Все мы видели, как профессиональные пилоты выполняют трюки. Одни видели это вживую, другие — по телевизору. Но в такие времена, как сейчас, наверное, мало кто задумывался о том, для чего все это нужно? Является ли это просто элементом шоу или эти трюки имеют военную цель?
Фигуры высшего пилотажа: какие элементы самые сложные и как они называются
Высший пилотаж — это маневры, при которых пилот заставляет самолет принимать ряд необычных пространственных положений, будь то в развлекательном авиашоу, на полноразмерном истребителе или в профессиональных олимпийских соревнованиях.
Под управлением специалистов самолет вращается вокруг своей оси, снижается по крутым спиралям и поднимает нос на 180° в направлении движения, создавая впечатление полной невесомости. На практике оказывается, что нужно продемонстрировать невероятные навыки, выработанные годами тренировок, чтобы заставить эксперта, например, заставить колебаться машину весом в несколько тонн.
История пилотирования
Историческую дату возникновения авиации разные исследователи называют по-разному. Некоторые ученые отдают предпочтение 20 июля 1882 года (Российская империя, проект аэроплана Александра Можайского), другие — 14 декабря 1903 года (братья-изобретатели Уилбур и Орвилл Райт).
Однако ни один из аппаратов не находился в воздухе более четырех секунд, поэтому принципиальной разницы между ними нет. Накануне Первой мировой войны существовал большой спрос на летательные аппараты — уже шли серьезные бои за господство в воздухе.
Когда инженеры начали оснащать истребители полностью установленными пулеметами, ключом к выживанию людей в кабине во время полета стала серия акробатических маневров. Большинство акробатических подвигов, кстати, позволяют переместиться в заднюю полусферу противника — такая позиция дает асу возможность атаковать, не рискуя повредить свой фланг.
Виды и типы фигур сложного пилотажа
Первый способ классификации RP — по уровню сложности (и требованиям к мастерству исполнителя). Воздушные движения всех типов являются легкими, трудными или превосходными соответственно. Вторая система группировки основана на общем количестве участников. Здесь есть несколько категорий — индивидуальные и групповые выходы. В прошлом маневры выполнялись только признанными мастерами с невероятным опытом. Сегодня даже курсанты летных училищ с впечатляющей подготовкой способны на большинство трюков.
Чтобы управлять истребителем и испытать чудеса невесомости и перегрузки в 8 G, не обязательно учиться в профессиональном училище, можно получить сертификат в «Полетомании» и побывать в кабине истребителя «Дельфин», который легко разгоняется до 700 км/ч на высоте 3 000 метров (выше только стратосфера и космос). L-29 был построен в Чехословакии и сейчас считается самой популярной учебной моделью в мире.
Классический «штопор»
«Штопор» — один из самых известных каскадеров. Маневр выполняется пилотом, который значительно снижает скорость и переводит самолет в крутое пикирование. Считается, что впервые его исполнил британский авиатор Уилфред Парк в 1912 году. Однако он сделал это по ошибке.
Но четыре года спустя Константин Арцеулов, военный летчик, специально вошел в штопор. Внук известного художника Ивана Айвазовского дважды подряд останавливался на высоте 2 000 метров и благополучно завершил полет на самолете Newpor-XXI.
«Форма довольно сложная, но ее не могут выполнить все, даже современные самолеты. Потому что иногда самолеты, особенно военные самолеты и гражданские самолеты, когда они входят в штопор, это такая форма, когда крен превращается в спираль, он проседает, возникают довольно неприятные перегрузки», — рассказал заслуженный военный летчик, генерал-майор Владимир Попов.
По его словам, во время полета и задержки необходимо «строго соблюдать режим».
«Петля Нестерова»
Есть в списке и фигура с русской фамилией — мертвая петля Нестерова, названная в честь выдающегося летчика.
В течение многих лет мертвая петля существовала только на бумаге. Пилоты просто боялись выпасть из кабины во время выполнения сальто. Но в 1913 году Петр Нестеров впервые исполнил его без привязки к сиденью. Пилот рисковал своей жизнью не ради красоты или храбрости.
«Мертвая петля» — это когда самолет буквально выполняет такую фигуру в вертикальной плоскости, даже замкнутый круг. Неслучайно такая фигура была названа в честь Петра Нестерова. Он был первым, кто это сделал. Вы должны помнить, что это произошло почти сто лет назад, когда самолеты были, как мы говорим, «лоубоями», — добавил Попов.
По его словам, мертвая петля вызвала сенсацию во многих странах мира — впервые люди узнали, что самолет может совершать такие подвиги. А петля Нестерова может быть полезна в реальных боевых условиях — например, для уклонения от противника.
«Кобра Пугачева»
Еще один самолет с русской фамилией — «Кобра Пугачева», который мир увидел на авиашоу в Ле Бурже в 1989 году. В этот момент Су-27 успел выполнить маневр.
Во время выполнения фигуры нос самолета кратковременно поднимается, самолет замедляется, а затем возвращается в исходное положение. Этот трюк делается не для красоты. Она имеет военное назначение. Маневр подходит для ухода от преследования.
«При выполнении той же пугачевской «Кобры» самолет «останавливается», каким-то образом исчезает с радаров самолетов противника на одну, полторы или полторы секунды. За это время есть возможность сманеврировать, зайти в хвост атакующему самолету и сбить его», — объясняет военный историк Юрий Кнутов.
Однако практически невозможно осуществить эту систему в европейских или американских самолетах. Секрет кроется в устойчивости и приспособляемости российских самолетов, которые выполняли «Кобру», не теряя пространственной ориентации.
Су-27
Многоцелевой всепогодный сверхзвуковой истребитель четвертого поколения, по классификации НАТО — Flanker-B (переводится как «фланкер» — прим. ТАСС). Он был разработан в ответ на американский истребитель F-15, но в итоге превзошел его и завоевал несколько наград как один из лучших истребителей прошлого века. Серийно выпускался на Комсомольском авиационном заводе на Амуре (им. Ю.А. Гагарина) с 1981 года и поступил на вооружение в 1985 году. Через пять лет он был официально принят на вооружение и стал одним из важнейших боевых самолетов ВВС России (ныне входящих в состав Воздушно-космических сил).
На его основе был создан истребитель Су-33 (Су-27К) со складывающимися крыльями и горизонтальными хвостовыми консолями. С 1991 по 2016 год одно- и двухместные Су-27П Су-27УБ использовались знаменитой пилотажной эскадрильей «Русские витязи». Версии различных типов самолетов, созданных на базе Су-27, в настоящее время эксплуатируются более чем в 30 странах мира. Всего было построено более 800 самолетов.
Су-27К отличался от наземной версии — это был фактически новый самолет. «Она приобрела совершенно новое качество, потому что нам пришлось решать очень серьезные проблемы, связанные именно с посадкой корабля. Мы должны были обеспечить очень низкую скорость сближения, что означает высокие аэродинамические характеристики стартовой и посадочной конфигурации носителя. И, конечно, обеспечить взлет с максимальной взлетной массой самолета (с полной заправкой и вооружением) с короткой дистанции.
Су-27К получил горизонтальное оперение в носовой плоскости, изменен контур законцовок крыла, усовершенствованы дистанционное управление и гидравлические системы. Рукоятки крыльев были сложены. Особое внимание было уделено защите от коррозии с учетом «морских» требований к покрытиям и герметикам отдельных компонентов.
Проект возглавлял генеральный конструктор Николай Симонов, а Константин Марбашев (главный конструктор ОКБ Сухого по морской авиации с 1989 года) выполнял функции главного инженера по летным испытаниям. В проекте также участвовали Михаил Погосян, Юрий Шенфинкель и Александр Блинов.
Благодаря кропотливой командной работе летом 1987 года морская «Дрюшка» была сдана на испытания, а через шесть месяцев был построен второй прототип. В сентябре 1988 года один из прототипов попал в аварию: Его пилот, Николай Садовников, получил травму позвоночника во время заноса и не смог вернуться к испытательному полету. После этого Пугачев продолжал летать. В течение года после аварии и до момента проведения испытаний на борту корабля было проведено около 300 полетов, в ходе которых имитировались заходы на посадку на палубу крейсера и оценивалась совместимость самолетов и бортового радиоэлектронного оборудования корабля.
В конце октября 1989 года «Тбилиси» вышел с Черноморского судостроительного завода (БСЗ, Николаев) для дальнейших ходовых испытаний в Черном море: «Было правительственное распоряжение проверить крейсер во всех его боевых системах и вообще как боевую единицу, — рассказывает Пугачев, — и к тому времени мы уже непосредственно занимались его системами управления и радиосвязью. Мы даже совершали пролеты на низком уровне. В то время там находилась большая научная группа из наших ведущих институтов, чтобы проконсультировать готовность всех систем к получению разрешения на первую посадку.
«Расправив щеки, самолет стоит»
Незадолго до этого в жизни шеф-пилота ОКБ Сухого произошло еще одно знаменательное событие: Кобра», позже названная в честь Пугачева, впервые появилась на Су-27. Это произошло на авиасалоне в Ле Бурже в июне 1989 года, и справедливо будет сказать, что авиационный мир был поражен, узнав, что можно летать хвостом вперед и достигать угла атаки более 90 градусов.
В 1988 году компания «Сухой» начала исследования в области гиперманевренности. Стало ясно, что Су-27 обладает возможностями, о которых мир раньше не знал. Аэродинамики В. Гутник, О. Калибабчук и главный инженер В. Иванов.
«Первый осуществленный полет был разработан нашим главным инженером Вячеславом Гутником. Он по-прежнему работает в конструкторском бюро, в отделе устойчивости и управления. Она была проведена 24 февраля 1989 года. Если кто-то уже делал это раньше, надо показать летную работу», — говорит Пугачев. Советский Союз уже выполнял подобные полеты, но все они были более поздними, а этот был первым — динамическое тормозное катапультирование во время атаки.
«Стрелять сложнее, чем управлять истребителем». Как проводится аэрофотосъемка
В результате было решено показать «Кобру» на Парижском авиасалоне и включить ее в демонстрационные полеты. «Наш генерал Михаил Симонов дал указание отделу устойчивости и контроля подготовить боевую программу, не только показать самолет, но и доказать, что он лучший», — рассказывает Пугачев, который в то время был назначен шеф-пилотом. В то же время программа должна была включать не только маневры, существовавшие в то время, но и своего рода суперманевр. Например, Анатолий Квочур впервые выполнил трюки Bell на самолете МиГ-29 на авиасалоне в Фарнборо в 1988 году. Поэтому мы искали что-то новое, что-то, что могло бы нас удивить. И это то, что мы сделали.
Фигура высшего пилотажа «Кобра»
Он демонстрирует управление шагом в динамике полета, устойчивость на больших углах атаки и гиперманевренность реактивного самолета. В этом случае истребитель наклоняет нос настолько, что отклоняется назад, но сохраняет направление полета. Это позволяет самолету достигать углов атаки более 90 градусов (около 110 градусов для Су-27), а затем возвращаться в нормальный полет практически без потери высоты.
Практическая значимость этой схемы в бою заключается в возможности экстренного снижения скорости (аэродинамическое торможение — второе название «Кобры»), что позволяет стряхнуть с хвоста вражеский истребитель в ближнем бою и «перехитрить» радары, выбирая движущиеся цели.
Задание было довольно интересным. Поэтому по предложению ведущих специалистов и самого Симонова самолет был перепроектирован.
Петля Иммельмана
Разворот Иммельмана — это маневр, при котором, достигнув середины восходящей петли, пилот завершает ее в верхней точке, совершая разворот на 180 градусов вокруг продольной оси и выводя самолет в нормальный ровный полет. Этот маневр также известен как «полупетля-полуспина». Однако обычно его называют поворотом Иммельмана или просто Иммельмана, поскольку впервые он был выполнен в 1915 году двадцатипятилетним Максом Иммельманом во время одного из воздушных боев Первой мировой войны. Моноплан Fokker E.III Иммельмана шел лоб в лоб с вражеским самолетом, и немец совершил отчаянный маневр, приземлившись позади и над врагом. Благодаря своему таланту, молодому летчику удалось сбить 15 самолетов всего за один год. И даже сегодня характер Иммельмана является одной из ключевых фигур, которые должен выполнять каждый военный летчик.
Интересный факт. Это формирование также является бесспорным лидером по количеству награжденных Рыцарским крестом Железного креста.
Штопор
Штопор — это не столько фигура, сколько ситуация, которая заставляет самолет опускаться по крутой нисходящей спирали с малым радиусом. Штопор был впервые использован в качестве маневра 24 сентября 1916 года летчиком Константином Арцеуловым, который преднамеренно загнал Nieuport XXI в пробку на высоте две тысячи метров, а затем выбросился из самолета. На следующий день штопор был включен в программу обучения пилотов. Благодаря Арцеулову многим летчикам удалось спасти свои самолеты и свои жизни под зенитным огнем. Они просто раскрутили свой самолет, а противник на земле решил, что самолет был подбит и упал. Как только пожар прекратился, пилот вывел свой самолет из штопора и спасся от огня. Хотя гироскоп был изучен давно, его не удалось «приручить», и он продолжает уносить жизни пилотов.
Интересный факт: до того, как Арцеулов выяснил, почему самолет вошел в штопор, никто не знал, почему это произошло. И многие считали, что в воздухе были странные вихри, которые тянули самолет к земле, как водоворот.
Ранверсман
Runwaysman — это трюковой маневр, при котором самолет набирает высоту, не меняя угла наклона, пока не начнет терять скорость. Затем он совершает быстрый разворот на 180 градусов без потери высоты и вращения вокруг продольной оси. Затем он ныряет в направлении, противоположном первоначальному. Этот маневр также известен как «переворот» или «поворот со скольжением». По сообщениям, впервые он был испытан в 1930-х годах и позволял пилотам быстро менять направление в разгар боя. Эта техника универсальна. Он подходит для атаки противника, идущего с противоположного направления, на большой высоте и низкой скорости. В этом случае атакующий находится позади и немного выше противника. В случае контратаки, если противник находится позади и есть разрыв в расстоянии, контратакующий будет находиться на встречном курсе к противнику после реверса.
Интересный факт: Существует трюковая фигура под названием «Молотоголовый». Он очень похож на пушку, но в отличие от пушки, самолет набирает высоту свечой. Затем он зависает в воздухе, поворачивается к земле и ныряет. Эта фигура была изобретена примерно десятью годами ранее его братом-близнецом, но подходит только для трюковых соревнований, потому что в бою парить в воздухе означает быть сбитым почти в 100% случаев.
Краткая справка
Пугачев Виктор Георгиевич, родился 8 августа 1948 года в Таганроге. Заслуженный летчик-испытатель СССР, полковник. Выпускник Высшего военного авиационного училища в Ейске, Школы летчиков-испытателей Министерства авиационной промышленности. Работал летчиком-испытателем в Научно-исследовательском институте авиации им. Работал летчиком-испытателем в Летно-исследовательском институте имени М.М. Громова, ОКБ Сухого и установил 13 мировых рекордов. В настоящее время он является заместителем главного конструктора по летным испытаниям в ОКБ Сухого. За мужество и героизм, проявленные при испытании новых самолетов, он был удостоен звания Героя Советского Союза и награжден орденами Ленина, Почета, «За личное мужество», «За заслуги перед Отечеством» III степени, медалью «За отвагу» и медалью «Золотая Звезда». Он был одним из первых, кто был награжден орденом В. В. Премия Высоцкого «Собственная пьеса».
Для истребителей гибкость является необходимым условием выживания. По этой причине все дизайнерские бюро в мире работают над созданием функций гибкости. В сочетании с вооружением самолета это обеспечивает выполнение поставленной задачи. Одним из направлений повышения гибкости, которое в последнее время стало широко известно как в России, так и за рубежом, является концепция гиперманевренности. Это предполагает разработку бойцов и тактики, позволяющих им маневрировать за пределами критических углов атаки до высоких углов атаки во время боевых маневров. Центральный аэрогидродинамический институт имени Н.Е. Жуковского проводит теоретические и экспериментальные работы по маневренности самолетов с конца 1970-х годов. В дальнейшем ЦАГИ совместно с ОКБ Сухого, ОКБ Микояна, ГосНИИАС и ЛИИ провели многочисленные расчеты, аэродинамические испытания в тоннелях, моделирование на летных тренажерах, летные испытания на динамически подобных моделях и на самолете Су-27. Теоретически в то время предполагалось, что Су-27 не будет вращаться, и было запрещено летать на самолете с углом атаки более 24 градусов. Однако несколько случаев в практическом полете, когда самолет почти терял вращение, заставили специалистов ОКБ Сухого усомниться в правильности теории. Испытания Су-27 проводились в конце 1980-х годов, когда он вышел из неконтролируемой аварии. Моделирование показало, что при определенных условиях самолет может достичь чрезвычайно крутого угла атаки, не разрушаясь и сохраняя управление. По инициативе главного конструктора ОКБ Сухого Михаила Петровича Симонова были проведены дополнительные работы по исследованию гиперманевренности истребителя. Исследовательским проектом руководил главный конструктор Вячеслав Гутник. Летные испытания с динамическим большим углом атаки включали отработку динамического выхода из горизонтального полета на небольшой высоте 400-500 м. Испытательные полеты начинались на высоте 10 000 м, снижаясь при успешном выполнении маневра. Первые полеты осуществлялись с системой управления, которая ограничивала угловую скорость. Они показали, что такой маневр в принципе возможен, но возникающее боковое движение не позволяет совершить стабильный маневр.
Так что же такое «Кобра Пугачева»?
Затем было решено перейти на принудительное рулевое управление. Это значительно повысило устойчивость маневра, и к концу апреля 1989 года В.Г. Пугачев уверенно летал на самолете на высоте 400 метров, освоив технику «хвост вперед». В рамках участия ОКБ Сухого в международном авиасалоне в Ле Бурже в 1989 году возможности Су-27 были впервые продемонстрированы в специальном демонстрационном полете с использованием элементов гиперманеврирования. Одним из этих элементов был быстрый разворот на 100-120 градусов, который был представлен как супер операция, которую мог выполнить только Су-27. Многие эксперты утверждали, что самолет с таким углом атаки должен просто разбиться, так как это крайне опасно. Поскольку требования к безопасности на авиасалоне были очень жесткими, Михаилу Симонову пришлось использовать весь свой авторитет, чтобы доказать международной комиссии, что специалисты ОКБ Сухого провели «тысячи» таких операций, которые гарантировали абсолютную безопасность. Вот как описывает ситуацию летчик-испытатель В.Г. Пугачев. А для этого необходимо представить программу в полете. Я так и сделал. К текстовой части программы претензий не было, но после приземления меня спросили: «Что это было? Что случилось в самолете?» Мы сказали им: «Все идет по плану. Прочитайте его внимательно. Это установленный факт». Они удивились: «Да? Можно я еще раз покажу?». Поэтому я показал его им еще три раза. «Каков угол атаки? «Девяносто градусов? Не может быть!» Наконец, чтобы убедиться, французы спрашивают меня: «Сколько раз вы это делали? Дизайнер не моргает: «Тысяча!». Затем они сдались и позволили нам двигаться дальше. С легкой руки Михаила Симонова появилось имя персонажа: Он сказал журналистам: «Представьте себе кобру, когда она нападает», — и все обратили внимание. За теоретическую разработку и освоение этого маневра группа сотрудников ЦАГИ — Ю.Н. Желнин, В.Л. Суханов, Л.М. Шкадов — и летчик-испытатель В.Г. Пугачев в 1990 году были удостоены премии имени Жуковского. «Кобра Пугачева» — один из первых шагов на пути к разработке новых возможностей истребителя. Специалисты продолжают совершенствовать «Кобру», так что сейчас существует несколько вариантов суперманевра. Например, одна из форм, называемая «осенним разворотом», представляет собой «Кобру Пугачева» (угол атаки визуально около 70°), за которой следует разворот по короткому радиусу в горизонтальной плоскости. «Кульбит»,
или «крен на 360°» в некотором смысле является дальнейшим развитием маневра «Кобра»: самолет возвращается в исходное положение не за счет движения назад, а за счет продолжения вращения. Крюк» при захвате — это маневр «Кобра», выполняемый с креном 90°.
Кобра» Пугачева — трюковой самолет, демонстрирующий управление шагом в динамике полета, устойчивость на больших углах атаки и высокую маневренность реактивного самолета.~ В «Кобре» самолет резко отклоняется носом назад, но сохраняет направление полета. Это позволяет самолету достигать углов атаки более 90 градусов: 110 градусов для Су-27 и до 180 градусов для Су-37 (что позволяет Су-37 летать хвостом вперед). Затем самолет возвращается в нормальный режим полета, практически не теряя высоты.
Какое же практическое значение имеет «Кобра Пугачева» для реального боя?
Технически маневр выполняется следующим образом: На высоте 500-1000 м и скорости около 500 км/ч пилот берет управление полностью «под свою власть» и возвращается в почти нейтральное положение при достижении угла крена 120°. После достижения оперативного угла атаки пилот немного возвращает управление назад, не допуская перехода на отрицательные углы атаки. Время пребывания на критических углах атаки должно быть как можно меньше, иначе возникнет боковое движение и срыв. Поэтому вращение в продольной плоскости должно быть интенсивным, с высокой угловой скоростью (около 65°/с). Время маневрирования составляет 5-6 с, а время пребывания на углах атаки, превышающих критический угол, составляет 2,5-3,5 с. Это приводит к углам атаки 70-120°, углам атаки 80-95°, скорости входа в рис.
500 км/ч и во время взлета 200-230 км/ч. Со стороны это выглядит так: Самолет летит, затем поднимает нос и замирает, как кобра, на несколько секунд, после чего снижается практически без потери высоты. В этот момент самолет хлопает, трясется и гудит. Это неудобно, потому что находится выше по течению.
