Высший пилотаж: воздушные маневры
Русские спортсмены-пилотажники всегда становятся победителями мировых первенств, самолеты Су-29 и Су-31 в далеком прошлом признаны лучшими спортивными самолетами, а выступления на авиасалонах таких летчиков, как Пугачев, Квочур, Фролов, Аверьянов, пилотажных групп «Русские Стрижи» и «витязи» неизменно срывают аплодисменты зрителей! Это неудивительно, в случае если отыскать в памяти, что родоначальник высшего пилотажа — русский пилот Нестеров.
Начало
На заре развития авиации быть летчиком было очень рискованно: о поведении самолета в воздухе тогда было известно мало, и это было главной причиной громадного количества помой-му аварий и необъяснимых катастроф. Думается, самое логичное в борьбе за безопасность полета — сделать самолет максимально устойчивым, уменьшив возможность происхождения больших углов крена.
Но кое-какие авиаконструкторы и пилоты справедливо полагали, что на самом-то деле аварий возможно избежать лишь в том случае, если летчик может верно руководить самолетом. Одним из таких прогрессивных пилотов был Петр Нестеров. Имея богатый знания и лётный опыт в области механики и математики, он сперва обосновал возможность исполнения глубоких виражей, а позже осуществил их на практике.
Для доказательства собственной идеи, в соответствии с которой «в воздухе для самолета везде опора», 27 августа 1913 года в небе над Киевом Нестеров в первый раз в мире выполнил на самолете «Ньюпор-4» замкнутую петлю в вертикальной плоскости. Этим маневром он в очередной раз доказал, что самолет в любом положении покоряется летчику, положив начало высшему пилотажу.
Русский штопор
Огромное значение в развитии и совершенствовании пилотажа сыграла Первая мировая. В то время самолеты в первую очередь употреблялись для корректировки и разведки артиллерийского огня. При редких встреч в воздухе летчики противоборствующих сторон обменивались одиночными выстрелами из пистолетов либо, поднимаясь выше вражеского самолета, сбрасывали на него бомбы.
Таковой метод ведения воздушного боя был, мягко говоря, неэффективным, исходя из этого появилась необходимость в разработке новых приемов ведения воздушного боя, соответственно, и новых приемов пилотирования. К примеру, Петр Нестеров внес предложение боевой прием «таран», что потребовал от пилота высокого мастерства: нужно было пересечь курс самолета соперника, что пробовал уйти от столкновения.
Появление на самолетах пулеметов вынудило задуматься уже не только о пилотировании, но и о совершенствовании летных черт аэропланов. Все это стало причиной возрастанию атаки и углов крена при пилотировании, а так как вдобавок ко всему летчики делали все эволюции весьма быстро, существенно возросло количество трагедий.
В числе аварий наблюдались случаи падения самолетов с одновременным вращением, причем такие происшествия постоянно заканчивались утратой самолета и, как правило, пилота. Летчики, оставшиеся в живых, утверждали, что самолет, начав вращаться, становился неуправляемым. Никто твердо не знал, что случилось и что делать, попав в такую обстановку. Многие верили, что в воздухе были «воздушные ямы», похожие на водовороты до самой почвы.
Падение самолета с одновременным вращением его и утратой управляемости назвали штопором. Метод выхода из штопора придумал русский армейский летчик Константин Арцеулов.
Методом теоретических изучений он заключил , что при попадании автомобили в штопор необходимо отдавать ручку управления от себя, а нажатием на педаль отклонять руль направления в сторону, обратную штопору (в большинстве случаев летчики, попавшие в штопор, напротив, старались немного поднять опущенный поворачивающийся шнобель самолета и тянули ручку управления на себя). В сентябре 1916 года самолет «Ньюпор-21» взлетел с школы и аэродрома летчиков.
Собрав высоту, машина вошла в штопор по окончании сваливания на крыло и, сделав три витка, по воле летчика перешла в крутое пикирование. Это была победа над самым суровым соперником пилотов. В том же полете Арцеулов повторил штопор, сделав уже пять витков.
В октябре штопор был введен в программу обучения истребительного отделения Качинской школы и стал фигурой высшего пилотажа. И петля Нестерова, и штопор были не просто фигурами высшего пилотажа — они нашли использование на практике. К примеру, русский ас Евграф Крутень уходил от атакующего позади, делая петлю Нестерова, по окончании чего сам атаковал противника.
Многие русские армейские летчики стали вводить самолет в штопор преднамеренно, попав под пламя зенитных орудий соперника. Наряду с этим создавалось чувство, что машина сбита и падает. Стрельба по самолету прекращалась, а летчики выводили машину из штопора и уходили из территории обстрела.
«Скорость, высота, маневр, пламя»
Эта крылатая фраза Александра Покрышкина стала главной формулой успеха истребительной авиации между двумя мировыми войнами. В первую очередь вследствие того что для истребителей главным средством борьбы с самолетами соперника так же, как и прежде был выход в заднюю полусферу, поскольку все оружие истребителя направлено вперед и он не имеет возможности защищаться от атаки позади. Так что чтобы появляться сзади вражеского самолета, употреблялось все: высота, скорость, маневренность и, само собой разумеется, мастерство летчиков.
Главным тактическим приемом было пикирование на самолет соперника (крутое понижение самолета по прямолинейной траектории с углами наклона 300 и более используется для разгона потери и быстрой высоты) с последующим переходом на горку (при исполнении горки самолет, напротив, набирает высоту с постоянным углом наклона траектории).
Для защиты от соперника употреблялись каждые приемы, каковые имели возможность бы помешать прицеливанию. Это, к примеру, бочки (в то время, когда самолет поворачивается довольно продольной оси на 3600 с сохранением неспециализированного направления полета), всевозможные виражи, развороты, перевороты, повороты, скольжения, пикирование.
Все эти фигуры в зависимости от конкретной обстановки выполняются с различными углами атаки, скоростями и разными радиусами, но в конечном счете представляют собой вариации нескольких стандартных фигур, каковые обрисованы и имеют наименование (к примеру, бочка, штопорная бочка, боевой разворот, переворот и т. п.). В каждом случае летчик выбирает оптимальную с его точки зрения серию фигур, которая окажет помощь сорвать прицеливание и нападать самому. Так что успех воздушного боя определялся не только тем, чей самолет маневреннее и стремительнее, но и в первую очередь тем, как прекрасно летчик обладал мастерством пилотажа.
У бомбардировочной авиации были другие неприятности — преодоление ПВО. Тут помогали змейки, заходы на цель с горки, пикирования либо кабрирования, поскольку высота существенно снижала эффективность средств ПВО.
Пилотаж против ракет
Не обращая внимания на появление реактивных самолетов и очередное изменение тактики применения авиации, главными средствами противоборства
в воздухе остались фигуры высшего пилотажа. Они претерпевали только маленькие трансформации, в большинстве случаев в соответствии с ТТХ самолетов.
Пилотаж в подготовке армейских летчиков не сдавал позиций до 80-х годов, в то время, когда с возникновением нового ракетного оружия стали считать, что битвы будут проходить на громадных расстояниях и пилотажное мастерство летчиков не понадобится. Как бы не так! На новые ракеты нашлись средства противодействия (помехи, ловушки), и ближний бой стал снова актуален, а соответственно, и все фигуры высшего пилотажа остались пользуются спросом.
Кстати, о ракетах — им, оказывается, в полной мере возможно противостоять посредством пилотажа! В большинстве случаев ракеты оказываются менее маневренными, чем самолеты, так что на маленьких расстояниях резкое маневрирование поперек курса ракеты и фоpсаж с большой долей возможности приводят к выходу за конус совокупности наведения, и ракета теряет цель. Весьма действенно и просто «нарезать круги» — у ракеты вычислитель «сходит с ума»: «Передняя полусфера — задняя полусфера — передняя полусфера — задняя полусфера, куда же он летит?» А вот противоракетный парный маневр — змейка приятель над втором в противофазе (первый вправо, второй влево и т. д.).
Воздушные тормоза
С возникновением истребителей четвертого поколения (у нас это МиГ-29 и Су-27), а после этого и более продвинутых, поколения 4+ (Су-30МКИ, Су-35, 37), стали вероятны фигуры, делаемые на критических режимах полета. Так показались колокол, кобра Пугачева, чакра Фролова и другие. Не обращая внимания на именные заглавия некоторых фигур, на данный момент один летчик не в состоянии придумать и выполнить какую-то новую фигуру, как это было на заре авиации.
Сейчас это плод коллективного творчества инженеров, лётчиков и конструкторов. Наряду с этим нельзя не отметить талант самих летчиков-испытателей, каковые превосходно разбираются в управлении
и динамике полетом летательных аппаратов. На иллюстрациях видно, как эти фигуры употребляются в сражении.
Примечательно, что такие маневры, как кобра и колокол, имеют предшественников. Еще на протяжении Второй мировой войны летчики использовали в воздушном бою торможение самолета: быстро закрывали газ а также производили посадочные щитки, пропуская атакующий самолет вперед. Предстоящим развитием этого приема стал маневр ножницы, придуманный американскими летчиками для торможения на палубном истребителе F-14 и делаемый методом трансформации геометрии крыла в полете и повышения угла атаки.
Атакующий самолет наряду с этим не имел возможности так же действенно затормозить и проскакивал вперед, выясняясь уже в роли жертвы.
Суперавтопилот
19 июня 2003 года с аэропорта ЛИИ в Жуковском взлетел с виду обычный Су-27, управляемый летчиком-испытателем Александром Павловым. Собрав нужную высоту, самолет выполнил целый комплекс фигур высшего пилотажа, по окончании чего сел. Казалось бы, ничего особого, если не знать, что в этом полете в первый раз в мире самолет делал фигуры высшего пилотажа в автоматическом режиме.
Классификация
К фигурам несложного пилотажа (пилотаж с углами до 300) относятся: вираж (с углами до 600), горизонтальная восьмерка, спираль, пикирование, горка (с углами до 300, в спортивном — до 450), боевой разворот по типу спирали.
К фигурам сложного пилотажа относятся: переворот, петля, полупетля, пикирование (с углами до 600), горка (с углами до 600), горизонтальная управляемая бочка, переворот на горке. В спортивном сложном пилотаже делают управляемые и штопорные вращения на углах до 600 вверх и вниз и штопорную бочку.
К фигурам высшего прямого и обратного пилотажа относятся все комбинации фигур несложного и сложного пилотажа. Верховный пилотаж — это сложный комплексный пилотаж, делаемый без неточностей. К отдельным фигурам высшего пилотажа возможно отнести колокол, кобру Пугачева и другие, делаемые на критических режимах полета.
Фигуры пилотажа
-
- Бочка
-
- Горка, спираль, вираж
-
- Петля Нестерова, кобра Пугачева, нож
- Чакра Фролова
К фигурам высшего прямого и обратного пилотажа относятся все комбинации фигур несложного и сложного пилотажа. Верховный пилотаж — это сложный комплексный пилотаж, делаемый без неточностей. К отдельным фигурам высшего пилотажа возможно отнести колокол, кобру
Пугачева и другие, делаемые на критических режимах полета.
БОЧКА — фигура пилотажа, при исполнении которой самолет поворачивается довольно продольной оси на 3600 с сохранением неспециализированного направления полета. Управляемые бочки различают по скорости вращения как стремительные и замедленные. Бочки, делаемые на громадных скоростях и околокритических углах атаки, именуют штопорными бочками.
Бочки по положению оси вращения относительно горизонта подразделяют на горизонтальные, восходящие, нисходящие; по количеству вращений — на одинарные, полуторные, двойные, тройные, многократные. При вращении управляемой бочки вероятна фиксация в любом положении (через 450, 900, 1800, 1200). Управляемая бочка выполняется за счет отклонения элеронов, при помощи которых летчик имеет возможность регулировать угловое вращение.
ШТОПОРНАЯ БОЧКА представляет собой энергичное вращение самолета на громадной скорости и околокритических углах атаки. Наряду с этим создается лобовое сопротивление большой величины, что ведет к громадной утрата кинетической энергии перемещения (скорость быстро падает). Благодаря этого по окончании многократного вращения самолет переходит из штопорной бочки в штопор.
Исходя из этого скорость ввода в штопорную бочку выбирается из условия надёжного вывода из нее.
ГОРКА — фигура пилотажа, при исполнении которой самолет набирает высоту с постоянным углом наклона траектории. Горка складывается из трех элементов: ввод, прямолинейный участок, вывод. Поворот на вертикали является поворотом на горке с углом 900.
ГОРКА СПИРАЛЬЮ — полет самолета по винтовой линии (траектории) с скоростью и заданным креном. Спираль представляет собой долгий вираж на понижении либо в комплекте высоты. В случае если спираль используется для комплекта высоты, она именуется восходящей, в случае если для утраты высоты — нисходящей.
В случае если крен мелкий, а радиус спирали громадной, спираль — пологая. В случае если крен больше 450, а радиус малой величины, спираль — крутая. В случае если скорость, угол наклона и угол крена траектории с течением времени не изменяются, спираль — установившаяся.
Она именуется верной, в случае если выполняется без скольжения. Высота, которую теряет самолет (либо набирает) за один виток спирали, — ход спирали.
ВИРАЖ САМОЛЕТА — фигура пилотажа, при исполнении которой самолет разворачивается в горизонтальной плоскости на 3600. Часть виража, имеющая целью изменение направления перемещения на угол, меньший 3600, — разворот. Вираж с углом крена и постоянной скоростью — установившийся. Без скольжения он именуется верным.
Вираж, для исполнения которого на максимальном крене и заданной высоте использована вся мощность силовой установки и эксплуатационная перегрузка (лимитированная выходом и прочностью самолёта на режим сваливания), — предельный. время и Радиус виража являются главными размерами, характеризующими маневренные возможности самолета в горизонтальной плоскости.
КОЛОКОЛ — фигура пилотажа, при исполнении которой самолет проходит нулевую скорость по окончании крутого комплекта высоты. После этого самолет начинает падать с поворотом корпуса в ту либо иную сторону и сильно пикирует вниз. Исполнение колокола весьма страшно: при утрата скорости и падении назад может случиться остановка двигателей либо срыв в штопор.
В большинстве случаев колокол — удел спортивных самолетов, но русские пилоты в первый раз ввели его в комплект боевых истребителей семейства Су-27 и МиГ-29. Во второй половине 80-ых годов двадцатого века на авиасалоне в Фарнборо летчик-испытатель ОКБ им. Микояна Анатолий Квочур в первый раз показал колокол на самолете МиГ-29 широкой публике.
Не считая российских автомобилей, никакие другие армейские самолеты не смогут выполнить эту фигуру. В это же время, колокол не просто прекрасный элемент демонстрационных полетов, он бывает и очень нужным в ответе боевых задач. К примеру, доплеровские радары средств ПВО теряют контакт с неподвижной целью — никто не ожидает от боевого самолета свойства «находиться на месте».
ПЕТЛЯ НЕСТЕРОВА — фигура пилотажа, при которой самолет делает
полет по криволинейной траектории в вертикальной плоскости с сохранением направления полета по окончании вывода. Элементы петли составляют базу вторых фигур пилотажа: переворот, вертикальные восьмерки и др. Петля считается верной, в случае если все точки ее траектории лежат в одной вертикальной плоскости. Первая добрая половина петли осуществляется за счет запаса скорости и тяги силовой установки.
Вторая — за счет веса самолета и тяги силовой установки.
КОБРА ПУГАЧЕВА — фигура, при которой летчик тормозит собственный самолет, закидывая его на закритические углы атаки до 1200. Прием данный так и именуется — аэродинамическое торможение. На стандартных самолетах Су-27 допустимый угол атаки образовывает 260 и, перед тем как выйти на кобру, летчик обязан отключить СДУ, что есть важной угрозой безопасности полетов и требует особой подготовки. Исходя из этого кобра Пугачева — до тех пор пока что фигура пилотажа, дешёвая ограниченному количеству летчиков.
Кобра в первый раз была показана публике на авиасалоне в Ле-Бурже во второй половине 80-ых годов XX века Виктором Пугачевым на самолете Су-27. Он утвержает, что кобра также возможно боевым маневром: она разрешает, к примеру, сорвать пушечную атаку, пропустив соперника вперед, либо, сделав кобру в развороте (таковой маневр именуется «хук»), захватить цель и стремительным понижением оторваться от соперника.
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ НОЖ — фигура пилотажа, при которой самолет делает полет в горизонтальной плоскости с креном, родным к 900, без трансформации направления полета.
ЧАКРА ФРОЛОВА — разворот в плоскости тангажа на 3600, необычный воздушный кульбит. При исполнении данной фигуры самолет делает мертвую петлю малого радиуса и на малых скоростях полета, фактически разворачиваясь около собственного хвоста. Эту фигуру возможно выполнить лишь на самолетах с изменяемым вектором тяги (Су-37, на котором она и была в первый раз показана Евгением Фроловым, и Су-30МК). На этих самолетах возможно делать и другие сложные фигуры: форсированный (за время, меньшее 10 с) боевой разворот, поворот на вертикали, кобра с углами атаки 150−1800, разворот на кобре, переворот на колоколе, переворот с утратой высоты 300−400 м и т. д.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№15, январь 2004).
<
h4>