Над водой парящий корабль - экранолет - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Над водой парящий корабль - экранолет

p align="left">Пытаясь добиться увеличения скорости судов, конструкторы заставляли их все более приподниматься из воды, чтобы они испытывали как можно меньшее сопротивление своему движению. Так появились глиссеры, суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Следующим логическим шагом стал экраноплан.

По сути, это уже самолет. Но его подъемная сила в отличие от обычного складывается из двух составляющих вместо одной. Первая, которую используют все самолеты, хорошо известна. Профиль крыла таков, что воздух обтекает его верхнюю часть быстрее, чем нижнюю, - давление под крылом оказывается больше, чем над ним. Вторая составляющая - чисто экранопланная. Крыло, движущееся в непосредственной близости от земли или поды (специалисты говорят - экрана), уплотняет пoд собой воздух, превращая его в своеобразный клин, "битый между машиной и поверхностью. Опора на него делает экраноплан гораздо экономичнее самолета. Теоретически, при прочих равных условиях, грузоподъемность машины, скользящей над водой, может быть на 40% больше! Подобные аппараты и строились у нас секретно в течение 30 лет в ЦКБ по судам на подводных крыльях в городе Чкаловске под Горьким.

Это конструкторское бюро было детищем Ростислава Евгеньевича Алексеева, известного до сих пор лишь в одной своей ипостаси - создателя судов на подводных крыльях. Они, кстати, тоже были пионерными разработками, не имевшими в мире аналогов. - лишь через десятилетие на Западе смогли приблизиться к уровню "Ракет" и "Метеоров".

Алексеев задумал создавать экранопланы в конце 50-х годов, когда его суда на подводных крыльях при скоростях 100-150 км/ч натолкнулись на кавитационный барьер-явление, при котором вода утрачивает свойства сплошной текучей жидкости. Крылья машины разрушались от множества обрушивающихся на них гидравлических ударов. И вот он решил; хватит бороться с этим эффектом, улучшая профили крыльев, надо создать качественно новые суда, если хотите подняться над проблемой кавитации.

Первый 3-тонный экраноплан, появившийся в 1961 году, имел пару несущих крыльев. Но, исследовав такую схему на нескольких моделях, конструктор отказался от нее и выбрал другую - аппарат с одним крылом малого удлинения.

Знания, интуиция и уверенность Алексеева (сотрудники с уважением и симпатией звали его Доктором, как бы подчеркивая высшую, непревзойденную квалификацию) были настолько велики, что от 5-тонного экраноплана он почти сразу шагнул к постройке 430-тонной машины, того самого "Каспийского монстра", неточные параметры которого опубликовал в 70-х годах "Джейн".

Чудовище вылетает из гнезда

КМ, или корабль-макет, как его назвали в ЦКБ, имел длину 92 м, высоту 22 м, размах крыла 37 м. Днище корпуса было устроено по-корабельному, хотя внешне КМ походил на самолет. На переднем пилоне размещалось 8 турбореактивных двигателей тягой по 10 т каждый - их мощность использовалась в основном при старте. На киле стояли еще два таких же двигателя, достаточных для поддержания крейсерского режима.

Со скоростью 350 км/ч "Орленок" несется в двух метрах над водой

Испытания корабля-макета ("Джейн" немного ошибся - они начались в 1966 году) решили провести на Каспийском море. Почти месяц, полупритопленного, с отстыкованным крылом, накрытого маскировочной сеткой, "монстра" буксировали по Волге. По требованиям секретности, шли ночами, днем отстаивались. И все это время доделывали KM - руководство, желая отрапортовать "наверх" и получить награды, назначило Алексееву, попросту говоря, сумасбродные сроки.

Наконец КМ достиг Каспийска - городка, расположенного рядом с Махачкалой. Туда же прибыли высокопоставленные чиновники и потребовали от конструктора немедленного отчета. Экраноплан еще находился в плавучем доке, а Доктор наравне со всеми тянул канаты, пристыковывая крыло. И вдруг он удивил своих сотрудников, казалось бы, уже привыкших к его неординарности, - взяв полетный лист, Алексеев невозмутимо начертал на нем: "Полет в доке".

Запустили все 10 двигателей, грохот нарастал, тросы, удерживающие КМ, натянулись, как струны, на берегу начал ломаться деревянный забор, попавший под выхлопы моторов. При тяге в 40% от номинальной док с пришвартованным в нем экранопланом тронулся с места, стало срывать якоря. Удовлетворенный произведенным на чиновников впечатлением, Алексеев приказал глушить двигатели. С тех пор слова "полет в доке" для конструктора и его сподвижников обозначали очковтирательства, на которые случалось идти, дабы не конфликтовать с требующим быстрых результатов начальством.

А оно все торопило, и для соблюдения назначенной даты первого полета пришлось серьезно рискнуть. Дело в том, что на корабле-макете не успели смонтировать радиооборудование, не работали и высотомеры. В четыре утра, когда начальство нежилось в постели, буксир вывел док в море. Он еще не полностью погрузился в воду, а из него уже на малом газе вырулил экраноплан - за штурвалом сидел Доктор. Он показал жестом: "Вперед!" - и поднял КМ из воды. Летал сразу около 50 мин на высоте примерно 4 м.

На берегу Алексеев доложил ошеломленным председателю и членам комиссии: "Машина вела себя прекрасно", а заодно, пообещав никому не говорить, что они все проспали, попросил подписать полетный лист. Деваться сконфуженным чиновникам было некуда - полет наблюдало немало свидетелей. Удачный исход первого испытания принес Алексееву "добро" финансировать его проект как минимум 5 лет. На самом же деле полет прошел не столь уж гладко - в какой-то момент корпус экраноплана, построенный по авиационным принципам, начал извиваться, как змея. Недостаток решили устранить самым простым путем - корпус укрепили 10-и 20-миллиметровыми металлическими листами. Перебирать его ажурную силовую конструкцию, перекладывать кабельные трассы и прочую начинку было некогда.

Из истории зарубежных экранопланов

В 1940 году американский инженер Д. Уорнер спроектировал аппарат, который назвал "компрессионным самолетом". В носовой части корпуса располагались два мощных вентилятора для подачи воздуха под днище экраноплана во время его выхода из воды. Поддержание крейсерского режима отводилось двум винтовым двигателям, размещенным на уткообразном крыле. В этом проекте впервые предлагалось разделить стартовые (поддувные) и маршевые силовые установки.

С 1960 года разработкой и постройкой опытных экранопланов в США стала заниматься авиационная фирма Локхид. На ней под руководством конструктора В.Б. Корякина в 1965 году построили двухместный катер-экраноплан "Клиппер" с крылом малого удлинения (его размах 4м при длине корпуса 5,7м). Особенностью аппарата были носовые бортовые стенки для усиленного подвода встречного воздуха под днище - он играл роль "воздушной смазки". Масса "Клиппера" - 440 чг, скорость - 110 км/ч.

В 60-е же годы начинает конструировать экранопланы швейцарский инженер X. Вешано, занимавшийся до этого катерами на воздушной подушке. Его проекты до сих пор отличаются особой оригинальностью. В 1964 году швейцарец построил самоходную пилотируемую модель "Малый Вейландкрафт".

Ее масса - 4,3 т, длина - 15,8 м, размах крыльев - 9,5м, скорость - около 150 км/ ч. Во время первых же испытаний на озере Солтон в Калифорнии модель разбилась. Сначала она довольно долго летела на высоте 1 м, затем неожиданно взмыла вверх и упала на воду. Причина аварии окончательно не установлена.

В. Корякин, строивший на фирме Локхид небольшие экранопланы, хотел в конечном итоге создать крупную, в несколько сот тонн, машину (исключение не составляли и другие конструкторы, в том числе уже упоминавшиеся Вейланд и Липпиш). Но дальше проекта дело не пошло. Аппарат задумывался в виде летающего катамарана. Использовать его планировалось в военных целях: для десантирования техники в передней части крыла и лодок предусматривались большие люки и выдвижные аппарели.

Но все равно огромная, тяжелая машина показала феноменальные качества. Она устойчиво шла над экраном на высоте 3 - 4 м на крейсерской скорости 400-450 км/ч. Вообще Алексеев обладал какой-то удивительной конструкторской интуицией. Например, когда за рубежом опубликовали схемы его судов на подводных крыльях, один немецкий профессор-гидроаэродинамик, изучив их, категорически заявил: "Эти аппараты не могут двигаться так быстро - крылья разрушатся от кавитации". Узнав же, что русские от опытных образцов уже переходят к серийному выпуску, уязвленный ученый не удержался и приехал к Алексееву. Зарубежного гостя прокатили на "Ракете", причем часть плавания он провел довольно оригинально. По его просьбе открыли нижний люк, профессор свесился вниз головой поближе к воде (двое из команды держали его за ноги) и наблюдал водные потоки, омывающие крыло. Через некоторое время профессор принял нормальное положение и, пожав Алексееву руку, сказал: "Удивительно, гениально!"

Да, Доктор был необычным человеком. Его, как и КМ, вполне можно назвать "монстром", способным на то, что другим не под силу. До сих пор достигнутое им в создании экранопланов остается отечественным секретом. Зарубежные аналоги этих машин представляют собой, по сути, низколетящие самолеты - пилоты насильно удерживают их у поверхности. КМ же был настолько устойчив, что Алексеев иногда на показ переставал им управлять и даже выключал в полете двигатели. Наблюдавших такое летчиков особенно впечатляло, что аппарат безо всякого вмешательства рулей отслеживал каждый изгиб рельефа. Обладал КМ и хорошей маневренностью - он был способен на крутые развороты с большим креном и касанием шайбы (окончания крыла) о воду. Однажды "монстра" загрузили до взлетного веса в 544 т-это до сих пор рекорд для экранопланов и самолетов, даже знаменитая "Мрия" не летает с такой массой! Наблюдатели видели, как после затяжного разбега по морю с 3-балльным волнением он оторвался от воды и ушел за горизонт.

Катастрофа

Испытания корабля-макета дали Алексееву массу новых идей. К концу жизни конструктора в ангарах на базе в Чкаловске скопилось более тысячи моделей, многие из которых могли превратиться в реальные машины. Но и летающих образцов было немало. Первую пробу аппаратов, как правило, делал сам Алексеев. На государственных же испытаниях его место за штурвалом занимали пилоты авиаторы. Доктор доверял им машину неохотно. "У летчиков, - говорил он, - есть общая черта: чем выше, тем безопасней. У нас наоборот". Так, на КМ в случае отрыва от экрана надо было просто плавно уменьшить тягу: аппарат снижался сам, без управления рулями, скорость падала до 250 км/ч. Далее следовало выключить маршевые кормовые двигатели, перевести носовые в режим поддува (для создания воздушной подушки) и выпустить закрылки. В результате на скорости около 140 км/ч машина мягко приводнялась. Экранопланы оказались очень надежным и безопасным транспортом - у самого Алексеева аварий не было никогда. Но, осваивая принципиально новую технику, никто не застрахован от несчастий.

Первой, в 1964 году, неожиданно потерпела катастрофу модель СМ-5 - прообраз авиа- и ракетоносных экранопланов. Машина попала в мощный встречный ветер - ее качнуло, стало приподнимать. Пилоты вместо того, чтобы сбросить газ и спланировать, наоборот, включили форсаж, стараясь набрать высоту. Оторвавшись от экрана, модель потеряла устойчивость, ее завалило носом вниз, и она спикировала в воду-экипаж погиб. А десять лет спустя произошла авария с "Орленком" - 120-тонным экранопланом длиной 58 м, высотой 16 м, с размахом крыла 31 м.

Его, как и КМ, под давлением начальства сдавали наскоро. Первый полет в 1974 году прошел успешно, и считалось, что машина пойдет в серийное производство. Два ее стартовых турбовентиляторных двигателя тягой по 10 т располагались в носовой части фюзеляжа под углом к его оси. Вместе с воздухозаборниками они были упрятаны прямо в корпусе. При разбеге поворотные газовыхлопные насадки направляли воздушные струи по диагонали вниз под крыло, а затем ориентировали их на горизонтальную тягу. В крейсерском режиме, при скорости 350 км/ч, работал один маршевый турбовинтовой двигатель мощностью 15 тыс. л.с., установленный на киле.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5