Tractiunea vectoriala
Tractiunea vectoriala a turboreactoarelor este obtinuta prin devierea jetului de gaze fata de axa centrala. Forta de tractiune astfel orientata creeaza momente ce permit controlul celor trei „grade de libertate” aerodinamica ale avionului: giratie, ruliu, tangaj.
Tractiunea vectoriala poate fi de tip 2D sau 3D in functie de cate grade de libertate poate controla. Motoarele sunt de tip turbofan cu postcombustie, cu ajutaje orientabile.
Tractiune vectoriala pentru V/STOL
Sunt motoare de tip 2D.
Primul motor cu tractiune vectoriala a fost Rolls Royce Pegasus care a echipat familia de avioane VTOL Harrier incepand cu 1967. Cu mai putin succes a fost motorul Rybinsk RD 38, care a echipat YAK 38 M. avionul VTOL al marinei sovietice.
Motorul T 135 PW 600 face parte din sistemul STOVL al lui F 35B
Tractiunea vectoriala pentru manevrabilitate
Dupa experienta castigata in dezvoltarea tractiunii vectoriale pentru avioane STOVL, a urmat folosirea acesteia pentru cresterea manevrabilitatii.
Avioanele care folosesc sistemul 2D sunt:
F 15 STOL/MTD (Maneuver Technical demonstrator) – 1988
McDonnell Douglas X-36
F 22 RAPTOR ( ruliu si tangaj) 1990
Avioane cu sistemul 3D
– experimentale : F 15 ACTIVE , F 16 VISTA , X 31, F 18 HARV , Mitsubishi X 2
SU 37, MIG 29OVT, PAK FA T 50
F 16 VISTA , F 18 HARV, X 31
MIG 29 OVT
– operationale: SU 30 MKI.MKM,MKA,SM, SU 35S, MIG 35
echipate cu motoarele AL 31FP (SU 30), AL 41FS (SU 35), respectiv RD 33OVT
Suhoi 30MK
AL-31FP are ajutajul orientabil in doual planuri cu unghiuri de +/- 15 grade, iar prin actionarea diferita a celor doua motoare se realizeaza controlul de tangaj, ruliu si giratie.
Tractiunea este comandata printr-o maneta de gaze normala, cu posibilitatea activarii unui computer pentru evolutii dificile, acesta controland ajutajele si suprafetele de comanda.
AL 41FS (117 S), ce echipeaza SU 35 si PAK FA T-50, functioneaza in acelasi mod, diferenta existand in faptul ca motoarele ce echipeaza SU-urile au ajutajul reglabil intr-un singur plan cu posibilitatea rotirii axei, pe cand cel de pe T 50 este de tip MATV (Multi Axis Thrust Vectoring), orientarea fiind facuta in orice directie.
Un motor MATV este dezvoltat pentru Eurofighter Tranche B.
EJ 230 motorul pentru Eurofighter B
Americanii au cercetat folosirea tractiunii vectoriale prin programe derulate de NASA la inceputul anilor ’90, prin modificari facute pe F15, F 16, F 18 si prototipul X 31. X 31 a fost prezentat la salonul Le Bourget 1995, iar SU 37 in 1996 la Farnborough.
Singurul avion operational al USAF cu tractiune vectoriala pentru manevrabilitate este F 22. Rusii folosesc sistemul pe toate variantele moderne de SU si MIG 35.
Avantajele tractiunii vectoriale
– scurtarea distantei de decolare si a celei de aterizare – ESTOL (Extremely Short Take-off and Landing)
– cresterea manevrabilitatii la viteze supersonice mari, cand suprafetele de comanda isi pierd din eficacitate
– reducerea suprafetelor de comanda pentru micsorarea RCS
– crestera unghiului de atac si o mai mare precizie in orientare pentru tintire
– evolutii de zbor sub viteza limita ( post – stall ). Daca pentru avioanele obisnuite scaderea sub viteza limita duce la angajare sau intrare in vrie, cu tractiunea vectoriala se pot face manevre si sub aceasta.
Zborul in afara limitelor aerodinamice ale unui avion se numeste supermanevrabilitate.
Evolutii acrobatice cu tractiune vectoriala
Cobra lui Pugachev
Este o manevra spectaculoasa efectuata prima data in 1989 de Pugachev cu SU 27 la salonul aeronautic Le Bourget.
Poate fi executata si de avioane fara tractiune verticala dar cu un raport mare tractiune/ greutate.
COBRA PAK FA T-50
Kulbit
Denumirea Kulbit vine din rusa (inseamna tumba) si este o Cobra executata cu rotire completa la 180 grade. Se mai numeste Chakra lui Frolov, primul pilot ce a facut aceasta evolutie. F22 vs SU 35
MIG 29 dublu Kulbit
F 22 vs SU 35 (haios)
Manevra Herbst (J-turn)
A fost facuta prima data de pilotul german Karl Heinz Lang in 1993 cu X 31. Se numeste asa dupa seful programului X 31(cooperare SUA Germania) , Wolfgang Herbst.
X-31 J-turn
Discutiile despre eficienta folosirii supermanevrabilitatii in lupta sunt partizane. Cobra, chiar daca este spectaculoasa, este considerata total nefolositoare, aducand avionul intr-o situatie de vulnerabilitate prin pierderea de energie.
Manevra Herbst in schimb ar putea fi utila intr-o confruntare WVR.
Simularile de lupta aeriana intre X 31 si F 18, au aratat un avantaj net pentru avionul cu tractiune vectoriala. Cu toate acestea, americanii nu o folosesc decat pe F 22, sustinand ca o viitoare lupta aeraina se va face numai dincolo de raza vizuala (BVR).
In cazul unei confruntari la vedere (putin probabila), rusii sustin ideea folosirii supermanevrabilitatii la viteze mici fata de conceptul american de a mentine o energie cinetica cat mai mare pentru a avea mai multe optiuni de manevra. Tot rusii afirma ca manevre cu tractiune vectoriala la viteze mici, pot „pacali” un radar Doppler, a carui sensibilitate scade daca tinta are mai putin de 100 km/h si este vazuta din anumite unghiuri.
Problema de fond este de fapt daca avioanele pot ajunge sau nu in conditii de lupta 1:1 la vedere, tinand cont de eficienta radarelor, sistemelor IRST si a rachetelor AA cu raza lunga.
Indiferent de eficienta in lupta aeriana a tractiunii vectoriale, avantajele oferite de distante mici de aterizare si decolare, manevrabilitate sporita la viteze si inaltimi mari, probabil aceasta va fi o solutie folosita de tot mai multe avioane de lupta.
Cel mai bun exemplu este F 22 care combina caracteristicile stealth cu supermanevrabilitatea.