Архив номеров НиТ

Экранопланы. Часть 1

Рубрика журнала:

Номер журнала НиТ: 


Примеры экранопланов: «Орленок» (вверху) и «Лунь» (внизу)


Введение

Стороннему наблюдателю этот покачивающийся на ленивой каспийской волне корабль покажется диковинкой. Или плодом воображения конструктора. Длинный, стремительный корпус, смахивающий на фюзеляж авиалайнера, переходящий в «дельфиний нос» кабины, ветровые стекла которой пугающе походят на раскосые глаза. Турбореактивные двигатели. Самолетный киль — хвост. Когда эту непонятную махину отбуксируют на чистую воду, оглушительно взревут моторы и узкое хищное тулово рванется вперед в туче брызг. Набрав скорость, машина выскользнет из воды и со скоростью истребителя помчится на высоте нескольких метров над морской зыбью.

«Наш баркас был уже недалеко от берега, когда со стороны моря стал нарастать рев моторов. Мы увидели, что к нам быстро приближается непонятное железное чудовище — то ли самолет, то ли корабль. Его размеры все более увеличивались, и мы поняли, что это все-таки огромный самолет, мчавшийся прямо на нас в нескольких метрах над водой. Мы растерялись и оцепенели. Когда до нас осталось метров сто, он, заложив вираж, стал поворачивать в сторону острова. Казалось, концом крыла он вот-вот врежется в волны. Но нет — вода под крылом будто прогнулась, чудовище выровнялось и продолжило свой ход к суше. Мы видели, как оно чуть приподнялось над холмиком, потом снизилось за ним и, следуя рельефу острова, скрылось за горизонтом...». Об этой встрече рыбаков с русским экранопланом написала в 1992 году «Техника — молодежи». А мы рассмотрим, что вообще представляют из себя экранопланы, какие они бывают и где могут применяться.

Экранопланы — что это такое?

Сначала разберемся, что такое экраноплан. Как утверждает военно-энциклопедический словарь, это транспортно-боевое средство, способное летать на высотах, равных 0.05 — 0.2 ширины крыла вблизи поверхности воды, льда или ровных участков суши с использованием т.н. «эффекта экрана», заключающегося в образовании «воздушной подушки», повышающей подъемную силу его крыла. В журнале «Авиация и Время» («АэроХобби») можно прочитать, что экранопланом является ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, предназначенный для скоростного движения вблизи линии раздела двух сред, например воздуха и воды. В книге «Ударные корабли» известный военно-морской эксперт Ю.В. Апальков пишет, что экраноплан является КОРАБЛЕМ, использующим экранный эффект (резкое возрастание несущих свойств крыла на малых высотах полета).

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 таком режиме позволяет создавать в 1,5-3 раза более тяжелые аппараты при той же площади крыла и мощности двигателя. 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.

Так все-таки, экранопланы — это корабли или самолеты? Во-первых, обычно экраноплан, как было сказано выше, ЛЕТИТ на малой высоте, до 10-15 метров. Исходя из этого он все-таки является ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ, естественно, отдельного типа, а не КОРАБЛЕМ. Хотя у морских ученых есть другое мнение — экраноплан является последней ступенью развития идеи о подъеме корпуса скоростного судна из воды (глиссер, судно на подводных крыльях, судно на воздушной подушке, экраноплан). Во-вторых, полет на малой высоте с использованием экранного эффекта позволяет добиться большей грузоподъемности и экономии топлива по сравнению с обычными летательными аппаратами и большей скорости по сравнению с кораблями, в том числе кораблями на воздушной подушке и подводных крыльях. Следовательно, в различных ситуациях экраноплан может рассматриваться и как конкурент кораблей, и как конкурент самолетов и вертолетов. В-третьих, экраноплан находится на воде при взлете, посадке, для выполнения необходимых действий (например, спасения людей) и в случае возможных непредвиденных ситуаций. Поэтому использование экранопланов предполагается с обычных аэродромов, как наземных, так и водных (гидроаэродромов), а также, возможно, с кораблей (малые экранопланы).

Совместным решением морской и авиационной международных организаций экранопланы все же считаются кораблями (это было вызвано сугубо причинами организации движения) и делятся на три типа:
• Тип А — судно, которое сертифицировано для эксплуатации только внутри зоны действия «экранного эффекта». Такие суда во всех режимах эксплуатации подчиняются морским требованиям;
• Тип В — судно, которое сертифицировано кратковременно и на ограниченную величину увеличивать высоту полета за пределы действия «экранного эффекта», но на расстояние от поверхности, не превышающее 150 м (для перелета через другое судно, препятствие или иных целей). Также подчиняется морским требованиям. Максимальная высота такого «перелета» должна быть меньше, чем минимальная безопасная высота полета воздушного судна по требованиям авиаторов (над морем — 150 м);
• Тип С — судно, сертифицированное для эксплуатации вне зоны действия «экранного эффекта» при высоте, превосходящей 150 м. Подчиняется морским требованиям во всех режимах эксплуатации, кроме «самолетного». В «самолетном» режиме безопасность обеспечивается только авиационными требованиями, с учетом особенностей экранопланов.
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».

История экранопланостроения

Экранный эффект был открыт авиаторами. Они столкнулись с необычным поведением самолетов на взлетно-посадочных режимах еще в 20-х годах — у самой земли самолет неожиданно обретал дополнительную подъемную силу и, вместо того, чтобы лететь горизонтально, норовил «лезть вверх» или, игнорируя управление, не желал приземляться. К началу 1930-х гг. эту загадку удалось раскрыть — на малой высоте поток воздуха как бы зажимается между крылом и землей и, уплотняясь, создает динамическую воздушную подушку, резко увеличивающую подъемную силу крыла. Явление назвали «эффектом влияния земли», а позже — «экранным эффектом». Одной из первых отечественных работ, посвященных влиянию земли на аэродинамические свойства крыла, была экспериментальная работа Б.Н. Юрьева. В период 1935-1937 гг. комплекс экспериментальных и теоретических исследований в этом направлении провели Я.М. Серебрийский и Ш.А. Биячуев в ЦАГИ. Примерно в этот же период проведен ряд теоретических исследований видными зарубежными учеными: А. Бетцем, К. Визельсбергом, С. Хаггетом, Д. Баглея, М. Финном. Результаты этих исследований позволили дать качественную оценку влияния экранного эффекта на аэродинамические характеристики низколетящего крыла. В частности, было показано, что подъемная сила крыла растет, причем тем больше, чем ближе крыло к земле; также уменьшается сопротивление и изменяется продольный момент.