notizia

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

l'immagine mostra l'aereo da caccia f-35b a decollo e atterraggio verticale/a corto raggio trasportato dalla portaerei britannica

qualche tempo fa, l'esercito americano ha condotto un addestramento di atterraggio "rolling" sull'aereo f-35b basato su portaerei a decollo e atterraggio verticale. infatti, nell'ottobre dello scorso anno, gli stati uniti e il regno unito hanno utilizzato la portaerei "prince of wales" come piattaforma per effettuare test di decollo con gli sci a breve distanza e di atterraggio "rolling" di aerei da combattimento f-35b, cercando di utilizzare un peso in volo maggiore per completare il decollo degli aerei da combattimento.

negli ultimi anni, a causa delle condizioni difficili e del grande consumo di carburante durante il decollo e l'atterraggio verticale, si sono verificati frequentemente incidenti tra gli aerei imbarcati su portaerei a decollo e atterraggio verticale in servizio in vari paesi. per compensare i difetti di progettazione, i ricercatori scientifici hanno iniziato a provare ad aggiornare i motori per gli aerei basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale, a modificare i metodi di decollo e atterraggio e a modificare le piattaforme delle portaerei. quindi, come fa un aereo basato su portaerei a decollo e atterraggio verticale a decollare e atterrare sotto carico? il breve decollo con gli sci e l'atterraggio "rotolante" possono diventare il suo nuovo modo di volare? quale sarà lo sviluppo delle tecnologie e delle armi di supporto in futuro? si prega di leggere questo articolo per la spiegazione.

un "cerchio di due problemi" sul decollo e atterraggio verticale

nell'aprile del 1969, la royal air force britannica accolse un gruppo di "reclute speciali": sebbene sembrassero aerei da combattimento, erano in grado di decollare verticalmente e librarsi in aria, cosa che stupì i piloti. questo è l'aereo da caccia harrier sviluppato congiuntamente da hawker aircraft company e bristol aero engine company.

l'"abilità unica" del caccia "harrier" deriva da un "cuore" speciale: il motore "pegasus" dotato di tecnologia di sterzo a spinta. regolando l'ugello rotante del motore, assiste il caccia nel decollo e nell'atterraggio verticale e completa a varietà di compiti in aria. mosse speciali.

man mano che gli aerei da combattimento vengono messi in combattimento reale, sono gradualmente emersi problemi come poche armi e un elevato consumo di carburante durante il decollo verticale, che influiscono direttamente anche sulle loro capacità di combattimento marittimo.

come far "decollare con carico" un aereo basato su portaerei a decollo e atterraggio verticale? l'attenzione dei ricercatori scientifici è ancora una volta focalizzata sul ponte di decollo del trampolino della portaerei. questo ponte rovesciato a forma di arco consente all'aereo imbarcato sulla portaerei di ottenere un angolo di attacco di decollo adeguato dopo il rullaggio e coopera con il potente motore per ottenere il decollo di grandi carichi.

questo processo è come far volare un aeroplano di carta durante l'infanzia. prima trova l'angolazione giusta per "approfittare del vento dell'est", quindi lancialo vigorosamente e l'aeroplano di carta può volare. dagli anni '70, il regno unito ha rinnovato la portaerei leggera "sports god", ha rimosso la catapulta a vapore e poi ha modificato il ponte di prua in un ponte per il salto con gli sci verso l'alto di 12 gradi attraverso un "decollo corto con gli sci", "atterraggio" verticale. il metodo consente di equipaggiare l'aereo da caccia "harrier" con più munizioni per operazioni a lungo raggio, aumentando di fatto il raggio di combattimento degli aerei a decollo verticale e atterraggio basati su portaerei.

oltre a "sfruttare il vento dell'est", l'utilizzo di materiali sottili e leggeri per ridurre il peso e il "downsizing" è anche un'opzione importante per aumentare la portata e la capacità di munizioni degli aerei da caccia. c'è un detto nell'industria aeronautica: "cercare di ridurre ogni grammo di peso dell'aereo". quando i ricercatori scientifici dimostrano la progettazione dell'aereo, un principio fondamentale nell'uso dei materiali e delle attrezzature è "ridurre il più possibile".

alla fine degli anni '60, durante il processo di sviluppo dell'aereo di prima generazione yak-38, basato su portaerei a decollo e atterraggio verticale, l'unione sovietica scoprì che il suo motore di sollevamento non funzionava durante il volo, il che aggiungeva molto peso al velivolo. aereo da caccia, con conseguente elevato consumo di carburante e basso carico di bombe. con un raggio di combattimento inferiore a 200 chilometri, è noto come "protettore dell'albero".

nel corso dei successivi 10 anni circa, l'ufficio di progettazione sovietico yakovlev utilizzò ampiamente la lega di alluminio-litio e altri materiali compositi nella progettazione degli aerei da caccia per ridurre il proprio peso e aumentare la portata. inoltre installò varie nuove armi da combattimento aereo e armi da attacco al suolo conferire all'aereo da caccia capacità eccellenti di combattimento aereo a distanza visiva.

nel 1987 venne lanciato sul mercato l'aereo a decollo e atterraggio verticale di seconda generazione dell'unione sovietica yak-141. il materiale in fibra di carbonio del caccia rappresenta il 28%. il suo peso massimo al decollo è quasi 8 tonnellate superiore a quello dell'aereo basato su portaerei a decollo e atterraggio verticale di prima generazione. ha un raggio di combattimento di 700 chilometri e un massimo velocità di volo di mach 1,7. è diventata la prima nave al mondo a decollo e atterraggio verticale a realizzare il volo supersonico.

nel 2004, gli stati uniti hanno lanciato un "piano di perdita di peso" durante lo sviluppo dell'aereo da caccia f-35b. alla ricerca di alleggerimento, i ricercatori scientifici hanno portato avanti un progetto di miglioramento di otto mesi, utilizzando adesivi ad alta resistenza per sostituire gli elementi di fissaggio della pelle, fresando e rettificando ogni piccola parte e persino riducendo le dimensioni della pinna verticale per fornire più spazio per l'aereo da caccia. il peso è ridotto di circa 1.225 tonnellate.

i bei tempi non durarono a lungo e l'f-35b soffrì di "conseguenze di perdita di peso". durante il test di durabilità nel 2010, si sono verificate crepe strutturali premature nel telaio portante dell'ala principale dell'aereo di prova f-35b. la resistenza strutturale della cellula è stata notevolmente ridotta, con il risultato che la durata prevista del primo lotto di caccia f-35b è solo un quarto del valore di progetto e frequenti guasti durante il servizio. si può vedere che è un dilemma ottenere il "decollo in carico" degli aerei da caccia attraverso la "perdita di peso".

attualmente, l'esercito americano ha proposto un piano di aggiornamento per l'f-35b, modificando il motore e aumentando la percentuale di nuovi materiali utilizzati, si prevede che ridurrà significativamente il tasso di guasto dell'aereo da caccia e ne prolungherà la durata , non è ancora noto se alla fine riuscirà a superare i "due dilemmi" del decollo e dell'atterraggio verticale.

le soluzioni combinate facilitano il decollo e l'atterraggio sicuri

la moderna guerra navale è lontana dalle stazioni di rifornimento terrestri, il carburante per l’aviazione è una risorsa preziosa e i missili a guida di precisione equipaggiati dagli aerei da combattimento possono facilmente costare milioni di dollari ciascuno. per garantire la sostenibilità delle operazioni militari, gli aerei imbarcati su portaerei a decollo e atterraggio verticale non solo devono essere in grado di "decollare con carico", ma anche di atterrare in sicurezza con bombe e carburante.

a tal fine, i ricercatori scientifici hanno adottato uno schema combinato di "sistema di propulsione convenzionale + sistema di sollevamento" per deviare la potenza erogata dal motore per ottenere l'effetto di "volare in alto" e "atterrare stabilmente".

il primo passo è trasmettere la potenza al dispositivo di ventilazione situato nella parte anteriore del motore attraverso l'albero principale della turbina, che genera un getto d'aria verso il basso, quindi vettorizza la portanza generata attraverso l'ugello nella parte inferiore della ventola il secondo passo è attraverso la deflessione l'ugello devia il flusso d'aria espulso all'indietro dalla camera di combustione del motore verso il basso per sostenere il caccia in aria. quando il caccia deve volare in avanti, l'ugello devierà all'indietro per generare la spinta in avanti attraverso i due condotti, l'aria compressa generata dal compressore del motore viene diretta alle ali su entrambi i lati, e poi spruzzata verso il basso attraverso gli ugelli posti sulle estremità alari. ciò non solo fornirà al caccia una maggiore portanza verticale verso l'alto, ma regolerà anche la direzione del jet quando il centro di gravità dell'aereo si sposta per mantenere un assetto di volo stabile del caccia.

il tumansky design bureau russo ha aggiornato il sistema di propulsione convenzionale con un motore a ugello rotante e lo ha applicato all'aereo da caccia yak-141. l'ugello del motore ha una funzione di sterzo e può essere deviato verso il basso. quando il caccia decolla verticalmente, l'ugello spruzza verso il basso per fornire portanza; dopo essere entrato nello stato di crociera, l'ugello ritorna al livello per fornire potenza in avanti; inoltre, due motori di sollevamento rd-41 installati in serie sulla fusoliera nella parte posteriore della cabina di pilotaggio sono stati sviluppati dal tumansky design bureau e sono appositamente progettati per migliorare le prestazioni di decollo e atterraggio verticale dell'aereo da caccia per garantire sufficienti supporto di sollevamento durante il decollo e l'atterraggio.

tuttavia, i ricercatori britannici hanno scoperto che, sia che si tratti di un "sistema di propulsione convenzionale + sistema di sollevamento" o di un "motore con ugelli rotanti + sistema di sollevamento", le due soluzioni combinate spesso soffrono di problemi come una spinta insufficiente in condizioni meteorologiche avverse. di conseguenza, hanno sviluppato la tecnologia di atterraggio "rotolante" degli aerei imbarcati.

l'atterraggio "rotolante" combina l'atterraggio convenzionale tradizionale e l'atterraggio verticale. l'aereo basato sulla portaerei si avvicina dalla direzione di poppa della nave con un certo angolo di planata. sotto l'azione congiunta della ventola di sollevamento, dell'ugello di deflessione e della struttura aerodinamica del corpo, ha rallentato si abbassò e si avvicinò alla portaerei in una postura "caduta di foglie" dopo aver toccato la nave, fece affidamento sul sistema di frenatura antibloccaggio digitale per controllare la distanza di frenata al suolo entro 50 metri.

sebbene l'atterraggio "rotolante" sia più complesso e rischioso rispetto al metodo di atterraggio verticale standard, la forte portanza fornita durante il processo di atterraggio consente all'aereo imbarcato sulla portaerei di atterrare sulla nave che trasporta un carico maggiore. nel 2018, la royal navy britannica ha completato 187 atterraggi verticali sulla portaerei “queen elizabeth” e ha condotto 15 test di atterraggio “rolling” sulla nave, ottenendo buoni risultati.

le tecnologie di supporto guidano gli aggiornamenti della capacità

all'inizio degli anni '70, l'allora capo delle operazioni navali degli stati uniti, aylmer, propose per la prima volta di costruire una "nave per il controllo del mare" più piccola ed economica, dotata di velivoli basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale. a quel tempo, il piano fu respinto dai militari a causa della immatura tecnologia di decollo e atterraggio verticale.

nell’ultimo mezzo secolo, sempre più eserciti nazionali hanno equipaggiato velivoli basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale, e anche le navi d’assalto anfibie che lavorano con loro si sono sviluppate in modo iterativo. prendiamo ad esempio la nave d'assalto anfibia italiana "trieste", lanciata nel 2019. è dotata di un ponte di decollo per il salto con gli sci e di un molo allagato. può trasportare circa 20 aerei basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale ed in modo efficiente eseguire il controllo del mare. nella missione di controllo aereo, una volta divenne un "modello di nave" che le principali società industriali militari gareggiarono per imitare.

allo stesso tempo, l’avvento degli aerei imbarcati su portaerei a decollo e atterraggio verticale ha portato anche al rapido sviluppo di una serie di tecnologie di supporto, armi ed equipaggiamenti. queste tecnologie di supporto, armi ed equipaggiamenti sono diventati i "nuovi partner" degli aerei basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale, migliorando efficacemente l'efficacia del combattimento.

indossare "tute isolanti" sul ponte di volo. poiché il gas ad alta temperatura espulso verso il basso durante il decollo verticale e l'atterraggio di aerei imbarcati su portaerei decolla e atterra, provoca corrosione ad alta temperatura sul ponte, i ricercatori scientifici hanno lavorato duramente sullo sviluppo dello strato di protezione termica del ponte. prendendo come esempio la portaerei "queen elizabeth" della royal navy britannica, i ricercatori scientifici hanno sviluppato una nuova tecnologia di rivestimento di barriera termica metallica basata su leghe di alluminio e titanio. il rivestimento protettivo spesso 2,5 mm può proteggere il ponte dai motori che resistono a temperature di migliaia di gradi celsius. la fiamma di coda è calda.

il ventilatore dell'ascensore "riduce il grasso e dimagrisce". sebbene la ventola di sollevamento possa fornire una maggiore portanza per gli aerei imbarcati su portaerei a decollo e atterraggio verticale, occupa molto spazio nella fusoliera, riducendo così la capacità di carburante dell'aereo da caccia. dopo che l'aereo da caccia vola in piano, la ventola di sollevamento perde la sua utilità. per migliorare ulteriormente l’efficienza energetica dell’aereo da caccia, i ricercatori da un lato utilizzano una ventola di sollevamento montata anteriormente per ridurre la resistenza al vento, dall’altro riducono il numero delle pale del ventilatore e ottimizzano il design aerodinamico delle pale; per ridurre il peso dell'attrezzatura mantenendo una spinta elevata.

il motore “riduce la complessità e la semplifica”. i motori a spinta vettoriale hanno molti componenti complessi come meccanismi di deflessione e piastre di regolazione. il design aerodinamico può migliorare le prestazioni dei motori a spinta vettoriale. a tal fine, ricercatori scientifici di alcuni paesi hanno proposto il concetto di vettorizzazione della spinta aerodinamica, che aggiunge un piccolo flusso d'aria in direzione controllabile all'ugello per interferire con la corrente principale dell'ugello e generare un vettore di spinta. la sostituzione del tradizionale meccanismo di deflessione con un tale "muro d'aria" può non solo ridurre il peso dell'ugello dell'80% e dimezzare i costi di produzione, ma anche accelerare la velocità di risposta del motore vettoriale di spinta, migliorando efficacemente la manovrabilità dell'ugello. aeromobili a decollo e atterraggio verticale basati su portaerei e agilità.

volare più velocemente, atterrare in modo più stabile e convertire la potenza in modo più efficiente... questi continui cambiamenti aiutano gli aerei basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale a continuare ad adattarsi alle nuove esigenze del campo di battaglia.

l'anno scorso, la royal navy britannica ha lanciato un piano di trasformazione della portaerei: basato sulla portaerei di classe queen elizabeth, il ponte di volo per il salto con gli sci è stato rimosso e sono stati installati cavi di arresto e catapulte elettromagnetiche per rendere il processo di decollo e atterraggio di i caccia f-35b sono più efficienti e convenienti.

non solo, la portaerei trasformata sarà dotata anche di navi cisterna senza pilota. attraverso il rifornimento aereo, è possibile aumentare la portata e il raggio di combattimento degli aerei basati su portaerei a decollo e atterraggio verticale.

in un certo senso, gli aggiornamenti iterativi, il potenziamento e l'aumento di efficienza di queste tecnologie di supporto hanno gettato le basi per il decollo verticale e l'atterraggio di velivoli basati su portaerei per tentare brevi decolli con gli sci e atterraggi "rotolanti". l’evoluzione e lo sviluppo di armi ed equipaggiamenti raramente comportano un singolo balzo in avanti, ma più spesso uno sforzo congiunto. la sua efficacia necessita di ulteriori test.