостовой части оснащены заправочными складными штангами, внешне похожими на телескопическую трубу, на кончике которой установлены крылышки, помогающие оператору управлять штангой.

Во время дозаправки заправляющий самолет летит впереди, а заправляемый самолет чуть позади и пониже его. После того, как они уравняли скорость, оператор заправляющего самолета удлиняет штангу, стараясь попасть точно в заливную горловину заправляемого самолета. После успешной операции начинается перекачка топлива, которая происходит значительно быстрее, чем с помощью шланга. Поскольку штанга обладает длиной от 20 метров, его устанавливают только на больших самолетах.

Современная дозаправка со стороны выглядит эффектно, но этот процесс до сих пор остается опасным и рискованным, так как требует максимальной сосредоточенности пилотов, потому что их самолетам приходится сближаться на опасное расстояние до 20 метров. Система дозаправки выгодна самолетам, перегруженных боеприпасами. Как известно, чем легче масса самолета, тем безопаснее его взлет, поэтому в этом случае недоливают топливо в бак, учитывая будущую дозаправку в воздухе. Иногда систему дозаправки демонстрируют зрителям на авиашоу. Из-за сложности и рискованности, дозаправку применяют только на военных самолетах и вертолетах. На пассажирских самолетах дозаправку категорически запрещено применять.

Консоли крыла

Консоли крыла (см. рис. 18) состоят из каркаса, дюралевой и полотняной обшивок.

Каркас консолей. Каркас каждой консоли собран из двух лонжеронов 1 и 15 и девятнадцати нервюр, в число которых входят нормальные, силовые, баковые и три распорные. Каркас расчален шестью стальными ленточными расчалками 10, расположенными по диагонали между распорными нервюрами в двух плоскостях. В каждой консоли, в отсеке между лонжеронами и нервюрами № 5 и 8А размещен топливный бак. В лобовом отсеке левой консоли между нервюрами № 9 и 10 установлена фара, которая крепится на специальном лонжероне, изготовленном из материала Д16АТ толщиной 1 мм.

На левой же консоли у нервюры № 16 закреплен приемник воздушных давлений ПВД-6М. Он представляет собой стальную трубку размером 28×1 и длиной 340 мм, приваренную точечной сваркой к двум скобам, которые своими лапками приклепаны к элементам каркаса. На обеих консолях между нервюрами № 13 и 14 па переднем лонжероне установлены стальные узлы швартовки 5 самолета. На ободах законцовок консолей расположены аэронавигационные огни БАНО — 45.

На каждой консоли установлены три узла подвески элерона; корневой на нервюре № 8А, средний 11 на первой распорной нервюре между контурными нервюрами № 11 и 12, концевой 9 на третьей распорной нервюре между, контурными нервюрами № 17 и 18. Хвостики нервюр, начиная с № 8А , укорочены и образуют элеронный отсек.

Лонжероны консолей. Передний лонжерон консоли представляет собой клепаную балку переменного сечения, состоящую из стенки и двух полок. Стенка изготовлена из листового материала Д16АТ толщиной 1,5 мм и собрана из двух частей, склепанных между собой на участке между нервюрами № 11 и 12. Полки лонжерона между нервюрами № 5 и 12 (верхняя и нижняя) состоят из верхнего и нижнего поясов 20 и верхнего и нижнего угольников лонжеронов 18. Верхний пояс и верхний угольник лонжерона изготовлены из дюралевых профилей ПР С1650-4 и Пр 650-3, нижний угольник — из дюралевого профиля Пр 10С-15, нижний пояс представляет собой листовую накладку из материала Д16АТ толщиной 5 мм.

Между нервюрами № 12 и 17 полки лонжерона состоят из верхнего и нижнего угольников. От нервюры № 17 до 19 лонжерон представляет собой швеллер, изготовленный из листового материала Д16АМ толщиной 2 мм. Задний лонжерон швеллерного сечения изготовлен из листового материала Д16АМ толщиной 2,5 мм и состоит из двух частей, склепанных внахлестку между собой на участке между нервюрами № 14 и 15. Верхняя полка лонжерона до нервюры № 12 усилена уголком из дюралевого листа толщиной 3 мм. В стенке лонжерона у нервюры № 11 имеется вырез под угловую качалку управления элеронами. В корневой части переднего и заднего лонжеронов на болтах Ø 6 и 8 мм установлены штампованные из материала 30ХГСА узлы стыковки консолей с центропланом. На поясах переднего лонжерона и на стенке заднего лонжерона имеются упоры для фиксации распорных нервюр. Упоры закреплены совместно с ушками крепления ленточных расчалок.

В местах установки упоров стенка переднего лонжерона подкреплена вертикальными профилями, изготовленными из материала Д16АТ.

Нервюры консолей. Нормальные нервюры крыла с № 9 по № 19 (рис. 22) изготовлены из дюралюминия. Нервюры разрезные, со штампованными из листа толщиной 0,8 и 1,0 мм носками. Носки нервюр имеют отбортованные отверстия облегчения. Нервюры с № 9 по 18 — ферменной конструкции, изготовлены клепкой из профилей П-образного сечения с толщиной листа 0,5 мм. Нервюра № 19 имеет штампованные среднюю стенку и хвостик толщиной 0,8 мм.

Рис. 22 Нормальная нервюра консоли крыла.
1 – носок; 2 — передний лонжерон отъемной части крыла; 3 — верхний пояс нервюры; 4 – стойки; 5 — уголок крепления верхнего пояса к лонжерону; 6 — задний лонжерон консоли; 7 – раскосы; 8 — кница крепления нижнего пояса к лонжерону; 9 — нижний пояс нервюры.

Силовые нервюры № 5 и № 8А состоят из двух полок (верхней и нижней), изготовленных из профилей Г — образного сечения Д16Т Пр 100-3 и штампованной дюралевой стенки толщиной 0,8 мм.

Рис 23. Распорная нервюра консоли крыла.
1 — передний лонжерон консоли крыла; 2 — серьга крепления ленточных расчалок; 3 — упор; 4 — стенка лонжерона; 5 – кницы; 6 — нижний пояс нервюры; 7 – раскосы; 8 — задний лонжерон консоли крыла; 9 – упор; 10 – гайка; 11 – шайба; 12 — верхний пояс нервюры.

Нервюра № 7 в средней части изготовлена из профилей Z-образного сечения толщиной 0,8 мм и имеет вырез под установку топливного бака.

Таблица 5. Спецификация ленточных расчалок

Место установки № расчалки Длина, мм Количество на одну консоль
1-й крест между контурной нервюрой № 8А и распорной нервюрой №1 №7
2-й крест №6
3-й крест №6

Таблица 6. Сила натяжения ленточных расчалок

Расчалки Кресты расчалок
Нижний предел натяжения, кгс
Верхний предел натяжения, кгс

По нервюрам № 6 и 8 осуществлено крепление баков топливной системы: средние верхние части этих нервюр изготовлены из профилей П-образного сечения толщиной 0,8 мм. Бак подтягивается к этим профилям металлическими лентами, одни концы которых крепятся к профилям нервюр, а другие стягиваются с помощью тандеров. На поверхности П-образных профилей и лент, прилегающих к баку, наклеены полосы фетра, предохраняющие баки от потертостей.

Две распорные нервюры № 1 и № 2, расположенные между контурными нервюрами № 11 — 12 и № 14 — 15, ферменной конструкции и изготовлены из труб (рис 23). Пояса распорных нервюр № 1 и 2 изготовлены из трубы Д1Т размером 25×1, а раскосы всех нервюр — из труб Д1Т16×1. К поясам с раскосами приклепаны штампованные кницы толщиной 1,5 мм. В концы труб поясов вставлены точеные из материала Д16Т конусные или ушковые стаканчики (пояса нервюры № 1 со стороны заднего лонжерона), которыми нервюры фиксируются в упорах и ушковых болтах, установленных на полках лонжеронов.

Распорная нервюра № 3, расположенная между нервюрами № 17 и 18, штампована из материала Д16АМ толщиной 2 мм. Пояса нервюры образованы из профилей Д16Т Пр 102-2. Нервюра крепится к лонжеронам с помощью стальных ушковых болтов, они же крепят и серьги расчалок. Упоры под распорные нервюры № 1 и 2 изготовлены из стали 45; с одного конца они имеют конусные углубления под стаканчиками нервюр, другой конец упоров имеет резьбовую часть. Упоры и ушковые болты крепятся к полкам лонжеронов совместно с серьгами крепления ленточных расчалок (см. рис 18). Серьги изготовлены из листовой стали 20 толщиной 3 и 4 мм. На серьгах у отверстий крепления ленточных расчалок припаяны шайбы.

Справочные данные по расчалкам приведены в табл. 5 и 6.

Узлы навески элерона. На каждой консоли крыла установлено по три узла навески элерона. Корневой узел приклепан к хвостовику силовой нервюры № 8А. Он представляет собой сварной из материала 30ХГСА кронштейн, состоящий из стального уголка и втулки с отверстием под ось навески элерона.

Средний и концевой узлы навески элерона представляют собой штампованные из материала АК-6 кронштейны, в отверстиях которых запрессованы двухрядные шарикоподшипники для болтов навески. Средний узел крепится четырьмя болтами к заднему лонжерону, причем два из них — ушковые. Они одновременно крепят к заднему лонжерону распорную нервюру № 2.

Концевой узел навески крепится к двум ушковым болтам крепления распорной нервюры № 3 и может свободно вращаться в горизонтальной плоскости вокруг оси крепления его к ушковым болтам.

Обшивка консолей. Носок консоли до переднего лонжерона по всему размаху, вся часть каркаса между нервюрами № 5 и 8А обеих консолей имеют дюралевую обшивку, средняя часть каркаса консоли от нервюры № 8Л до законцовки — полотняную. Металлическая обшивка расположена и на нижней поверхности средней части каркаса, придавая определенную форму щели между крылом и элероном. Обшивка толщиной Ø 1,2 мм приклепывается к бортам хвостиков нервюр и входит в обод крыла.

Законцовка консоли крыла 6 (см. рис. 18) представляет собой обтекатель, штампованный из материала Д16 толщиной 0,8 мм. Соединение обтекателя с нервюрой № 19 осуществляется заклепками. Лобовая обшивка толщиной 0,8 мм приклепывается к бортам носков нервюр заклепками Ø 2,6 мм. Металлическая обшивка между нервюрами № 5 и 8А состоит из четырех панелей, изготовленных химическим фрезерованием.

Верхняя и нижняя панели, расположенные между лонжеронами и нервюрами № 5 и 8А, изготовлены из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм с минимальной толщиной химического фрезерования до 0,6 мм. Верхняя панель приклепана к каркасу заклепками диаметром 4 мм. Нижняя панель для обеспечения подхода к топливному баку сделана съемной и крепится к каркасу винтами и анкерными гайками. На обеих панелях по линии нервюр № 6 и 8 приклепаны ложементы фасонного профиля для крепления топливного бака. Верхняя и нижняя хвостовые панели изготовлены из материала Д16АТ толщиной 1,0 мм и химически фрезерованы до 0,6 мм. Панели приклепаны к каркасу с помощью заклепок Ø 2,6 мм.

Рис. 24. Элерон: 1 — корневой узел навески элерона; 2 — балансировочный груз; 3 — лонжерон элерона; 4 — дюралевый уголок; 5 — кронштейн подсоединения тяги управления элероном; 6 — триммер элерона; 7 — хвостовой стрингер; 8 — балансировочный груз; 9 — полотняная обшивка; 10 — дюралевая обшивка; 11 — концевой узел навески элерона; 12 — кронштейн навески элерона; 13 — элеронный кронштейн среднего узла навески элерона; 14 — кронштейн подсоединения тяги; 15 — нервюра элерона № 4.

Полотняная обшивка консоли выполнена из антисептированного материала АМ — 100. Между полотном и нитками по полкам нервюр проложены усилительные киперные ленты с прошивкой кромки ленты по концам и в середине. Ленты приклеены клеем АК — 20. С этой же целью пояса переднего лонжерона оклеены перкалевой лентой. Швы по контурам консоли оклеены зубчатой лентой ЛАПЗ шириной 40 мм, а по контурам нервюр шириной 30 мм.

Вырезы под лючки и отверстия оклеены также зубчатыми лентами и полотняными шайбами. Перед обтяжкой полотном носок крыла покрывается один раз аэролаком первого покрытия Л — 1Н.

К зашивке элеронного отсека полотнище чехла приклеивается клеем АК — 20. Полотняная обшивка консолей покрывается аэролаком и окрашивается перхлорвиниловымл эмалями ХВ — 16. Все наружные швы, машинные и ручные, после второго покрытия проглаживаются ручной гладилкой. У каждой нервюры в месте выхода ее к заднему лонжерону в обшивке сделаны дренажные отверстия, оклеенные целлулоидными шайбами. Все заклепочные швы и стыки обшивки выравнивают шпаклевкой АШ — 32 (желтой).

Элероны — органы поперечного управления самолетом. На самолете Як-18Т используются элероны щелевого типа (рис. 24), с дифференциальным управлением, представляющие собой отклоняющиеся части крыла, расположенные на его концах вдоль задней кромки.

Элерон установлен на каждой консоли крыла между нервюрами № 8А и 19. Кинематически оба элерона связаны так, что при повороте штурвала управления самолетом влево или вправо элероны на левом и правом крыле отклоняются в разные стороны. При повороте штурвала вправо левый элерон отклоняется вниз, правый — вверх, при повороте штурвала влево — правый элерон отклоняется вниз, а левый отклоняется вверх. У крыла с опущенным элероном подъемная сила увеличивается, а у крыла с поднятым элероном подъемная сила уменьшается. Разность подъемных сил создает кренящий момент, под действием которого самолет начнет вращаться в сторону поднятого элерона.

Самолет с обычными элеронами, отклоняющимися на одинаковые углы, обладает хорошей поперечной управляемостью только на малых углах атаки. На больших углах атаки лобовое сопротивление крыла с опущенным элероном увеличивается на большую величину, чем лобовое сопротивление крыла с поднятым элероном. Вследствие разности лобовых сопротивлений крыльев возникает момент рыскания и нарушается устойчивый режим виража.

Самолет начинает скользить в сторону, обратную крену. Это особенно опасно на малой скорости и при больших углах атаки, когда самолет может войти в штопор.

Для уменьшения разворачивающего момента на самолете применяется дифференциальное управление элеронами. Дифференциальное управление имеет такую кинематику, при которой отклонение одного элерона вверх происходит на больший угол, чем другого вниз при постоянном соотношении между углами.

Щелевые элероны с дифференциальным управлением, создавая при отклонении обычную разность подъемных сил левого и правого полукрыла, имеют и разное по величине лобовое сопротивление. У поднятого элерона лобовое сопротивление возникает вследствие того, что его носок отклоняется вниз и выступает за габариты профиля крыла (рис. 25). Кроме того, благодаря разности углов отклонения элеронов (22° вверх и 15° вниз) сопротивление поднятого элерона а, следовательно, и лобовое сопротивление будет больше.

Рис. 25 Схема работы элерона

Элероны имеют весовую балансировку и осевую аэродинамическую компенсацию. Весовая балансировка, заключающаяся в совмещении его центра тяжести с осью вращения, достигается грузом, расположенным в носовой части элерона. В случае отсутствия весовой балансировки при колебаниях крыла вверх — вниз сила инерции элерона, приложенная в центре тяжести, будет вызывать его отклонение и создавать дополнительную аэродинамическую силу, направленную в сторону движения крыла и являющуюся возмущающей.

Работа, совершаемая возмущающей силой, может быть настолько большей, что приведет к возникновению одного из видов флаттера — изгибно-элеронного (упругих самовозбуждающихся колебаний крыла самолета). С момента возникновения флаттер настолько быстро развивается, что через весьма незначительный промежуток времени конструкция разрушается.

Для уменьшения усилия на штурвале при управлении элеронами последние имеют аэродинамичную компенсацию, которая осуществляется с помощью осевого компенсатора — части элерона, расположенной перед его осью вращения на всей его длине. Уменьшение усилий на штурвале при применении аэродинамической компенсации происходит за счет того, что часть аэродинамической силы, воздействующей на элерон, приходится на осевой компенсатор и создает момент, противоположный моменту на самом элероне. Относительная площадь осевой компенсации элерона самолета Як-18Т составляет 0,265. Больше увеличение относительной площади компенсатора уравнивает моменты элерона и компенсатора и приводит к «перекомпенсации», которая недопустима в управлении самолетом.

Конструкция элерона самолета Як-18Т состоит из каркаса и обшивки (см. рис. 24). Каркас элерона собран из трубчатого лонжерона, изготовленного из трубы Д16Т 38х2 мм, одиннадцати нервюр и хвостового стрингера. Нервюры отштампованы из материала Д16. Крепление нервюр к лонжерону производится заклепками с помощью дюралевых штампованных уголков. В стенках нервюр имеются отверстия под лонжерон и отверстия облегчения. Носок элерона по всей длине обшит дюралевым листом толщиной 0,5 мм, хвостики нервюр связаны между собой хвостовым стрингером, изготовленным из материала Д16АМ с толщиной листа 0,5 мм.

К хвостовому стрингеру между нервюрами № 4 и 6 приклепан триммер элерона, представляющий собой пластинку из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм с десятью отверстиями Ø 1,5 мм, расположенными в одну линию, позволяющими легко отгибать пластинку на земле при подготовке к полету для необходимой балансировки самолета по замечанию пилота. Обшивка элерона выполнена из полотна АМ — 100 и натянута на каркас элерона «чулком». При обтяжке каркаса полотном допускается расположение основы полотна перпендикулярно нервюрам. Крепление полотна к нервюрам осуществляется нитками «Маккей» 9,5/8.

Все заклепочные соединения под полотняной обшивкой оклеиваются бумагой с клеем АК — 20. Сверху обшивка покрыта аэролаком и окрашена эмалью. Лакокрасочное покрытие полотняной обшивки элерона производят аналогично покрытию консолей крыла.

Навеска элерона на консоль осуществляется на трех узлах. Два узла приклепаны к лонжерону элерона в районах нервюр № 4 и № 10. Третий узел навески, представляющий собой сварной из стали 20 кронштейн с впрессованным в него шарикоподшипником, приклепан к нервюре № 1. На лонжероне элерона, кроме узлов навески, установлен в районе нервюры № 4 кронштейн для подсоединения тяги управления.

Кронштейн выполнен из материала АК-6. В ушко кронштейна для подсоединения тяги запрессован шарикоподшипник. В носке элерона в корневой и концевой частях установлены балансировочные грузы, представляющие собой стальные трубки, закрепленные с помощью специальных дюралевых кронштейнов на лонжероне элерона.

Посадочный щиток. Для уменьшения посадочной скорости и длины пробега при посадке на центроплане установлен посадочный щиток типа «Шренк», расположенный по всему размаху центроплана. Хорда щитка равна 450 мм. Увеличение подъемной силы крыла при отклонении щитка происходит за счет увеличения вогнутости (кривизны) профиля и образования зоны разрежения между неподвижной частью крыла и щитком.

Щиток (рис. 26) представляет собой клепаную конструкцию, состоящую из лонжерона швеллерного сечения, 13 штампованных нервюр, подкрепляющих носков Z — образного сечения, хвостового стрингера, верхней коробки и листовой дюралевой обшивки. Лонжерон щитка изготовлен из материала Д16АТ — Л1,0; нервюры — из Д16АМ — 0,8; подкрепляющие носки щитка — из Д16АМ — 0,6. Передняя часть каркаса щитка с

Рис 26. Посадочный щиток: 1 — петля крепления щитка к центроплану; 2 — нервюра; 3 — коробка; 4 — левый узел крепления штока подъемника щитка; 5 — подкрепляющий носок; 6 — лонжерон; 7 — обшивка; 8 — хвостовой стрингер; 9 — левый узел крепления амортизатора

внутренней стороны усилена коробкой 3, изготовленной из материала Д16АМ с толщиной листа 1 мм, с выштампованными по всей длине рядами отверстий облегчения. На задней кромке щитка приклепан стрингер 8, изготовленный из материала Д16АТ, который связывает хвостики нервюр.

Обшивка щитка изготовлена из материала Д16АТ и крепятся к каркасу заклепками. Щиток крепится к центроплану с помощью петли 1.

Одна створка петли прикреплена к щитку, вторая к заднему лонжерону центроплана. Створки петель соединены между собой шомполом из проволоки ОВС. В носовой части щитка по нервюрам № 5 и 10 (считая слева по полету) установлены узлы крепления штоков подъемников щитка 4. Узлы представляют собой сварные из материала 30ХГСА кронштейны, которые крепятся заклепками к обшивке и лонжерону центроплана. Узлы крепления шнурового амортизатора 9 состоят из двух ушков, изготовленных из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм, соединенных между собой трубчатой стальной заклепкой С203Т 8×1 мм, образующей отверстие для крепления амортизатора. Узлы крепятся к задней стенке и борту лонжерона щитка четырьмя заклепками.

К правой (по полету) торцевой нервюре щитка на расстоянии 245 мм от оси его навески приклепан стальной сварной кронштейн с втулкой, в которую вворачивается регулируемый нажимной винт концевого выключателя щитка.

Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 2643;