Таким образом, мысль о создании надводных кораблей с самолетами на борту, зародившаяся в начале XXв. в русском флоте, получила материальное воплощение в нашем ВМФ в 60-х годах.
Идея сращивания кораблей с авиацией, реализованная нашим флотом, имеет свой, особенный характер и не копирует тот путь, который выбран другими странами. Наши авианосные корабли являются средством, обеспечивающим боевую устойчивость главных сил флота - ракетных подводных крейсеров стратегического назначения (РПКСН). Главное их предназначение - обеспечивать развертывание РПКСН в океан и решение свойственных им задач. Кроме того, авианосным кораблям вменяется:
обеспечение высадки морских десантов (ПВО, ПЛО);
уничтожение подводных лодок и противолодочных надводных кораблей;
перекрытие ракетных залпов самолетами РЭБ;
дальнее обнаружение надводных кораблей и целеуказание ракетному оружию своим надводным кораблям.
Осуществляя свои основные функции, авианосные крейсера несут службу в открытых районах Мирового океана, находятся не в составе самостоятельных авианосных сил, а в строю разнородных соединений, действуют не против крупных надводных кораблей (групп кораблей), а имеют совершенно иные цели.
Принципиальные различия в задачах, решаемых авианосцами США и авианосными крейсерами нашего ВМФ, оказали существенное влияние и на конструктивные особенности отечественных кораблей. Они имеют меньшее водоизмещение и качественно отличное вооружение - противокорабельные ракеты оперативного назначения.
Авиационная реактивная техника, став одним из главнейших средств вооруженной борьбы, поставила на повестку дня множество проблем организационного, технического и тактического порядка, в том числе и условий базирования. Речь идет о резком увеличении размеров аэродромов в связи с созданием на них бетонных взлетно-посадочных полос (ВПП) большой протяженности.
Предполагается, что с началом войны противоборствующие стороны будут стремиться нейтрализовать действия авиации противника путем нанесения ударов по авиационным объектам. Повредить ВПП при их настоящих размерах не представляет особой сложности. Поэтому сразу же с началом эксплуатации реактивных самолетов перед наукой с особой остротой встал вопрос создания таких самолетов, которые, обладая высокой скоростью полета и большой грузоподъемностью, имели бы малые значения взлетно-посадочных характеристик, основными из которых являются взлетная и посадочная скорости, длина взлета и пробега. Авиационные конструкторы включились в поиск путей резкого сокращения длины разбега самолета на взлете и пробега при посадке.
Работы по сокращению длины разбега велись в двух направлениях. Первое направление предусматривало увеличение подъемной силы крыла за счет применения на нем различных устройств (предкрылков, интерцепторов), управляющих пограничным слоем, а также отсасывание слоя, изменение геометрии крыла в полете.
Второе направление имело целью за короткое время обеспечить самолету дополнительное ускорение при взлете. Это достигалось за счет следующих организационных мероприятий и научных идей:
управления тяги двигателей (путем применения форсажных камер);
использования стартовых ускорителей (пороховых или ЖРД);
катапультирования самолета.
Более сложной оказалась разработка способов сокращения длины пробега. Для этого исследовали разные варианты, а именно:
аэродинамическое торможение (установка на крыле тормозных щитков, размещение в хвосте самолета тормозного парашюта);
механическое торможение (установка на шасси мощных тормозов различных конструкций);
газодинамическое торможение (реверс тяги двигателей) и, наконец, насильственное торможение (аэрофинишеры).
На рубеже 50-х и 60-х годов конструкторы вплотную подошли к принципиально новому решению этой проблемы - созданию самолетов, способных взлетать и садиться вертикально, не теряя своих главных скоростных качеств и грузоподъемности. А начиналось это с создания вертолета (винтокрыл И.И.Братухина – 1936г., Н.И.Камова – 1959г.) и закончилось созданием самолетов вертикального взлета и вертикальной посадки. Весь процесс создания таких летательных аппаратов занял около полутора десятков лет.
Для выполнения вертикального взлета и посадки (самолет должен был зависать в воздухе, осуществлять разгон и гасить скорость до нуля) необходимо было обеспечить три условия.
Первое - силовая установка должна иметь тягу, превышающую массу самолета, или же самолет должен иметь специальные устройства (эжекторы), увеличивающие тягу основной силовой установки.
Второе - тяга на взлете и посадке должна быть направлена вверх, а при полете - горизонтально (за счет поворотного сопла, изменяющего вектор тяги двигателя).
Третье - на самолете, кроме аэродинамических рулей, должны быть струйные рули для управления самолетом в трех плоскостях (по курсу, крену и тангажу) как на режиме висения, так и на переходных режимах до эволютивной скорости, когда вступают в работу аэродинамические рули.
Одним из первых в мире разработку и создание боевого самолета такой конструкции осуществил в начале 70-х годов дважды Герой Социалистического Труда А.С.Яковлев.
При создании СВВП исследования шли по нескольким направлениям.
Первое направление предусматривало использование на самолете одних и тех же двигателей как для режима вертикального взлета и посадки, так и для обеспечения горизонтального полета. В этом направлении наиболее перспективными (получившими практическую реализацию в боевой авиатехнике) оказались самолеты, у которых вертикальная и горизонтальная тяга создавалась одним турбореактивным подъемно-маршевым двигателем (ПМД) путем поворота потока газов специальным соплом (соплами), а также самолеты с дополнительными подъемными двигателями (ПД), синхронно связанными с основным подъемно-маршевым двигателем. ПД использовались только на взлете и при посадке. Менее перспективными в этом направлении были такие самолеты, у которых для получения вертикальной (горизонтальной) тяги на 90° поворачивались отдельные агрегаты (винты, турбовинтовые двигатели вместе с винтами или крыло вместе с турбореактивными двигателями) или силовая установка в целом.
Второе направление включало разработку самолетов, у которых для горизонтального полета использовались одни силовые установки, а для вертикального режима - другие.
Третье направление имело целью создание самолетов с изменением конструктивных параметров в полете (поворот винтов, двигателей, крыла вместе с силовыми установками, части крыльев, части винтов и т.д.). Широкие применение на реактивных самолетах получало изменение геометрии крыла. Однако этот способ для сокращения взлетной и посадочной дистанции к СВВП не подходит.
Четвертое направление - СВВП с эжекторными и вентиляторными установками - можно, по-видимому, считать перспективным. Здесь тяга двигателей меньше взлетной массы самолета, но за счет специальных устройств - эжекторов более чем в 5раз увеличивается объем газов, выбрасываемых двигателями, что приводит к росту реактивной тяги (ее значение становится выше массы самолета).
Таким образом, в разработке и создании СВВП исследовалось довольно много вариантов, однако в корабельной авиации практически реализованы лишь две схемы. Первая схема обеспечивала создание вектора вертикальной (горизонтальной) тяги одним подъемно-маршевым двигателем путем использования поворотных сопел (самолет “Харриер” - Англия, АУ-8А, АУ-8В - США). Во второй схеме использовались дополнительные подъемные двигатели, синхронно связанные с основным, имеющим поворотное сопло (Як-38 - СССР).
Вместе с рядом положительных, принципиально новых качеств (резкое сокращение размеров бетонных ВПП, возможность эксплуатации и боевого применения в корабельных условиях без катапульт и аэрофинишеров) СВВП обладают весьма существенными недостатками. Главный из них - большая продолжительность взлета и посадки, при которых расходуется огромное количество (более30%) топлива. В итоге у самолета резко ухудшаются основные летно-тактические характеристики: радиус действия, полезная нагрузка, время пребывания в воздухе.
Конструкторы предложили применять для СВВП взлет с коротким разбегом (ВКР) и посадку без режима висения с коротким пробегом, проведя для этих целей необходимую доработку системы управления поворотом сопел двигателя. Время поворота сопел ПМД из горизонтального положения в вертикальное резко сократилось.
После англо-аргентинского конфликта зарубежные военные специалисты вновь заговорили о торможении самолета в ходе маневренного воздушного боя как о необходимом тактическом элементе. Основой для такого мнения послужили успешные действия английских самолетов “Харриер”, летавших на дозвуковых скоростях, против аргентинских самолетов “Мираж-3” и “Даггер”, имевших в 2раза большие скорости. Английские самолеты сбили 19самолетов противника, не потеряв ни одного самолета.
Успех стал возможным благодаря тому, что “Харриеры” могли буквально разворачиваться вокруг своей вертикальной оси, быстро уменьшать скорость (резкое торможение выполняется путем перевода сопла двигателя в любое положение относительно вертикали) и при этом занимать выгодную позицию для использования оружия.
Наши конструкторы, создавая СВВП, взяли за основу вторую схему, т.е. подключили к основному подъемно-маршевому двигателю с поворотным соплом два синхронно связанных с ним подъемных двигателя. При этом ПД использовались только на взлете и посадке, а в полете выключались.