Экраноплан – новый вид скоростного водного транспорта – экранофлота
Проблемы мореходности и амфибийности
На сегодня можно считать решенным вопрос обеспечения устойчивого и безопасного полета экраноплана вблизи водной поверхности. Такой вывод обосновывается теоретическими работами Р. Д. Иродова и В. И. Жукова (ЦАГИ), а также экспериментальными аппаратами Р. Е. Алексеева (ЦКБ по СПК), А. Липпиша (США, ФРГ) и их последователей (1960-2000 г.г.).
Тем не менее, пока на водном транспорте ни один экраноплан (ЭП) не запущен в регулярную эксплуатацию. Основная причина – неудовлетворительная мореходность всех созданных экранопланов, включая такие тяжелые, как КМ и Орленок. Их относительная мореходность (h’= hw/D1/3 =< 0,25-0,35) заметно уступает, в сравнении с СПК и глиссирующими катамаранами одинакового водоизмещения (h’= < 0,4-0,5).
Основное отличие ЭП от других типов судов состоит в необходимости обеспечить безопасную эксплуатацию одновременно в двух средах: в режиме воздушного приэкранного полета, а также в режиме плавания и старта-посадки на заданном волнении. При этом, для регулярной и безопасной эксплуатации он должен обеспечить возможность посадки и старта в любом месте по трассе движения на заданной акватории и характерном для нее волнении.
Еще одно из отличий ЭП от скоростных судов (СВП и СПК) состоит в необходимости проходить режим рикошетирования по гребням волн при переходе от режима плавания к режиму приэкранного полета. На этом режиме (V=50-200 км\ч), когда аэрокрыло несет менее 50%, корпус проваливается между гребнями волн, воздушная подушка теряется (если она предусмотрена) и резко растут ударные нагрузки при прохождении гребня волны.
Чтобы снизить нагрузки и обеспечить устойчивый режим движения при старте-посадке на ЭП предусматриваются различные типы стартово-посадочных устройств (СПУ – редан, гидролыжи, ПК, ВП, поддув под крыло, в том числе водоизмещающая часть корпуса с регламентируемым надводным бортом). Все эти типы СПУ в разных вариантах испробовались на опытных ЭП, но до конца исследования еще не доведены. Причина – дорогостоящие физические эксперименты и сложное математическое моделирование. Наибольшее продвижение в проблеме мореходности показывают все виды глиссирующих гоночных катеров (до 250 –350 км\час).
Основываясь на собственном опыте испытаний ЭП с гидролыжными и колесными устройствами Р.Е. Алексеева (УТ-1, СМ-6 и Орленок) и на результатах аэротрубных и буксируемых на воде испытаний моделей совместно с КГТУ им. А.Н. Туполева, разработана комплексная аэро-гидродинамическая схема ЭП с амортизированным гидролыжным устройством и составлены по ней ряд математических моделей для оптимизации параметров и характеристик схемы.
В процессе расчетно-экспериментальных исследований выявлены интересные особенности взаимодействия параметров амортизированной гидролыжи и аэродинамической схемы на характеристики старта-посадки ЭП при различном волнении. Подбором рациональных параметров гидро- и аэродинамических элементов схемы можно добиться уровня мореходности до h’= 0,6-0,7, при перегрузках на максимальном волнении порядка ny = 1,0 g, что примерно в 1,5-2,0 раза превысит мореходность существующих ЭП. С гидролыжей оказалось проще добиться устойчивого режима движения на разбеге-посадке, особенно при переходе к аэродинамическому полету, при подлетах и касаниях лыжей поверхности воды, определить простые и безопасные способы управления ЭП по скорости движения, по высоте полета и подлета с касанием поверхности, по курсу на скоростях рикошетирования и полета.
По результатам исследований определены рациональные параметры комплексной аэро-гидродинамической схемы ЭП с амортизированным лыжно-колесным шасси. Новой схеме постарались придать как можно больше судовых (катерных) свойств, в ней качественно изменен «самолетный» принцип формирования СПУ, по новому решены вопросы старта-посадки, управления ЭП по курсу и по высоте полета. Вариант реализации данной схемы предложен в ряде проектов ЭП, в том числе в проекте служебного катера на 6-9 мест с двигателем БМВ мощностью 320 лс, его расчетная мореходность старта-посадки - до 0,8 м регулярной волны (общий вид ЭП можно посмотреть через e-mail ).
-*-
Служебный катер-экраноплан RT1-BMW
Базовая модель для грузо-пассажирских экранопланов
Вес полный ......………. 2,40 т Экипаж .........…………… 1 пилот
Вес порожнем ...……… 1,4 т Пассажиры (груз), до....... 6-9 чел.(800 кг)
Двигатель - 1 х М119 (320 лс) Скорость крейсерская..… 162 км/ч
Расход топлива, крейс... 28 кг/ч Мореходность старта……до 0,8 м волны
*
Прототип – учебный экраноплан УТ-1, смотри вкладку.
-*-
Подробнее анализ состояния разработок экранопланов в мире и новая концепция технического облика экраноплана для инновационных проектов приведены в работе:
Транспортные суда-экранопланы
Концепции транспортных систем на базе экранопланов
http://ekranoplan-ru.narod.ru , 2003 г.
wew, e-mail:
WEWNN@yandex.ru
-*-