История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия
Работа из раздела: «
Военная кафедра»
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
