|
2. Экраноплан – новый вид водного транспорта. Экраноплан рассматривается как новый вид водного транспорта, в котором объединены скоростные качества самолета с мореходностью и грузоподъемностью традиционных судов. Это летательный аппарат, способный совершать устойчивый и управляемый полет в непосредственной близости от подстилающей поверхности, с использованием полезного влияния эффекта экрана (VIG) в виде снижения аэродинамического сопротивления и повышения подъемной силы. Экраноплан обладает возможностью самостабилизации по высоте, крену и тангажу (дифференту), что обеспечивает безопасность полета на предельно малых высотах над гребнями волн. Основным режимом движения является установившийся горизонтальный полет, в котором управляющие воздействия пилота невелики и связаны в основном с поддержанием наивыгоднейших режимов полета на минимально возможной высоте над поверхностью. По конструктивно-технологическому устройству (металл, оборудование, двигатели) и условиям эксплуатации (базирование, взлет-посадка, полет) экраноплан практически ничем не отличается от гидросамолета. Его специфика заключается в способности к устойчивому приэкранному режиму крейсерского полета на высотах порядка 0 - 5 м. Полет в более плотных, чем у самолетов, слоях атмосферы позволяет создавать в 1,5-3 раза более тяжелые аппараты при той же площади крыла и мощности двигателя. Экранопланы могут заполнить важный участок в транспортных системах, являясь промежуточным звеном между обычным самолетом и кораблем. Интересные сравнительные данные экраноплана с другими видами транспорта представила фирма Локхид (США), табл. 2.1 [18]. Для сравнения в качестве широкофюзеляжного самолета использован грузовой вариант самолета Боинг В 747–200F, в качестве корабля средних размеров выбран корабль США типа Manhattan. Таблица 2.1.
Из таблицы видно, что ни один летательный аппарат не может сравниться с кораблем по грузоподъемности и эффективности использования топлива. Вместе с тем, скорость экраноплана почти в 10 раз выше, и для доставки срочных грузов экраноплан выглядит более выгодным в сравнении с самолетом, при условии, что его качество в полете будет более Ккр > 20-30. Интенсивные разработки проектов экранопланов были развернуты в начале 60-х годов прошлого века, когда Р.Е. Алексеевым (СССР) и А. Липпишем (США), независимо друг от друга, были разработаны и испытаны экспериментальные образцы экранопланов, обладающие высоким аэродинамическим качеством и устойчивостью полета вблизи поверхности, рис. 2.1-2.3. Позднее, в 70-х годах Г. Йоргом (ФРГ) предложен еще один вариант устойчивой в приэкранном полете схемы – схема «тандем», рис. 2.4.
Рис. 2.1. Самоходные модели Р.Е.Алексева СМ-5, СМ-8 и СМ-4, 1961-67 гг. К началу 70-х годов в ЦКБ по СПК (Центральное конструкторское бюро по судам на подводных крыльях, Нижний Новгород), по результатам испытаний ряда лабораторных и самоходных моделей, были разработаны рассчетно-экспериментальные методы проектирования, обеспечивающие устойчивость в приэкранном полете, разработан новый тип амфибийного стартового устройства – поддув, созданы и испытаны три типа тяжелых экраноплана – КМ (540 т), Орленок (125 т), Лунь (350 т), рис 2.2 .
Экраноплан КМ – корабль-макет. Базовая схема Р.Е.Алексеева, 1966-80 гг.. .
Экранопланы типа Орленок в полете.
Тяжелый экраноплан Лунь.
Последняя модель Р.Е. Алексеева – СМ-9, схема - «летающее крыло», 1978-80 г. Рис. 2.2 Экранопланы ЦКБ по СПК.Схема А. Липпиша известна, как схема с шатрообразным крылом, хорошо удерживающим давление воздуха между крылом и экраном, и обладающим наименьшим индуктивным сопротивлением. Оперение расположено высоко над крылом по Т-образной схеме. Для старта с воды использованы поплавки на концах крыла и глиссирующий корпус-лодка.
Рис. 2,3. Первые экранопланы А. Липпиша – Х-113 и Х112, 1964-70 гг. Шатрообразное крыло и Т-образное оперение. Аэродинамическое качество Ка = 24. Дальнейшую разработку схемы, для использования в проектах экранопланов коммерческого назначения, продолжает Х. Фишер (ФРГ). Схема тандем, предложенная в 70-х годах Г. Йоргом (ФРГ), представляет собой еще один вариант базовой схемы экраноплана, в которой два примерно одинаковых крыла расположены друг за другом («тандем»). Схема также обладает продольной устойчивостью, но в ограниченном диапазоне углов тангажа и высот полета , рис 2.4.
Рис. 2.4. Экранопланы по крыльевой схеме «тандем» Г. Йорга. 1975 г. ФРГ. Данные три варианта базовых аэродинамических схем, разработанные в период 1960-70-х годов и подтвердившие на испытаниях устойчивость в приэкранном полете, до настоящего времени служат основой в разработках проектов экранопланов различного назначения. Чтобы упорядочить процесс постройки и будущей эксплуатации экранопланов, Международная Морская Организация сформулировала определение и классифицировало типы экранопланов по способу их взаимодействия с экраном. Согласно определению во "Временном руководстве по безопасности экранопланов" (документ ИМО ДБ 40111/1 ), экраноплан - это многорежимное судно, которое в своём основном эксплуатационном режиме летит с использованием "экранного эффекта" над водной или иной поверхностью. Классифицированы экранопланы по трем типам – А, В и С : Для примера, типу А соответствуют экранопланы Г. Йорга – TAF-VIII и др.; типу В – экранопланы КМ, Орленок, Лунь, экранопланы А. Липпиша Х-112 - Х114, т.д.; типу С – проект экраноплана Пеликан, см. раздел 6 и 7. ___________________________________________________________________________
|
