.

Вы здесь

экранопланы за рубежом в 80-х годах

экранопланы за рубежом в 80-х годах

18.07.2014 Автор: 0 852

Сейчас уже есть все основания утверждать что оптимистические прогнозы зарубежных специалистов о бурном прогрессе экранопланостроения сделанные  15-20 лет назад, не оправдались. За эти годы создано всего семь небольших опытных аппаратов, это «Х-113» и «Х-114» старейшего немецкого авиационного конструктора А, Липпиша, американские «Вертак о-220» и аппарат Р. Галлингтона, два построенных в ФРГ катера-экраноплана Г. В. Йорга «ТАВ-<111-3» и «ТАВ-%1-5» и английский экраноплан фирмы «Санбери». При этом можно еще добавить, что «Х-113» и «Х-114» являются модификациями предыдущего экраноплана А. Липпиша «Х-112»; мало отличаются один от другого и аппараты Йорга.
Всего семь экранопланов, несмотря на значительный размах научно-исследовательских работ, проводимых в США, ФРГ, Франции и ряде других стран. Только за последние три-четыре года Р. Галлингтон, Д. Мак-Мастерс и Р. Гриир, М. Эберсольт и Л. Унтерштеллер и другие ученые, испытывая модели в аэродинамических трубах и опытовых бассейнах, на специальных треках и в свободном полете (радиоуправляемые модели), всесторонне исследовали летные, мореходные, стартовые и иные характеристики аппаратов различного типа. Попутно они оценивали технико-экономические и эксплуатационные качества экранопланов в сравнении с СВП, СПК, вертолетами и самолетами. Были разработаны и проанализированы проекты аппаратов, имеющих уже признаки как экраноплана, так и СВП (это, например, аппараты по патентам Ш. Чаплина, Г. Эберхарда, П. Мантля и др.), исследован опыт испытаний близких к экранопланам по принципу движения японских катеров с аэрокрылом («Си Рейдер» и АГ-Хо), рассмотрены аналогичные предложения Д. Велли, Е, Хэнфорда, У. Крейга и др.

Более чем скромные успехи зарубежных экранопланостроителей при том, что в принципе техникоэкономическая эффективность экранопланов, особенно — крупных, по мнению современных исследователей, бесспорна, объясняется, очевидно, исключительной сложностью проблем, с которыми столкнулись создатели подобных аппаратов.
В марте 1964 г. во время первых же летных испытаний 4,3-тонный экраноплан Х. Вейланда «Малый Вейландкрафт», летящий над озером Солтон (Калифорния) на высоте 1 м, неожиданно взмыл вверх, а затем с креном рухнул в воду и разбился. Причину аварии выяснить не удапось. Это — только одна из серии неудач, снова и снова напоминающих о важности обеспечения устойчивости околоэкранного полета. (По общему признанию конструкторов подобных аппаратов, наиболее полного решения этой проблемы удалось добиться на экранопланах А. Липпиша).

Ничуть не проще проблема старта экраноплана. Для преодоления максимального сопротивления движению («горба» на кривой сопротивления) при разбеге и выходе на расчетный режим околоэкранного полета требуется мощность в 3— 4 раза больше, чем при полете. Следовательно, приходится во столько же раз завышать не используемую при полете энерговооруженность аппарата, которая, естественно, «съедает» его полезную грузоподъемность, либо применять какие-то специальные стартовые устройства.

Над сложнейшими вопросами обеспечения мореходности и прочности экранопланов до сих пор продолжают усиленно работать ведущие зарубежные специалисты.

Понятен тот огромный интерес, который вызывает любая новая попытка А. Липпиша или других конструкторов создать аппарат, надежный и безопасный в эксплуатации, не только теоретически, но и практически способный конкурировать с другими видами транспортных средств.

ЭКРАНОП ЧАН «Х-113». Читатели сборника уже знакомы с основными характеристиками ряда зарубежных аппаратов, в том числе и с экранопланом А. Липпиша «Х-112», испытанным в 1964 г. Дальнейшим развитием этой конструкции является построенный в 1970 г. экраноплан «Х-113 Аэрофойлбот» (фирма «Рейн Флюгцойгбау», ФРГ).

При взлетном весе 345 кг аппарат имеет вес порожнем 255 кг. По виду он напоминает легкий поплавковый гидросамолет с низко расположенным трапециевидным крылом, имеющим обратную т-образность, и высоко расположенным Т-образным хвостовым оперением. Длина аппарата — 8,4 м, размах крыла — 5,9 м; высота — 2,1 м, Поплавки, расположенные на концах несущего крыла, играют одновременно роль концевых шайб, ограничивающих перетекание воздуха из-под крыла на его верхнюю поверхность, На поплавках закреплены небольшие дополнительные крылья, снабженные элеронами.

Четырехцилиндровый двухтактный двигатель «Нельсон Н-63» мощностью 48 л. с., работающий на двухлопастной воздушный винт, обеспечивает скорость полета до 250 км/ч. Двигатель закреплен на ферме над корпусом и закрытой кабиной пилота; благодаря этому уменьшилась, по сравнению с «Х-112», забрызгиваемость двигательно-движительного комплекса при старте на волнении, улучшились аэродинамика аппарата и условия работы пилота.

Корпус экраноплана выполнен из стеклопластика, армированного металлической сеткой; каркас хвостового оперения сделан деревянным и обтянут тканью; поплавки — из пенопласта.

В процессе испытаний, проведенных в 1970 г. фирмами «Рейн Флюгцойгбау» и «Липпиш Рисерч» (США), были исследованы четыре режима движения аппарата. При скорости 15 км/ч аппарат движется по воде, как обычный водоизмещающий катер; с увеличением скорости он выходит на глиссирование и, наконец, при скорости 50 км/ч отрывается от воды и переходит на расчетный режим околоэкранного полета. При скорости 120 — 140 км/ч аппарат превращается в самолет с потолком до 300 м. При этом было установлено, что выход из зоны влияния экрана приводит к резкому падению аэродинамического качества и соответствующему увеличению потребной мощности двигателя, а следовательно, и повышенному расходу топлива.

В ходе последующих испытаний, проводившихся на реке Везер в 1972 г., аппарат совершал взлет и посадку при волне высотой около 0,75 м и скорости ветра до 12,5 м/с. По утверждению автора проекта, аппарат в режиме околоэкранного полета потребляет мощность, на 30е~ меньшую, чем водоизмещающее судно аналогичного веса. Расход горючего при скорости 80 — 90 км/ч составляет около 4 л на 50 тонно-миль, что на 50% меньше, чем при полете за пределами влияния экрана. А. Липпиш считает, что оптимальным режимом движения «Х-113» является полет на высоте около половины размаха его крыла (около 3 м). Это утверждение, однако, расходится с данными других зарубежных специалистов, которые проектируют свои аппараты для движения на высоте не более 0,1 — 0,3 хорды крыла. В ходе дальнейших испытаний экраноплана тянущий винт был заменен толкающим с целью уменьшения шума в кабине пилота и улучшения защиты винта от брызг.

 

Важной особенностью аэродинамической компоновки аппарата является высоко расположенное и сильно развитое горизонтальное хвостовое оперение. Так как хвостовое оперение находится в зоне сравнительно слабого влияния экрана, аэродинамический фокус при увеличении угла атаки смещается назад в значительно большей степени, чем происходит его перемещение по высоте. Эта особенность позволила обеспечить продольную устойчивость движения экраноплана.
ЭКРАНОПЛАН «Х-114». Наиболее интересная из последних работ А. Липпиша — шестиместный военно-транспортный экраноплан «Х-114», летные испытания которого проводились в 1976 г.

Общая компоновка этого аппарата при сохранении основных черт «Х-113» отличается тем, что мощные подкрыльные поплавки уже полностью обеспечивают плавучесть экраноплана — корпус не касается поверхности воды.

Имеется шасси для посадки и взлета с земли. Винт заключен в кольцевую насадку. Применена «безнаборная» конструкция корпуса и других частей аппарата, позволяющая в максимальной степени использовать свойства армированного металлом стеклопластика.

Размах крыла — 9 м, полный вес аппарата — 1350 кг. Установлен двигатель мощностью 205 л.с., обеспечивающий скорость полета до 200 км/ч. Дальность полета с 5 пассажирами и 100 кг топлива — более 1000 км.

В печати сообщалось, что аппарат способен совершить взлет и посадку при высоте волн до 1,5 м; это позволит эксплуатировать его без ограничений по волнению в течение 80% времени на Балтике и 60% времени на Северном море. При волнении выше 3 баллов экраноплан может совершать взлет и посадку в защищенных от ветра бухтах. Расчетный расход топлива при полете аппарата в околоэкранном режиме меньше, чем у автомобиля сравнимой грузоподъемности; экономичность заметно выше, чем у транспортных самолетов того же класса. А. Липпиш считает, что опыт, накопленный зарубежными экранопланостроителями, позволяет уже в настоящее время без дополнительных исследований создавать аппараты со взлетным весом до 18 т. Такие экранопланы могут иметь весовую отдачу около 50%, т. е. она будет выше, чем у транспортных самолетов (имеется в виду полная весовая отдача, когда в полезную нагрузку включаются вес топлива, экипажа и т. п.).

В 1972 г. А. Липпиш запатентовал в Англии новую аэродинамическую схему экраноплана, значительно отличающуюся от ранее разработанной им самолетной схемы. Для аппарата по этому патенту характерны широкий корпус с вогнутым днищем (типа «морские сани») и водяной гребной винт. Борта (скеги) аппарата плавно переходят в хвостовые балки, на которых установлено П-образное оперение. Несущие трапециевидные крылья с обычной для экранопланов А, Липпиша переменной кривизной и обратной Ъ-образностью, закреплены на хвостовых балках, снабжены элеронами и небольшими концевыми поплавками-шайбами. Аппарат может летать только вблизи экрана, поэтому автор и предлагает использовать водяной гребной винт, имеющий более высокий к.п.д., чем воздушный (на умеренных скоростях движения), и отличающийся меньшей шумностью. На вогнутой поверхности днища при движении экраноплана будет создаваться дополнительная аэрогидродинамическая подъемная сила за счет набегающего потока воздуха и брызговых струй. ЭКРАНОПЛАН «Вертак $-220». Этот двухместный аппарат, испытывавшийся в США в 1972 г., выполнен по самолетной схеме. При весе 430 кг аппарат имеет длину — 6,4 м, высоту — 2,7 м и размах крыла — 7,3 м. Двигатель «Континенталь» мощностью 210 л.с., вращающий трехлопастной толкающий воздушный винт, установлен за кабиной на высоком обтекаемом пилоне. Сообщалось, что максимальная скорость полета экраноплана достигает 438 км/ч, дальность полета— 1800 км.

Высокая максимальная скорость полета объясняется значительной энерговооруженностью рассматриваемого аппарата: 490 л.с./т против 140 — 152 л.с./т у аппаратов А. Липпиша и больше, чем у современных транспортных самолетов (с поршневыми двигателями) и вертолетов. С точки зрения обеспечения статической устойчивости экраноплана представляется странным необычно низкое (для экранопланов) расположение горизонтального хвостового оперения. Еще одна особенность экраноплана «Вертак» — трехколесное убирающееся шасси, Аппарат, очевидно, не может обладать высокими мореходными качествами: он имеет слишком малую высоту надводного борта (до остекления кабины) и низко расположенный стабилизатор.

ЭКРАНОПЛАН «ТАВ-Ч11-5». В октябре 1976 г. на проходившей в Гам.бурге международной лодочной выставке демонстрировался экраноплан «ТАВ-Ч11-5» (первые буквы слов Тапдегп Аего(о11 Воо1 — летающий катер с тандемным крылом), построенный Г. В. Йоргом. Постройке катера предшествовали 13-летние опытно-конструкторские и экспериментальные работы, включающие испытания моделей в аэротрубе и опытовом бассейне. Особенно большое внимание автор уделял выбору обводов корпуса, поскольку они должны были одновременно удовлетворять противоречивым требованиям трех основных режимов аппарата (плавание, глиссирование и полет). В результате длительных поисков, по мнению конструктора, удалось найти вполне удачное компромиссное решение.

В 1972 — 1973 гг. в Высшем техническом училище в Дармштадте было начато строительство первого одноместного экраноплана Г. В. Йорга, причем уже во время завершения работ конструктор испытал двухмоторную самоходную модель 6-местного аппарата; при масштабе 1:3,5 она имела вес 30 кг, длину 3 м и развивала скорость полета 55 км/ч.

В том же 1974 г. начались и испытания натурного катера «ТАВ-Ч11-3», которые закончились вполне удачно и подтвердили правильность всех основных технических решений проекта. В течение 1975 г. первый экраноплан Йорга налетал более 500 км в самых различных гидрометеорологических условиях в районе Рейна. В последующих испытаниях на озере Бальденей помимо водителя участвовал еще и пассажир, так что вес катера составлял при этом более 700 кг против проектных 500 кг. Взлет и посадка осуществлялись как при гладкой воде, так и при высоте волны до 40 см. Аппарат показал хорошие стартовые характеристики, на 257о превысил расчетную скорость полета и был устойчив в полете при ветрах различных направлений.

Результаты инструментальных замеров скорости полета, углов тангажа, ускорения, режимов работы двигателя позволили определить значения аэродинамического качества аппарата, которые колебались в пределах 18 — 23 в зависимости от условий испытаний. Автор проекта подчеркивал, что, несмотря на несовершенную аэродинамику катера, его качество значительно выше, а расход топлива в 6 раз ниже, чем у лучших глиссеров с близкими скоростями движения. Конструктор утверждает, что при оборудовании катера закрытой кабиной, обтекаемым капотом двигателя, а также закрылками можно добиться повышения качества до 50, т. е. оно будет больше, чем у лучших современных планеров.

Новый экраноплан «ТАВ-Ч11-5», демонстрировавшийся на выставке, представляет собой двухместную мотолодку, оборудованную двумя тандемно расположенными крыльями, причем по своим размерам кормовое крыло скорее напоминает обычный хвостовой стабилизатор. Концы крыльев соединены продольными балками, играющими одновременно и роль концевых шайб. Кокпит водителя спереди защищен стеклом; для пассажира оборудован отдельный кокпит ближе к хвостовой части аппарата. По своей компоновке «ТАВ-Ч11-5» напоминает первые экранопланы американца В. Корягина. Обводы его корпуса явно несовершенны с точки зрения аэродинамики.

Автомобильный 47-сильный двигатель «Фиат-850» с водяным охлаждением расположен в кормовой части корпуса. Движителем служит воздушный винт, установленный за воздушным килем. Можно предполагать, что аппарат оборудован воздушным рулем направления, закрепленным на киле, и имеет управляемое хвостовое крыло; возможно, что и носовое крыло оборудовано элеронами.
Полетный вес катера «ТАВ-Ч11-5»— 659 кг при весе корпуса — 465 кг. Полная длина корпуса — 8,35 м; размах крыла, имеющего площадь 19,2 м~, — 3,3 м. Аппарат рассчитан на максимальную скорость полета около 140 км/ч при взлетной скорости 65 км/ч. За 2,25 ч полета он пролетает 220 км, т. е. его крейсерская скорость составляет около 100 км/ч. Длина разбега при взлете — 300 м, пробег при посадке — 100 м.

За первые же четыре дня испытаний в октябре 1976 г. катер-экраноплан налетал несколько сотен километров; он продемонстрировал хорошие эксплуатационно-технические качества и был передан речной охране на р. Майн. Отмечается, что комфортные условия пребывания людай на борту «ТАВ-ЧП-5» в режиме околоэкранного полета значительно лучше, чем на глиссирующем катере, и приближаются к условиям в автомобиле на шоссе. Одновременно было подтверждено, что аппарат проще в эксплуатации и легче управляется, чем самолет сравнимого класса (а также и существенно дешевле его благодаря простоте конструкции).

ЭКРАНОПЛАН Р. ГАЛЛИНГТОНА. В 1976 г. в США под руководством Р. Галлингтона построен и испытан небольшой одноместный экраноплан, который по компоновке значительно отличается от уже известных аппаратов. Отличительными особенностями его являются сильно развитые концевые шайбы крыла с гидролыжами в носу и 1П-образное хвостовое оперение. При длине корпуса около 6,2 м размах крыла составляет примерно 4,3 м; высота аппарата — 1,8 м. Пилот размещается в открытой кабине в носовой части корпуса. Корпус, крылья и хвостовое оперение выполнены из дюралевых труб и листового пластика. Двигатель воздушного охлаждения установлен на легкой трубчатой ферме. Управление осуществляется с помощью воздушных рулей, закрепленных на среднем киле и горизонтальном стабилизаторе.

В процессе испытаний экраноплана было выявлено, что аппарат выходит на расчетный режим околоэкранного полета на скорости 63 км/ч. Крейсерская скорость его составила 73 — 81 км/ч. Устойчивость околоэкранного полета была проверена при ходе над волнами высотой до 0,6 м, что составляет примерно 147о размаха крыльев. Гидролыжи существенно смягчали удары концевых шайб о гребни волн и облегчали выход аппарата на расчетный режим движения.

Автор подчеркивает, что испытания экраноплана за пределами влияния экрана не производились, поскольку продувками модели в аэро-трубе было установлено, что на этом режиме принятая аэродинамическая компоновка не может обеспечить устойчивость его полета. ЭКРАНОПЛАН ФИРМЫ «САНБЕРИ». В 1976 г. фирмой «Санбери» построен первый английский экраноплан. Одноместный опытный катерэкраноплан выполнен по самолетной схеме с П-образным хвостовым оперением. Кабина водителя защищена прозрачным фонарем. Применена газовая турбина «Гном».

Сообщалось, что аппарат построен для оценки эффективности использования близости экрана в целях повышения несущих свойств крыла. Летные испытания проводились на Темзе и в районе Кауса; особое внимание при этом обращалось на исследование взлетно-посадочных характеристик. В печати отмечалось, что этот аппарат не рассчитан на полеты в отрыве от экрана. Предполагается, что по результатам всесторонних его испытаний будет решаться вопрос о целесообразности создания более крупных аппаратов подобного типа.

Boatportal.ru

logo