Журнал «Вокруг Света» №12 за 2009 год
Шрифт:
Естественно, что летчикам и авиаконструкторам такой эффект был вовсе не нужен, но нашлись и те, кто сумел рассмотреть за ним нечто большее — базу для нового направления в конструировании транспортной техники. Так и возникла в первом приближении идея создать летательный аппарат нового типа, экраноплан — от французских слов 'ecran (экран, щит) и planer (парить, планировать).
Если же говорить научно-техническим языком, то экранопланы — это летательные аппараты, использующие при своем движении эффект увеличения аэродинамического качества ЛА (отношения коэффициента его аэродинамической подъемной силы к коэффициенту лобового сопротивления) за счет близости экрана (поверхности земли, воды и т. д.), обусловленный тем,
При этом Международная морская организация (IMO) относит сегодня экранопланы к морским судам, а их дальнейшим развитием стал экранолет, способный не только следовать на экране, но и оторваться от него и лететь на больших высотах, как обычный самолет.
Эффект экрана для «чайников»
Экранный эффект очень похож на эффект от воздушной подушки, на которой движутся соответствующие суда. Только в случае экрана эта подушка образуется путем нагнетания воздуха не специальными устройствами — расположенными на корабле вентиляторами, а набегающим потоком. То есть крыло экраноплана создает подъемную силу не за счет падения давления над верхней плоскостью, как у «нормальных» самолетов, а за счет повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах — от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от размеров крыла и экраноплана. Причем у больших экранопланов высота полета «на экране» может достигать 10 и более метров. Чем шире и длиннее крыло и ниже скорость, тем сильнее эффект.
Опытный экраноплан — пилотируемая самоходная модель СМ-6, на которой отрабатывались технические идеи, ставшие базой для первого серийного экраноплана «Орленок». СМ-6 имел один маршевый двигатель, установленный на киле, и два стартовых, «поддувных», двигателя, Экраноплан СМ-2 был по строен по новой аэрогидродинамической компоновочной схеме — с низкорасположенным расположенных в носовой части корпуса «елочкой». Конструкция экраноплана — цельнометаллическая, клепаносварная
Первые опыты
В свое время использовать экранный эффект (еще неоткрытый тогда) попытался французский изобретатель Клеман Адер, в 1890 году построивший и испытавший катер «Эол», имевший большое складывающееся крыло и хвостовой горизонтальный стабилизатор, которые позволяли частично разгрузить водоизмещающее судно. Под крылом машины были сделаны особые каналы, по которым за счет скоростного напора и подавался поднимающий катер воздух. В дальнейшем Адер построил катер, у которого воздух под крыло подавался с помощью компрессора.
Основные работы над новыми аппаратами, использующими при своем движении экранный эффект, относятся к началу 1930-х годов, хотя теоретические труды по данной теме стали публиковать намного раньше. Так, например, в 1922 году в СССР вышла статья специалиста-аэродинамика Бориса Николаевича Юрьева «Влияние Земли на аэродинамические свойства крыла». В ней изобретатель автомата перекоса (устройство для управления лопастями несущего винта), будущий действительный член Академии наук СССР и генерал-лейтенант инженерно-технической службы, фактически дал зеленый свет созданию экранопланов, теоретически обосновав возможность практического использования экранного эффекта.
В целом вклад отечественных ученых и инженеров в экранопланостроение огромный, если не решающий. Специалистам хорошо известна, вероятно, первая в данной области практическая разработка — проект экранолета-амфибии, предложенный советским авиационным инженером Павлом Игнатьевичем Гроховским. «Мне пришла мысль использовать «воздушную подушку», то есть образующийся под крыльями
Американский военнотранспортный корабль «Колумбия», спроектированный в 1962 году. Проект остался нереализованным
И уже в 1932 году Гроховский с соратниками сконструировал полномасштабную модель нового морского летательного аппарата-катамарана, который имел центроплан с большой хордой, концевые элементы в виде фюзеляжей-поплавков и размещенные в носовых частях последних два перспективных двигателя М-25 мощностью около 700 л. с., а также поворотный закрылок, позволявший увеличить подъемную силу при взлете и посадке. Этот «протоэкраноплан» мог скользить на небольшой высоте над любой ровной поверхностью. Причем аэродинамическая компоновка довольно-таки большой по тогдашним меркам машины характерна и для ряда современных аппаратов данного класса.
Зимой того же года финский инженер Тоомас Каарио, которого на Западе считают «первым создателем настоящего экраноплана», приступил к испытаниям сконструированного им летательного аппарата, использующего эффект экрана и построенного по схеме «летающее крыло». Опыты проводились на льду замерзшего озера: экраноплан был несамоходным и буксировался аэросанями. И только в 1935—1936 годах Тоомас Каарио сумел построить экраноплан, оснащенный одним 16-сильным двигателем и воздушным винтом, но его корабль-самолет пролетел всего несколько метров и развалился. После Второй мировой войны он продолжил работы в этой области и создал еще несколько опытных аппаратов, но в серию ни один из них не пошел.
В 1940 году американский инженер Д. Уорнер создал диковинный аппарат, названный им компрессорным самолетом. Он представлял собой фактически оснащенный системой крыльев катер, державшийся на воде, но не на воздушной подушке, как современные КВП, а на воздушном потоке, создаваемом расположенными в носу двумя мощными вентиляторами и нагнетаемом под днище судна. Крейсерский режим «плавания» обеспечивали два авиадвигателя с воздушными винтами, расположенные на основном несущем крыле. Таким образом, американец впервые предложил разделить стартовую (поддувную) и маршевую силовые установки.
Одним из активных сторонников экранопланостроения в СССР был Роберт Бартини, под непосредственным руководством которого создан экранолет — вертикально взлетающий самолет-амфибия ВВА-14М1П с максимальной взлетной массой 52 тонны и дальностью полета около 2500 км
Интерес на бумаге
Лишь через несколько лет после окончания Второй мировой войны интерес к экранопланной тематике возобновился. Пальму первенства здесь попытались перехватить Соединенные Штаты — уже в 1948 году шестиместный аппарат создал инженер Х. Зундштедт. А конструктор Уильям Бертельсон в 1958—1963 годах поднял в воздух сразу несколько экранопланов с двигателями мощностью до 200 л. с. и сделал несколько важных докладов по данной теме на различных научных симпозиумах и конгрессах. В том же 1963-м инженер Н. Дискинсон также построил экраноплан, в следующем году швейцарец Х. Вейланд создал в США свой экраноплан, который, впрочем, разбился в ходе испытаний в Калифорнии.