История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия
Российское оружие имеет большую и интересную историю , а его разработчики
прославили нашу страну на весь мир . В своем реферате я затрону лишь некоторые
темы и факты из истории нашего оружия .
1) Этапы создания и перспективы развития судов на
воздушной подушке .
Идея
использования поддува воздуха под корпус транспортного аппарата для создания
подъемной силы и уменьшения сопротивления движению возникла очень давно , еще в
18 веке . Однако практические успехи в ее реализации , особенно в области
судостроения , были достигнуты только в наше время .
В Советском Союзе с 1927 по 1940 год профессор В.И. Левков спроектировал ,
построил и испытал несколько катеров на воздушной подушке серии “Л” . Эти
катера , построенные по камерной схеме , имели водоизмещение от 5 до 8 тонн ;
на одном из них (Л-5) в 1937 г. была достигнута рекордная по тем временам
скорость-70 узлов(130км/ч) . Первые опыты с камерной схемой впоследствии
трансформировались в скеговые суда на воздушной подушке с автономными подъемным
и движительным комплексами .
Важным этапом развития принципиально нового типа судов стало изобретение в
Англии в 1955 г. профессором К. Коккерелом сопловой схе-мы формирования
воздушной подушки . Успешные испытания построенного по этой схеме судна
активизировали исследования и проектные работы в данном направлени .
Изобретение К. Коккерелом гибких ограждений , перспективы применения которых у
нас в стране были сразу оценены , способствовало началу широкомасштабных работ
по амфибийным судам на воздушной подушке (СВП) . Война 1941-1945 гг. прервала
эти исследования , и только в 1954 г. в нашей стране продолжились проектные
разработки и научные исследования в развитие опытов профессора В.И.Левкова в
области камерной схемы .
Специалисты
Военно-Морского Флота первыми оценили огромные преимущества амфибийных кораблей
на воздушной подушке (КВП) для десант-ных операций . ВМФ СССР финансировал
широкомасштабные научно - техни-ческих программ , в результате которых была
создана база для проектирования и серийного строительства десантных КВП .
Десантные
корабли имеют некоторые особенности , вытекающие из их назначения , однако
приобретенный судостроителями и проектантами опыт , а также многие технические
решения могут в полной мере использоваться и в гражданском судостроении .
Ведущим предприятием России в области создания как амфибийных ,
так
и камерных СВП является Центральное морское конструкторское бюро“Алмаз” , с
которым связана вся основная история судов на воздушной по-душке в России . По
10 проектам ЦМКБ “Алмаз” СВП строились серийно , и было построено более 90
судов водоизмещением от 27 до 550 тонн , при общем тоннаже 16740 тонн . Первым
серийно строившимся в 1969-1976 гг. был десантный штурмовой катер “Скат” ( проект
1205 ) . Катер предназначался для перевозки и высадки 40 десантников . Водоизмещение
- 27 т , скорость полного хода - 49 узлов .
В 1970-1972
гг. его базе было построено и испытано три поисково- спасаельных катера для
отряда космонавтов . Они имели каюту для отдыха космонавтов после полета и
операционную для оказания , при необходимости , медицинской помощи . “Скаты”
использовались на мелководных и
осыхающих акваториях
Аральского и Каспийского морей в течение 12лет .
До настоящего времени
катера проекта 1205 находятся в составе ВМФ .
В 1971- 1985
гг. серийно строился десантно-высадочный корабль на во-
здушной подушке
“Кальмар” ( пр. 1206 ) , который мог перевозить технику и
другие грузы
суммарной массой до 37 тонн . Водоизмещение полное - 114 тонн , скорость
полного хода - 55 узлов.
Низкие
гидроакустические и магнитные поля , присущие кораблям на
воздушной подушке ,
позволяют эффективно их использовать для траления
морских мин . На базе
катера пр. 1206 был разработан телеуправляемый тральщик , который серийно
строился в середине 80-х годов .
В 1979-1980
гг. на замену катера “Скат” и как его дальнейшее развитие
строился
десантно-высадочный катер на воздушной подушке “Омар” (пр. 1209 ) для перевозки
60 десантников . Водоизмещение полное - 54 т , скорость полного хода - 60 узлов
. Технические решения этого катера до насто-
ящего времени
морально не устарели и могут быть использованы при проектировании и
строительстве СВП водоизмещением до 60 тонн , грузоподъемностью до 30 тонн и
скоростью хода до 50 узлов .
Необходимость сопровождения десантных подразделений боевой техникой потребовала
создания и серийной постройки в 1985-1992 гг. десантного катера на воздушной
подушке “Мурена” ( пр. 12061 ) , способного перевозить технику и людей общей
массой до 24 т в номальных условиях и 40-42
т - при снижении
скорости на 10 узлов . Водоизмещение катера - 149 тонн и
скорость полного хода
- 55 узлов . В настоящее время они переданы морс-ким силам Федеральной
пограничной службы для усиления охраны государственной границы на Дальнем
Востоке . Катер “Мурена” прошел круглогодичные ( весна - лето - осень - зима )
испытания на р. Амур и ее притоках при температуре воздуха от +25 до -30 C с
преодолением всех видов рельефа ( вода - сплошной и битый лед - торосы ,
песчаные отмели , кустарник и т.д. )
Для
увеличения объема перевозимой техники в 1970-1985 гг. строился малый десантный
корабль на воздушной подушке “Джейран” ( пр. 12321 ) ,
общей
грузоподъемностью до 80 тонн. прричем его устройства обеспечива-ли загрузку
техники единичной массой до 50 тонн . Водоизмещение корабля - 355 тонн ,
скорость хода - 50 узлов . “Джейран” до настоящего времени находится в составе
ВМФ .
Крупным
шагом в развитии больших КВП стал серийно строящийся с
1988 г. десантный
корабль “Зубр” (пр. 12322 ) , который до настоящего време-ни является самым
большим кораблем этого типа в мире . При его создании был использован
многолетний опыт проектирования и постройки амфибийных кораблей на воздушной
подушке . Грузоподъмность “Зубра” составляет 150 тонн . Полное водоизмещение -
550 тонн , скорость полного хода - 60 уз. и 40 уз. при волнении высотой 2 метра
. По результатам его созда-ния можно утверждать , что предсказанные ограничения
водоизмещения
в 1000 тонн подобных
кораблей не яляются непреодолимым пределом водо-измещений . И на практике может
быть достигнута скорость до 80 узлов .
Основные
характеристики десантных КВП приведены в таблице 1 .
Таблица 1
“Скат” “Кальмар” “Касатка” “Джейран” “Зубр”
L , м
20,4 24,6 31,3
45,5 57,3
B , м
7,3 11,8 14,5
17,3 25,6
G , т
27,0 115,0 148,6 353,0
550,0
H , м
1,2 1,4 1,45
2,5 2,7
N , кВт
3x574 2x7360 2x7360 2x11765 5x7360
V , уз.
50 55 55
50 60
N/G,кВт/т
63,8 128,1 99,3
66,7 67
где L - длина , B -
ширина , G - водоизмещение , H - высота подушки
N - мощность
, V - скорость
Реализуя
программу конверсии , Центальное морское конструкторское
бюро “Алмаз”
разработало целый ряд проектов амфибийных СВП различного назначения . В их
числе : речное грузовое судно “Бобер” ( пр. 18810 ) ,
пассажирское СВП (
пр. 12270 ) , многоцелевой КВП “Чилим” ( пр. 20910 ) . Основные характеристики
этих проектов приведены в таблице 2 .
Как видно из
таблицы 1 , такой важный параметр , как установленная
мощность на тонну
водоизмещения , колеблется в широких пределах . Для
КВП военного
назначения , где экономические показатели эксплуатации не имеют преобладающего
значения , этот показатель находится в пределах 65-120 кВт/т . Столь высокая
энерговооруженность вызвана не величиной полной скорости хода на тихой воде или
при малом волнении , для до-стижения которой используется всего 60-70%
установленной мощности , а необдимостью достижения заданной гарантированной
скорости при мор-ском волнении . В практике гражданского судостроения , где
этот показатель определяет экономичность эксплуатации , несмотря на возможные
от-казы от рейсов по погодным условиям , он может быть доведен до 30-40 кВт/т
при сохранении скорости 40-50 узлов на тихой воде .
Таблица 2
Основные характеристики проектируемых СВП
Характеристики Грузовой Пассажирский
Патрульный
речной морской
морской
(пр. 18810) (пр. 12270) (пр. 20910)
Длина на ВП,
м 30,2
18,2 12,0
Ширина на ВП,
м 11,5
8,7 5,6
Высота на ВП,
м 8,8
5,8 4,5
Грузоподъемность,
т 22,0 - -
Пассажиры,
чел. -
30-50 6-8
Водоизмещение полное,
т 70,9 20,2 8,1
Высота ВП,
м 1,0
1,2 0,6
Тип
двигателя дизель
дизель дизель
Количество и
мощность,кВт 3x720 2x286 2x250
Скорость,
уз. 30
45 40
Мощность на 1 т,
кВт/т 30,5 38,2 61,7
Кроме ЦМКБ
“Алмаз” , продукция которого определяла основные направления развития СВП в
России , постройка судов гражданского назначения мелкими партиями - в основном
для эксплуатации на реках - про-
изводиласьи другими
предприятиями .
Говоря о
серийном строительстве СВП , нельзя не упомянуть о масшта-бах , проводившихся в
обеспечение их проектирования , научно - техничес-ких исследований и разработок
. В нашей стране к работам по совершенст-вованию амфибийных СВП были привлечены
ведущие научно - исследовательские институты авиационной , судостроительной ,
электронной , электротехнической , резинотехнической , текстильной ,
металлургической промышленности . В области ходкости , управляемости и
мореходности тео-ретические и модельные исследования велись Центральным
аэрогидродинамическим институтом им. Н.Е. Жуковского ( авиационная промышле-нность
) и Центральным научно - исследовательским институтом им. ака-
демика А.Н. Крылова (
судостроение ) , которые создали необходимые мето-дики расчетов , провели
модельные эксперименты .
Первые СВП ,
следуя авиационным традициям , создавались клепанными , однако опыт их
эксплуатации в море показал низкую надежность этого типа соединения . Начиная с
1974 года корпуса стали изготавливать сварными . Для них были созданы
высокопрочные коррозиестойкие морск-ие алюминиево - магниевые сплавы и освоено
производство прессованных
панелей с ребрами
жесткости различного сечения . Толщина обшивки панелей 3мм и 4 мм при длине
листа 8 м и ширине до 2 м .
Большой
объем исследований был проведен в области создания гибких ограждений . На
собственной исследовательской базе ЦМКБ “Алмаз”
испытано более 20
различных схем ограждений . Научно- исследовательск-
ими институтами были
установлены зависимости прочности и износосто-йкости материалов гибких
ограждений от характера применяемых филаментарных волокон , кручения и вида
плетения филаментарных нитей , пропиток и состава покрывающих резиновых смесей.
Применяемые на СВП
последних проектов
резинотканиевые материалы обеспечивают хорошую мореходность судов и возможность
длительной эксплуатации без ремонта.
Для судов на воздушной подушке был разработан специальный профи-ль
лопастей воздушных винтов , которые позволили достичь высоких КПД
на малых , по
сравнению с самолетными , скоростях . Для всех КВП водоиз-мещением свыше 100 т
разработана и применена единая втулка винта , что обеспечило высокую
безотказность работы воздушных винтов при изме-нении их шага . Определяющее
значение для мореходности , амфибийности и износостойкости гибкого ограждения
имеет расход воздуха через воздушную подушку. Для подачи воздуха были
разработаны специальные схемы осевых и цен-тробежных нагнетателей , которые
имеют высокий КПД при малых габа-ритах . Это позволило уменьшить площади и объемы
, занимаемые механизмами .
Для привода
винтов , нагнетателей и других потребителей были созд-
аны
высокотемпературные газотурбозубчатые агрегаты . По своим массо -
габаритным и
эксплуатационным параметрам эти агрегаты до настояще-го времени занимают
лидирующее место в мире . Особое внимание нужно
обратить на проблему
очистки от морских солей воздуха , поступающего в
главные двигатели .
Разработанная и применяемая система воздухоотчи-стки позволяет обеспечить
длительную работу газовых турбин без сниже-ния их параметров при солености моря
до 30 промиле включительно и
движении переменными
ходами .
Для СВП
коммерческого назначения применены дизельные двигатели высокой экономичности с
воздушным охлаждением .
Безопасность
скоростного судна в значительной мере определяется наличием надежных и
проверенных систем управления движением . Особенностью СВП является отсутствие
непосредственного контакта рулевых
устройств с водой ,
что затрудняет маневрирование и делает судно весьма
зависимым от погоды .
Были разработаны и испытаны различные схемы управления судном , включая
аэродинамические рули , струйные рули (ре-
активные сопла) ,
винты изменяемого шага (ВИШ) . Этот опыт позволяет за-ранее предсказать ,
насколько эффективна будет та или иная система авто-матического управления .
Оценивая
перспективы развития амфибийных СВП в России , связанные прежде всего с
деятельностью ведущей проектной организации - ЦМКБ “Алмаз” , следует отметить
следующие главные направления их ра-звития : в области малых и средних судов -
создание многоцелевых СВП для эксплуатации в дельтах рек , на мелководных и
засоренных фарватерах , на замерзающих акваториях Севера и Дальнего Востока ; в
области ср-едних и крупных СВП - создание грузовых , грузо-пассажирских СВП и
СВП
специального
назначения ( обеспечение работ на шельфе , суда-разгрузчи-ки , суда-снабженцы и
т.д. ) .
Одновременно
с амфибийными СВП ЦМКБ “Алмаз” имеет ряд соврем-енных разработок СВП скегового
типа водоизмещением от 60 до 2500 тонн и
скоростью хода от 40
до 60 узлов . Однако их рассмотрение выходит за пределы данной статьи .
Как видно из
данной краткой характеристики серийной постройки
СВП , Россия обладает
современным научно- техническим и производстве-нным потенциалом в этой области
. Здесь могут быть созданы суда на воздушной подушке в широком диапазоне
водоизмещений , скоростей хода и различных назначений , полностью
удовлетворяющие самые взыскатель-
ные требования
заказчика .
2) Экранопланы .
“Мне приходилось
участвовать в испытаниях или быть пассажиром многих транспортных средств :
наземных , воздушных , водных , но я нико-гда не ощущал такой восторженности
как на экраноплане “.
Эти слова
принадлежат известному Генеральному конструктору самолетов М.П. Симонову и
произнесены им сразу же после полета на одном из действующих экранопланов типа
“Орленок” . Они , как нельзя лучше ,
отражают общее
восприятие этого нового транспортного средства , о чем
свидетельствуют и
многочисленные отзывы участников полетов на экрано-планах .
И это не
случайно , так как экранопланы соединяют в себе положитель-ные качества
самолетов и кораблей , когда большая ( самолетная ) скорос-ть движения
сочетается с удивительным , романтическим восприятием близости
быстроменяющегося морского пейзажа . Неизгладимое впечатле-ние от экранного
полета придает особую привлекательность этому новому
виду транспорта
особенно для туристов . В технике же , как правило , положительное
эмоциональное восприятие соответствует ее высокому техничес-кому уровню и
большой экономической целесообразности .
Экранопланы
- это диалектическое развитие кораблей ( судов ) на динамических принципах
поддержания . Своим рождением они были обязаны двум главным обстоятельствам .
Во-первых , логике развития водных
транспортных средств
и в связи с этим настойчивой работе судостроителей
( конструкторов и
ученых ) по повышению скорости движения . И , во-вторых
заинтересованности
военных моряков в применении на морских и океанс-ких просторах боевых и
транспортных средств , обладающих максимально
возможными скоростями
движения , высокой мобильностью и скоростью .
Скорость ,
пространство и время всегда были главными факторами ,
на войне
определявшими успех боевых операций , а в мирных условиях эффективность решения
различных хозяйственных задач , связанных с широ-ким применением всевозможных
транспортных средств . Поэтому появление новых транспортных средств ,
отличающихся более высокими скоростными характеристиками по сравнению со своими
предшественниками , всегда сопровождалось революционным воздействием на
соответствующие
сферы деятельности
людей .
Так ,
широкое внедрение судов на подводных крыльях ( СПК ) в 60-х го-дах коренным
образом изменило пассажирские перевозки на водном тран-спорте , сделав их
рентабельными для государства и привлекательными
для пассажиров . В
дальнейшем СПК нашли применение и в военном деле
в частности в
качестве малых противолодочных и патрульных катеров .
Их скорость
в 2-3 раза выше по сравнению с обычными водоизмещаю-щими судами . Но на этом
возможности СПК были практически исчерпаны
из-за физического
явления кавитации (холодного кипения от разряжения)
воды на верхней
поверхности подводного крыла . Достигнуть скорости бол-ее 100 - 120 км/ч на СПК
оказалось технически трудно выполнимым и экономически нецелесообразным .
Суда на
статической воздушной подушке ( ССВП ) позволили несколько повысить верхний
предел скорости по сравнению с СПК , но для них непреодолимым барьером стало
ориентировочно 150 - 180 км/ч из-за потери
устойчивости
движения . При этом всякое повышение скорости сопровож-
далось ухудшением
пропульсивных качеств таких судов , связанным с нео-бходимостью повышения
относительной мощности энергетических установок .
Экранопланы
, в отличие от ССВП , поддерживаются над поверхностью
при помощи не
статической ( искусственно создаваемой специальными нагнетателями с
соответствующими затратами мощности ) , а естественной
динамической
воздушной подушки , возникающей от скоростного напора набегающего потока
воздуха . При этом имеет место так называемый экра-нный эффект , заключающийся
в повышении аэродинамического качества
воздушного крыла при
его движении вблизи экранирующей поверхности ,
а также в его
самостабилизации по высоте движения относительно экрана.
Высота
эффективного движения экраноплана над поверхностью соизмерима с геометрическими
размерами воздушного крыла , при этом положительное влияние экранного эффекта
усиливается с уменьшением высоты движения .
Экранный
эффект известен давно . Сначала он был замечен в природе
( на рыбах и птицах )
, а затем и в технике ( на судах при больших скоростях
движения и на
самолетах при посадке и полетах на малой высоте ) . Естес-твенно , в результате
наблюдений и исследований , после того как была выявлена физическая сущность
явления , специалисты разных стран стали изыскивать пути его использования .
Работу по
практическому применению экранного эффекта вели парал-лельно как судостроители
, так и авиастроители . Первым он был интерес-ен как средство для повышения
скорости движения судов , а вторым - как
средство для
повышения экономичности гражданских самолетов и обеспе-чения полетов на малых
высотах при решении тактических задач военного назначения .
Гораздо
раньше начали изучать экранный эффект судостроители . Непосредственными
прародителями экранопланов были суда с ” воздушной
смазкой “ и на
статической воздушной подушке ( шведский ученый Э. Све-
денберг более 250 лет
назад впервые предложил идею использования воздуха для уменьшения сопротивления
движению судов ) .
Первый
экраноплан был построен в 1935 году финским инженером Т.
Каарио , который
разрабатывал идею экранопланов вплоть до 1964 года ,
создав ряд различных
аппаратов и их усовершенствованных модификаций.
Известно ,
что к настоящему времени за рубежом на основе экспериме-нтальных и
теоретических исследований построено более пятидесяти экспериментальных
образцов экранопланов , а также построены практическ-ие образцы , например ,
патрульный экраноплан А.Липпиша и строятся пассажирские экранопланы Г.Йорга (
ФРГ ) . Создателями этих экранопла-
нов являются как
отдельные исследователи , так и широко известные нау-чно-исследовательские
центры и фирмы многих стран мира .
Вместе с тем
, есть основания заявить , что к настоящему времени да-льше других в разработке
экранопланов продвинулись в нашей стране .
Одной из
первых отечественных работ , посвященных влиянию экрани-рующей поверхности на
аэродинамические свойства крыла , была экспери-ментальная работа Б.Н. Юрьева (
“Вестник воздушного флота” , N1 , 1923 ) .
В период
1935-39 годов комплекс экспериментальных и теоретических
работ по исследованию
экранного эффекта провели Я.М. Серебрийский и
Ш.А. Биячуев ( “Труды
ЦАГИ” , вып. 267 , 1936 и вып. 437 , 1939 ) .
Первые
практические разработки экранопланов в нашей стране были
выполнены известным
авиационным инженером и изобретателем П.И. Гр-
оховским во второй
половине 30-х годов .
Большой
вклад в популяризацию идеи экранопланов , разработку схе-мных решений и
проведение экспериментальных исследований моделей
в аэродинамических
трубах внес известный авиаконструктор Р.Л. Бартини
который настойчиво и
плодотворно работал в этом направлении в последние годы своей жизни ( 70-е годы
) .
Однако , вне
всякого сомнения , главная и определяющая роль в разработке и реализации
экранопланов принадлежит Р.Е. Алексееву - выдаю-щемуся ученому и конструктору ,
идеологу и основоположнику отечественного крылатого судостроения . Вместе с
коллективом ЦКБ по СПК он в значительной мере способствовал ускорению научно -
технического прогресса
в области скоростного
судостроения , сначала создав суда на подводных крыльях , а затем и экранопланы
. Работа над экранопланами - самая зна-чительная и яркая страница творческой
биографии Р.Е. Алексеева и ЦКБ
по СПК , которая
приоткрывается только теперь .
Немало
усилий для развития экранопланов приложили ученые многих организаций и
институтов страны , и в частности ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова , ЦАГИ
имени профессора Н.Е. Жуковского и летно - ис-
следовательского
института имени М.М. Громова .
Успехам
отечественного экранопланостроения во многом способствовало удачное стечение
обстоятельств . Р.Е. Алексеев - талантливый конст-
руктор , изобретатель
и архитектор , познавший водную стихию и законы гидродинамики на занятиях
парусным спортом и апробировавший свои знания гидродинамики в работах по
созданию судов на подводных крыльях , возглавил коллектив ЦКБ по СПК .
Одновременно многие самолето-строительные организации и авиационные институты
внесли в работы по
экранопланам
достижения авиационных технологий . В стране имелось
необходимое
материально-техническое обеспечение , прежде всего , соответствующие
конструкционные материалы и высоко надежные авиационные двигатели Генерального
конструктора Кузнецова и , наконец , все работы по экранопланам строго
планировались и контролировались государственными органами .
Активная
разработка экранопланов в ЦКБ по СПК ведется с начала
60-х годов , то есть
с того времени , когда была создана серия СПК , определены границы их
эффективного применения по сокрости движения и сфор-мированы научно-технические
предпосылки для разработки экранопла-
нов .
На начальном
этапе разработки экранопланов было закономерным использование идей ,
апробированных в работах по СПК на малопогруженных подводных крыльях . Первой
была идея самостабилизации крыла
относительно границы
раздела двух сред - воздуха и воды . Происходящие
физические процессы
при обтекании воздушного крыла в условиях близости поверхности являются
практически зеркальными по отношению к тем ,
которые имеют место
при движении малопогруженного подводного крыла.
Отличие состоит лишь
в том , что , во-первых , подводное крыло движется в значительно более плотной
( примерно в 800 раз ) среде и за счет этого им-еет значительно меньшую
потребную площадь для создания необходимой
подъемной силы и ,
во-вторых , при приближении его к границе раздела
сред подъемная сила
снижается , а у воздушного крыла наоборот возрастает . Такая идея полностью
себя оправдала и является основной во всех разработках экранопланов .
Вторая идея
- обеспечение продольной устойчивости за счет применения компоновки из двух
крыльев , расположенных по схеме “тандем” - двух
точечная схема .
На первых
порах обе идеи казались безупречными и по ним были проведены широкие
исследования на малых моделях и созданы первые экспериментальные экранопланы ,
управляемые человеком , а также выполнены пректные разработки натурного
экраноплана взлетной массой до 500
тонн . Однако более
глубокие исследования показали , что схема “тандем”
работоспособна только
в узком диапазоне высот , то есть в непосредственной близости от поверхности и
не обеспечивает необходимой устойчивости
и безопасности при
удалении от нее ( эксперименты на одном из таких экранопланов закончились
аварией , а проектные разработки такого натурного экраноплана остановлены ) .
Дальнейший
поиск компоновочного решения экраноплана привел к
использованию
классической самолетной схемы ( одно несущее крыло - од-ноточечная схема и
хвостовое оперение ) с необходимой модернизацией ее
для обеспечения
устойчивости и управляемости при движении вблизи экранирующей поверхности .
Существо
такой модернизации свелось в основном к двум аспектам :
- первый -
выбор параметров основного несущего крыла и оптимизация его положения
относительно других элементов компоновки ;
- второй -
применение развитого ( увеличенного по размерам ) горизонтального оперения и
расположение его по высоте и длине относительно
основного крыла на
таком расстоянии , чтобы оно было наименее чувствительно к изменениям скосов
воздушного потока , индуцируемых крылом в
зависимости от высоты
движения и угла тангажа .
Указанные
аспекты составили основу концепции , определившей око-нчательный выбор
принципиальной компоновки экранопланов , принятых к реализации в начале 70-х
годов . По такой компоновке было создано
десять экспериментальных
экранопланов с постепенным увеличением их размеров и массы .
Самый
большой экраноплан из этого ряда - экраноплан КМ был уникальным инженерным
сооружением , дерзновенным творением Алексеева
Созданный в 60-х
годах , он имел длину более 100 метров , размах крыла около 40 м , а в
рекордном полете его масса достигала 540 тонн , что было в то время
неофициальным мировым рекордом для летательных аппаратов.
Он был побит лишь
недавно самолетом Ан-225 “Мрия” .
Экраноплан
КМ прошел всесторонние испытания на протяжении поч ти 15 лет и замкнул цикл
работ , связанных с апробированием идеи экранопланов в целом , а также
отработкой научных основ их проектирования ,
строительства и
испытаний .
Результаты
этих работ позволили создать теорию и методологию проектирования и
строительства практических образцов экранопланов . Одним из них стал
транспортный экраноплан “Орленок” со взлетной массой
до 140 тонн ,
способный перевозить груз 20 тонн со скоростью 400 км/ч на дальность до 1500 км
. Такой экраноплан может взлетать и садиться на воду при волнении моря до 2 м .
Он обладает амфибийностью , то есть способностью самостоятельно выходить на
относительно ровный берег с естественным покрытием , а также на специальную
мелкосидящую понтон-пло-
щадку или по
гидроспуску на подготовленную береговую площадку , что необходимо для
базирования экраноплана .
Экраноплан
“Орленок” представляет собой свободнонесущий моноплан , включающий в себя
фюзеляж обтекаемой формы с гидродинамическими и амфибийными элементами в нижней
части и развитое ( что отмечно выше ) хвостовое оперение .
Фюзеляж
экраноплана имеет простую балочно-стрингерную конструкцию . В нем размещаются
кабина экипажа , помещение для отдыха экипажа , отсеки радиоэлектронного и
радиосвязного оборудования , грузовой
отсек , а также
отдельный отсек вспомогательной силовой установкии бортовых агрегатов ,
обеспечивающих запуск двигателей главной силовой установки , работу
гидравлической и электрической систем экраноплана .
Грузовой
отсек занимает основную часть фюзеляжа , имеет силовой пол , оборудованный
швартовочными устройствами со специальными гне-здами , которые позволяют
выполнять несколько вариантов раскрепления грузов и колесной техники , а также
блоков сидений для перевозки людей .
Для
погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов и колесной техники
в носовой части
экраноплана предусмотрен специальный грузовой разъем
представляющий собой
уникальное устройство , не имеющее аналогов в отечественной и зарубежной практике
.
Главная
силовая установка состоит из одного маршевого турбовинтового двигателя типа
НК-12 и двух стартовых турбовентиляторных двигателей типа НК-8 конструкции
Генерального конструктора Кузнецова , доработанных применительно к морским
условиям эксплуатации .
Турбовинтовой двигатель типа НК-12 обеспечивает экономичный кре-
йсерский полет и
размещается на вертикальном оперении экраноплана в
районе установки
стабилизатора . Такое относительно высокое расположение двигателя обусловлено
необходимостью удаления его от брызг морской воды при старте , посадке и
пробеге экраноплана , а также снижения
возможного засоления
двигателя в полете от аэрозолей морской атмосферы , насыщенность которой , как
известно , зависит от высоты над поверхностью моря .
Стартовые
двигатели работают только при взлете экраноплана и оборудуются поворотными
газовыхлопными насадками , предназначенными
для изменения
направления струй двигателей при разбеге - под крыло для создания воздушной
подушки ( режим поддува ) и при переходе в крейсерский режим - на
горизонтальную тягу , обеспечивающую разгон экраноплана до крейсерской скорости
движения . Необходимость указанных режимов работы стартовых двигателей с
изменением направления газовых струй обусловили размещение их в носовой части
фюзеляжа с определенным углом расположения относительно продольной оси
экраноплана .
Воздухозаборники
стартовых двигателей также , как и сами двигатели ,
вписаны в общий
контур носовой части экраноплана с целью снижения аэродинамического
сопротивления на крейсерском режиме движения .
Поддув
газовых струй под крыло на разбеге обеспечивает снижение
гидродинамического
сопротивления и внешних гидродинамических наг-
рузок , что особенно
важно при взлете экраноплана в условиях взволнован-ного моря . Для этих же
целей поддув применяется и при посадке на режи-ме пробега . Кроме того , поддув
при помощи специальных устройств , пре-дусмотренных в нижней части фюзеляжа ,
обеспечивает амфибийные свой-ства экраноплана .
Основные
системы управления , гидравлики , электроснабжения , жизнеобеспечения и другие
выполнены на экраноплане в основном по типу авиационных .
Предусматривается соответствующее дублирование и резервирование
систем и оборудования
, что обеспечивает необходимую безопасность эксплуатации .
При создании
экранопланов “Орленок” особое внимание было уделено
работе конструкций и
оборудования в морских условиях . Отработана техно-логия изготовления деталей и
тонкостенных сварных конструкций из коррозионно-стойких алюминиевых сплавов ,
создано специальное ( или дора-ботано серийное ) оборудование , созданы системы
и устройства , обеспечивающие необходимые характеристики надежности ,
соответствующие сроки
службы и ресурса в
относительно сложных морских условиях эксплуатации
экранопланов .
Вместе с тем
следует отметить , что по живучести и безопасности движения экранопланы имеют
существенные преимущества по сравнению с самолетами , обусловленные тем , что в
аварийных ситуациях , в том числе
при отказах
материальной части , у экраноплана всегда остается возможность сесть на водную
поверхность , которую можно рассматривать в этих
случаях как постоянно
присутствующий аэродром .
Это
подверждено практикой , в частности , при испытаниях в сложных
метеорологических
условиях экспериментального экраноплана КМ ( корабль-макет ) имела место
вынужденная аварийная посадка во внештатной ситуации , в результате которой
были получены критические повреждения конструкции и он вышел из строя . Однако
обошлось все же без человеческих жертв . Вынужденные посадки из-за отказов
материальной части
выполнялись также на
экранопланах “Орленок” , при этом в условиях волнения моря , не превышавших
спецификационные , такие посадки происходили без повреждений конструкций .
Более того ,
на испытаниях одного из экранопланов “Орленок” была
разрушена и потеряна
хвостовая часть вместе с маршевым двигателем ,
однако экраноплан
своим ходом на стартовых двигателях вернулся на базу .
Отмеченные
выше преимущества экранопланов “Орленок” : высокие
технико-экономические
характеристики , относительно высокая надежность и безопасность эксплуатации ,
специфические качества , обусловливающие их привлекательность , позволяют
говорить о целесообразности
создания на их базе
морских экранопланов различного назначения . Это
могут быть
пассажирские и грузопассажирские экранопланы для скорост-
ной перевозки в
различных вариантах компоновки пассажирских салонов
150-300 пассажиров и
перевозки грузов скорой доставки общей массой до 20
тонн по внутренним и
окраинным морям с удалением от порта приписки
до 2000 км .
Вести
геолого-геофизические работы на мелководном шельфе арктических морей и
обеспечивать их транспортом сумеет арктический геолого-
разведочный
экраноплан .
Поисково-спасательный экраноплан предназначается для поисково-
спасательного
обеспечения сил морского флота , доставки аварийно-спа-сательных партий в места
аварий и стихийных бедствий в районах морс-ких буровых установок , плавучих
платформ и населенных пунктов на побе-режье , шельфе и островных зонах , а
также оказания помощи и эвакуации
пострадавших и
населения из этих мест .
Специальный
экраноплан для авиационно-морского поисково-спаса-тельного комплекса с
самолетом Ан-224 “Мрия” способен спасать людей с
затонувших или
аварийных судов за счет сочетания высокоскоростного и с
большой дальностью
средства поискаи доставки самолета “Мрия” и спука-емого для посадки на воду
спасательного экраноплана “Орленок” .
К настоящему
времени на базе построенных образцов существуют прое-
кты экранопланов
различного назначения и значительно большей по сра-внению с экранопланом
“Орленок” взлетной массы , которые могут найти
применение в открытом
море и в отдельных океанских зонах для решения
транспортных задач ,
а также обеспечения рыбопромыслового флота и т. д.
В отдельных
модификациях морских экранопланов предусматривается возможность маневрирования
по высоте движения , вплоть до чисто са-молетных режимов , что часто бывает
необходимо для обеспечения безопа-сности в случаях неожиданных препятствий на
курсе движения , а также
сокращения пути за
счет перелета над естественными или искуственными
преградами ,
разделяющими отдельные районы морских акваторий . Экра-нопланы таких
модификаций называются экранолетами .
Наряду с
этим созданы экранопланы упрощенных модификаций для применения на реках ,
водохранилищах и внутренних водоемах , а также
на относительно
ровных участках суши , например , на поймах рек или в тундре , причем эксплуатация
таких экранопланов возможна не только летом ,но и зимой на ледово-заснеженных
поверхностях .
Речные
экранопланы упрощенных модификаций в наибольшей мере
удовлетворяют
условиям их применения , имеют значительно меньший по сравнению с морскими
экранопланами диапазон скоростей ( 120-200 км/ч
вместо 320-500 км/ч )
и высот движения ( движение в основном осуществля-ется только в плоскости
горизонта с минимальным диапазоном перемещения по высоте ) и правомерно имеют
параллельное название - суда на динамической воздушной подушке .
В отличие от
нормальных экранопланов и экранолетов для управления судном на динамической
воздушной подушке ( СПДВ ) не требуется
летной подготовки .
Такие суда смогут эксплуатировать суда СПК , проше-дшие специальную
переподготовку . У СПДВ отсутствует руль высоты , ос-новными органами
управления так же , как и у СПК являются ручки упра-вления двигателями для
управления скоростью движения и штурвал
( или педали ) для
управления курсом .
К настоящему
времени концепция судна на динамической воздушной
подушке апробирована
на первом практическом образце девятиместного катера “Волга-2” , являющемся
прототипом более крупных СВП .
Таким
образом , можно констатировать , что к настоящему времени по
отечественным
разработкам экранопланов имеется научный и техничес-кий задел , построены и
испытаны отдельные образцы экранопланов различных модификаций и назначений , а
также накоплен опыт эксплуатации , достаточный для принятия решения о серийном
строительстве граж-данских экранопланов .
Исследования
, проведенные специализированными институтами ,
показывают , что
ожидаемая высокая производительность экранопланов ,
обусловливающая их
рентабельность , в полной мере отвечает современным требованиям потенциальных
заказчиков и тенденциям развития транспортных систем , поэтому коммерческие
экранопланы могут быть ре-
альностью уже в
ближайшей перспективе .
Литература
1) “Военный
парад” , N5 , 1997
2) “На стыке
двух стихий” , Москва , “Авико пресс” , 1993
|
