(ЭКРАНОПЛАН "ОРЛЕНОК")
С. В. Кравчук, А. И. Маскалик, А. И. Привалов фото А. Беляев
Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам НПО "ЦКБ по СПК" им. Р. Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, Российская Федерации) за большую помощь в работе над очерком.
Для любого транспортного средства, вис зависимости от того, что оно перевозит (пассажиров, грузы или оружие), скорость — одно из важнейших качеств (как показали социологические исследования, доступная скорость передвижения прямо влияет на весь уклад жизни, даже на такое важное и подверженное влиянию консервативных традиций дело, как выбор спутницы или спутника жизни; любознательным можно порекомендовать работу |1]). Борьба за скорость, подогреваемая зачастую жесткой конкуренцией, заставлявшая конструкторов искать и испытывать новые, иногда самые неожиданные решения, является одной из самых интересных страниц истории техники.
В конце XIX — начале XX вв. скорость наземного транспорта резко возросла. Поверхность Земли покрылась быстро растущей сетью железных дорог, на шоссе появились автомобили. В 1903 г. биплан братьев Райт совершил в Америке первый успешный полет; зарождался самый скоростной вид транспорта — воздушный. А морской транспорт оставался по-прежнему неторопливым.
Естественно, что столь важное качество, как быстроходность, во все времена было объектом пристального внимания корабелов. Но увеличение скорости кораблей ограничивалось быстро растущим гидродинамическим сопротивлением корпуса и недостаточной мощностью парусного и весельного движителей.
Второе ограничение было снято с внедрением на кораблях механических двигателей в середине—конце XIX в., по ситуация кардинально не изменилась — парусники до начала XX в. по скорости если не превосходили, то, во всяком случае, не уступали пароходам. Рывок в скорости связан с идеей поднять корпус судна из воды в воздух, в среду, в 840 раз менее плотную. Главное препятствие — рост сопротивления воды — исчезала.
Первое в мире судно на подводных крыльях (СПК) построил в 1894 г. французский инженер Шарль Д'Аламбер. Катер оказался неудачным, устойчивого движения добиться не удалось, однако идея была восприняв с интересом: в 1906 г. Э.Форлапини построил в Америке катер, развивший скорость 40 уз. Д'Аламбер построил также первый самоходный глиссер (1897 г.), показавший на испытаниях скорость около 20 уз.
В 1935 г. под руководством профессора Московского авиационного института В.И.Левкова создается первое в мире судно на воздушной подушке (СВП) Л-1. Сам факт существования этого и последующих судов, в том числе рекордного Л-5, был глубоко засекречен, и на Западе независимо от Левкова развивалась своя методика расчета СВП. В 1959 г. под руководством Коккерена в Великобритании было построено СВП "Ховеркрафт" — первое, о котором узнала широкая общественность.
Глиссер, СПК, СВП — ступени развития идеи о подъеме корпуса скоростного судна из воды в воздух, логическим завершением которой являются летящие над водой суда-экранопланы.
Прежде, чем продолжить рассказ об экранопланах, необходимо пояснить, каковы физические основы движения этого скоростного судна у поверхности экрана (обычно это вода, но может быть также относительно ровная суша и лед).
Экранный эффект — изменение несущих свойств крыла на малых высотах полета — открыт авиаторами. С ним столкнулись впервые летчики на взлетно-посадочных режимах самолетов еще в 20-х годах. Поскольку летные данные самолета, в частности, его устойчивость, не были рассчитаны на этот эффект, он в ряде случаев приводил к авариям и катастрофам самолетов на взлетно-посадочных режимах движения. По-видимому, одной из первых отечественных работ, посвященных влиянию земли на аэродинамические свойства крыла, была экспериментальная работа Б.Н. Юрьева (1923 г.). В период 1935—1937 гг. комплекс экспериментальных и теоретических исследований в этом направлении провели Я.М. Серебрийский и Ш.А. Биячуев в ЦАГИ. Примерно в этот же период проведен ряд теоретических исследований видными зарубежными учеными: А. Бетцем, К. Визсльсбергом, С. Хаггстом, Д. Баглся, М. Фишюм. Результаты этих исследований позволили дать качественную оценку влияния экранного эффекта на аэродинамические характеристики низколетящего крыла. В частности, было показано, что подъемная сила крыла растет, причем тем больше, чем ближе крыло к земле; сопротивление уменьшается, изменяется продольный момент*. Это позволило разработать соответствующие рекомендации для управления самолетом, у которого проявляется влияние экрана на аэродинамические характеристики на взлетно-посадочных режимах. Тем не менее, для авиации этот эффект продолжает оставаться "вредным".
 |
 |
| Глиссер Д'Аламбсра. | Судно на воздушной подушке Л-5. |
* Увеличение подъемной силы может достигать 50%, рост аэродинамического качества (отношения подъемной силы к силе сопротивления) — в 1,5...2,5 и более раз. Влияние экрана на крыло — очень сложное физическое явление, и полной ясности в понимании механизма этого влияния еще нет. Например, могут существовать такие режимы движения крыла над экраном, когда при уменьшении высоты полета подъемная сила не увеличивается, а наоборот, уменьшается. Подробное изложение современного состояния этой проблемы можно найти в [2|, (3).