Первые советские экранопланы – экспериментальные экранопланы СМ
Экраноплан – в официальной советской классификации так назывались суда на динамической воздушной подушке – транспортные средства, обладавшие высокой скоростью, летящие в пределах действия аэродинамического экрана, то есть на сравнительно малой высоте (до нескольких метров) от поверхности воды, льда, снега или земли. При равных скорости и массе, площадь крыла экраноплана была существенно меньше, чем у самолётов. Согласно международной классификации (ИМО) данный тип техники относится к морским судам.
Экранопланы – это уникальные аппараты, которые могут эксплуатироваться на самых разнообразных маршрутах, в том числе и тех, которые являются недоступными для обычных судов. Вместе с более высокой мореходностью и гидроаэродинамическими качествами, чем у других высокоскоростных судов, экранопланы практически всегда обладают еще и амфибийными свойствами. Они способны передвигаться не только по водной поверхности, но и по твердой (лед, земля, снег), а также базироваться на ней. Таким образом, экранопланы сочетают в себе лучшие качества самолета и судна.
Стоит отметить, что развитие судостроения было связано с решение достаточно острой проблемы по повышению максимальной скорости движения судов. При этом максимальная скорость водоизмещающих судов ограничена волновым сопротивлением и составляет порядка 25-30 км/ч для речных и 50-60 км/ч для морских судов. Применение для снижения волнового сопротивления подводных крыльев или глиссирования позволяет довести данные показатели до 100-120 км/ч. Однако из-за своей низкой мореходности глиссеры не получили широкого распространения на практике и сохранились в основном лишь в роли спортивных судов. В то же время различные суда на подводных крыльях получили гораздо большее распространение, а решающий вклад в их создание внес российский ученый и конструктор Р. Е. Алексеев (1916-1980). Усилиями данного конструктора в 1940-60-х годах XX века был создан советский морской и речной пассажирский флот на подводных крыльях, который сохраняет мировое лидерство в скоростном водном транспорте по сей день.
Еще в 1940-е годы, работая над проектами торпедных катеров на подводных крыльях, Алексеев столкнулся с проблемой кавитации подводных крыльев – явлением, которое связано с кипением воды в зоне его разрежения, что резко снижает его гидродинамические характеристики, нарушает обтекание крыла, ограничивает экономически целесообразную скорость передвижения судна на подводных крыльях максималкой в 100 км/ч. Так удалось выяснить, что суда на подводных крыльях оказались бесперспективными в отношении работ по дальнейшему увеличению их скоростных характеристик.
Это открытие послужило одной из основных причин в судостроении для активизации работ по поиску нового принципа движения судов, который бы был свободен от отмеченных принципиальных недостатков – кавитационный и волновой барьеры. Устранить эти барьеры, одновременно избавившись и от волнообразования, и от кавитации удалось бы только, исключив контакт судна с поверхностью воды.
Работа над такими судами была начата в 1930-40-е годы XX века, когда возникли первые реальные предложения по созданию судов, использующих аэродинамические силы поддержания. Для создания таких судов, которые могли бы на равных конкурировать с уже существующими техническими решениями, понадобилось значительное количество времени и усилий. Такие суда впервые в мировой практике были представлены российскими высокоскоростными кораблями-экранопланами конструкции Алексеева – ударным экранопланом «Лунь» и десантным экранопланом «Орленок».
Однако путь до создания этих машин был достаточно длителен. Первые отечественные предложения по использованию аэродинамических сил вблизи экрана при движении скоростных судов Р. Е. Алексеев высказал в 1947 году, а в 1958 году он возглавил работы по созданию практических образцов экранопланов для нужд ВМФ СССР. На основе образованной конструктором научно-экспериментальной базы для развития скоростных судов уже к 1960 году была созданная первая аэрогидродинамическая компоновка экраноплана, получившая название «тандем» или «двухточка». Это было логическое воплощение в жизнь схемы судна на 2-х малопогруженных подводных крыльях.
В 1961 году по данной схеме была создана и построена первая самоходная модель экраноплана, получившая название СМ-1. 22 июля того же года во время испытаний был выполнен первый полет советского экраноплана. В первом испытательном полете машину пилотировал сам Р. Е. Алексеев, который являлся начальником ЦКБ по СПК и главным конструктором аппарата. К осени 1961 года техника пилотирования экраноплана была освоена им до такой степени, что он, будучи полностью уверенным в надежности аппарата, стал приглашать на демонстрационные полеты гостей из Москвы. Полеты первого советского экраноплана СМ-1 демонстрировались в частности Главкому ВМФ С. Г. Горшкову, секретарю ЦК КПСС Д. Ф. Устинову, Председателю Госкомсудостроения Б. Е. Бутоме. Демонстрации возможностей экраноплана оказались более чем убедительными. Высокие гости из столицы оценили новинку и выразили желание прокатиться на экраноплане, под личную ответственность Р. Е. Алексеева. Их желание было удовлетворено. В процессе проведения испытаний СМ-1 смог развить скорость порядка 200 км/ч.
В дальнейшем проводились работы по совершенствованию аэрогидродинамической компоновки аппарата. Новая самоходная модель – СМ-2 была готова в 1962 году. Для улучшения ее взлетно-посадочных характеристик впервые в мировой практике был использован поддув двигателями под несущее крыло. Идею поддува Алексеев выдвигал еще в конце 1959 года, но потребовалось провести целый комплекс экспериментов, прежде чем удалось разработать практические рекомендации по выбору принципиальной схемы поддува. Аэрогидродинамическая компоновка, реализованная на СМ-2, стала прообразом компоновки всех первых отечественных экранопланов.
По предложению Устинова, который уже был знаком с проектом, в начале мая 1962 года экраноплан СМ-2 был продемонстрирован лично Н. С. Хрущеву, а также другим членам советского правительства. Демонстрация была организована на водах Химкинского водохранилища под Москвой, неподалеку от дачи Хрущева. Из Горького экраноплан был доставлен в Подмосковье на вертолете-кране Ми-10К. Хотя во время выполнения показательных полетов СМ-2 так и не смог выйти на расчетные режимы, экраноплан сумел произвести на Хрущева достаточно благоприятное впечатление. Возможно, именно благодаря этому вскоре была принята госпрограмма, которая включала в себя создание новых экранопланов, а также создание боевых экранопланов для нужд ВМФ и других родов войск. Тогда же было принято решение о постройке полноразмерного экспериментального экраноплана получившего обозначение КМ.
В 1962 году был готов еще один экраноплан, который отличался от уже созданных, он получил обозначение СМ-3. Экраноплан был построен для проведения исследований аэродинамической компоновки с использованием крыла малого удлинения. На нем была реализована схема поддува под крыло: сопла, расположенные в носке крыла на его нижней поверхности создавали струйную завесу по всей передней кромке, в то время как сами двигатели были расположены в фюзеляже.
В 1963 году был готов еще один образец экспериментального экраноплана, получивший обозначение СМ-4. Он представлял собой дальнейшее развитие модели СМ-3 с двумя двигателями – маршевым и стартовым, а также с увеличенным до 3-х человек экипажем. За соплом первого двигателя была расположен газовый руль для управления экранопланом на малых скоростях. Регулируемая сопловая система стартового двигателя направляла газовые струи под крыло экраноплана.
В этом же 1963 году была закончена постройка масштабной копия гигантского экраноплана КМ под названием СМ-5, копия была выполнена в масштабе 1:4. В следующем 1964 году экраноплан СМ-5 потерпел катастрофу. Экраноплан разбился, попав в очень сильный встречный воздушный поток. Машину очень резко качнуло и приподняло. Пилоты экраноплана включили форсаж, пытаясь набрать высоту, но СМ-5 оторвался от экрана и потерял устойчивость, в результате данной катастрофы погиб экипаж. Данная авария стала первой катастрофой с экранопланами семейства «СМ».
После этого строительство новых экспериментальных экранопланов семейства СМ несколько замедлилось. Следующий экраноплан СМ-6, предназначавшийся для исследования проблем гидро- и аэродинамики, а также прочности был спроектирован и построен в 1972 году в Сормово в Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ СПК), которое возглавлял Р. Е. Алексеев. Данная машина была создана в том числе и для отработки технологических решений созданного позже на базе СМ-6 тяжелого десантно-транспортного экраноплана «Орленок». Силовая установка данного экраноплана включала в себя 3 двигателя: маршевый ТВД АИ-20, который был установлен на киле и 2-х подъемно-маршевых ТРД, которые предназначались для облегчения взлета.
Экспериментальный экраноплан СМ-6, так же как и «Орленок» был спроектирован по нормальной аэродинамической схеме лодочного низкоплана, обладающего Т-образным хвостовым оперением. Планер экраноплана был изготовлен и сплава и стали АМГ-61, в качестве антикоррозийной защиты использовалось спецпокрытие, а также электрохимический протектор. Фюзеляж экраноплана был балочно-стрингерной конструкции, днище было образовано системой реданов, а также 2-мя гидролыжами, к которым крепились носовая и основная опоры шасси.
До 1972 года был построен еще один экраноплан, получивший обозначение СМ-8. Он был изготовлен в 1967 году уже после катастрофы с СМ-5 и был вторым аналогом будущего экраноплана КМ, выполненным в масштабе 1:4. Данный экраноплан стал последним в линейке экспериментальных экранопланов семейства «СМ». Результаты работ над данными машинами позволили создать не просто теорию, но и разработать методику создания и проектирования новых образцов тяжелых гражданских и боевых экранопланов.
Испытания экраноплана СМ-8 шли параллельно с испытаниями самого большого в мире летательного аппарата КМ (корабля-макета), который по своей аббревиатуре получил на Западе неофициальное прозвище «Каспийский монстр». На экраноплане СМ-8 отрабатывалась методика испытаний КМ. Одновременно на СМ-8 и КМ совершали полеты ведущие летчики-испытатели, а также командир летно-испытательного отряда ЦКБ по СПК В.Ф.Логинов.
Источники информации:
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm1.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm4.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm6.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm8.html
- http://ru.wikipedia.org/wiki
Экранопланы – это уникальные аппараты, которые могут эксплуатироваться на самых разнообразных маршрутах, в том числе и тех, которые являются недоступными для обычных судов. Вместе с более высокой мореходностью и гидроаэродинамическими качествами, чем у других высокоскоростных судов, экранопланы практически всегда обладают еще и амфибийными свойствами. Они способны передвигаться не только по водной поверхности, но и по твердой (лед, земля, снег), а также базироваться на ней. Таким образом, экранопланы сочетают в себе лучшие качества самолета и судна.
Стоит отметить, что развитие судостроения было связано с решение достаточно острой проблемы по повышению максимальной скорости движения судов. При этом максимальная скорость водоизмещающих судов ограничена волновым сопротивлением и составляет порядка 25-30 км/ч для речных и 50-60 км/ч для морских судов. Применение для снижения волнового сопротивления подводных крыльев или глиссирования позволяет довести данные показатели до 100-120 км/ч. Однако из-за своей низкой мореходности глиссеры не получили широкого распространения на практике и сохранились в основном лишь в роли спортивных судов. В то же время различные суда на подводных крыльях получили гораздо большее распространение, а решающий вклад в их создание внес российский ученый и конструктор Р. Е. Алексеев (1916-1980). Усилиями данного конструктора в 1940-60-х годах XX века был создан советский морской и речной пассажирский флот на подводных крыльях, который сохраняет мировое лидерство в скоростном водном транспорте по сей день.
Экраноплан СМ-2
Еще в 1940-е годы, работая над проектами торпедных катеров на подводных крыльях, Алексеев столкнулся с проблемой кавитации подводных крыльев – явлением, которое связано с кипением воды в зоне его разрежения, что резко снижает его гидродинамические характеристики, нарушает обтекание крыла, ограничивает экономически целесообразную скорость передвижения судна на подводных крыльях максималкой в 100 км/ч. Так удалось выяснить, что суда на подводных крыльях оказались бесперспективными в отношении работ по дальнейшему увеличению их скоростных характеристик.
Это открытие послужило одной из основных причин в судостроении для активизации работ по поиску нового принципа движения судов, который бы был свободен от отмеченных принципиальных недостатков – кавитационный и волновой барьеры. Устранить эти барьеры, одновременно избавившись и от волнообразования, и от кавитации удалось бы только, исключив контакт судна с поверхностью воды.
Работа над такими судами была начата в 1930-40-е годы XX века, когда возникли первые реальные предложения по созданию судов, использующих аэродинамические силы поддержания. Для создания таких судов, которые могли бы на равных конкурировать с уже существующими техническими решениями, понадобилось значительное количество времени и усилий. Такие суда впервые в мировой практике были представлены российскими высокоскоростными кораблями-экранопланами конструкции Алексеева – ударным экранопланом «Лунь» и десантным экранопланом «Орленок».
Однако путь до создания этих машин был достаточно длителен. Первые отечественные предложения по использованию аэродинамических сил вблизи экрана при движении скоростных судов Р. Е. Алексеев высказал в 1947 году, а в 1958 году он возглавил работы по созданию практических образцов экранопланов для нужд ВМФ СССР. На основе образованной конструктором научно-экспериментальной базы для развития скоростных судов уже к 1960 году была созданная первая аэрогидродинамическая компоновка экраноплана, получившая название «тандем» или «двухточка». Это было логическое воплощение в жизнь схемы судна на 2-х малопогруженных подводных крыльях.
Экраноплан СМ-5
В 1961 году по данной схеме была создана и построена первая самоходная модель экраноплана, получившая название СМ-1. 22 июля того же года во время испытаний был выполнен первый полет советского экраноплана. В первом испытательном полете машину пилотировал сам Р. Е. Алексеев, который являлся начальником ЦКБ по СПК и главным конструктором аппарата. К осени 1961 года техника пилотирования экраноплана была освоена им до такой степени, что он, будучи полностью уверенным в надежности аппарата, стал приглашать на демонстрационные полеты гостей из Москвы. Полеты первого советского экраноплана СМ-1 демонстрировались в частности Главкому ВМФ С. Г. Горшкову, секретарю ЦК КПСС Д. Ф. Устинову, Председателю Госкомсудостроения Б. Е. Бутоме. Демонстрации возможностей экраноплана оказались более чем убедительными. Высокие гости из столицы оценили новинку и выразили желание прокатиться на экраноплане, под личную ответственность Р. Е. Алексеева. Их желание было удовлетворено. В процессе проведения испытаний СМ-1 смог развить скорость порядка 200 км/ч.
В дальнейшем проводились работы по совершенствованию аэрогидродинамической компоновки аппарата. Новая самоходная модель – СМ-2 была готова в 1962 году. Для улучшения ее взлетно-посадочных характеристик впервые в мировой практике был использован поддув двигателями под несущее крыло. Идею поддува Алексеев выдвигал еще в конце 1959 года, но потребовалось провести целый комплекс экспериментов, прежде чем удалось разработать практические рекомендации по выбору принципиальной схемы поддува. Аэрогидродинамическая компоновка, реализованная на СМ-2, стала прообразом компоновки всех первых отечественных экранопланов.
По предложению Устинова, который уже был знаком с проектом, в начале мая 1962 года экраноплан СМ-2 был продемонстрирован лично Н. С. Хрущеву, а также другим членам советского правительства. Демонстрация была организована на водах Химкинского водохранилища под Москвой, неподалеку от дачи Хрущева. Из Горького экраноплан был доставлен в Подмосковье на вертолете-кране Ми-10К. Хотя во время выполнения показательных полетов СМ-2 так и не смог выйти на расчетные режимы, экраноплан сумел произвести на Хрущева достаточно благоприятное впечатление. Возможно, именно благодаря этому вскоре была принята госпрограмма, которая включала в себя создание новых экранопланов, а также создание боевых экранопланов для нужд ВМФ и других родов войск. Тогда же было принято решение о постройке полноразмерного экспериментального экраноплана получившего обозначение КМ.
Экраноплан СМ-6
В 1962 году был готов еще один экраноплан, который отличался от уже созданных, он получил обозначение СМ-3. Экраноплан был построен для проведения исследований аэродинамической компоновки с использованием крыла малого удлинения. На нем была реализована схема поддува под крыло: сопла, расположенные в носке крыла на его нижней поверхности создавали струйную завесу по всей передней кромке, в то время как сами двигатели были расположены в фюзеляже.
В 1963 году был готов еще один образец экспериментального экраноплана, получивший обозначение СМ-4. Он представлял собой дальнейшее развитие модели СМ-3 с двумя двигателями – маршевым и стартовым, а также с увеличенным до 3-х человек экипажем. За соплом первого двигателя была расположен газовый руль для управления экранопланом на малых скоростях. Регулируемая сопловая система стартового двигателя направляла газовые струи под крыло экраноплана.
В этом же 1963 году была закончена постройка масштабной копия гигантского экраноплана КМ под названием СМ-5, копия была выполнена в масштабе 1:4. В следующем 1964 году экраноплан СМ-5 потерпел катастрофу. Экраноплан разбился, попав в очень сильный встречный воздушный поток. Машину очень резко качнуло и приподняло. Пилоты экраноплана включили форсаж, пытаясь набрать высоту, но СМ-5 оторвался от экрана и потерял устойчивость, в результате данной катастрофы погиб экипаж. Данная авария стала первой катастрофой с экранопланами семейства «СМ».
После этого строительство новых экспериментальных экранопланов семейства СМ несколько замедлилось. Следующий экраноплан СМ-6, предназначавшийся для исследования проблем гидро- и аэродинамики, а также прочности был спроектирован и построен в 1972 году в Сормово в Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ СПК), которое возглавлял Р. Е. Алексеев. Данная машина была создана в том числе и для отработки технологических решений созданного позже на базе СМ-6 тяжелого десантно-транспортного экраноплана «Орленок». Силовая установка данного экраноплана включала в себя 3 двигателя: маршевый ТВД АИ-20, который был установлен на киле и 2-х подъемно-маршевых ТРД, которые предназначались для облегчения взлета.
Экраноплан СМ-8
Экспериментальный экраноплан СМ-6, так же как и «Орленок» был спроектирован по нормальной аэродинамической схеме лодочного низкоплана, обладающего Т-образным хвостовым оперением. Планер экраноплана был изготовлен и сплава и стали АМГ-61, в качестве антикоррозийной защиты использовалось спецпокрытие, а также электрохимический протектор. Фюзеляж экраноплана был балочно-стрингерной конструкции, днище было образовано системой реданов, а также 2-мя гидролыжами, к которым крепились носовая и основная опоры шасси.
До 1972 года был построен еще один экраноплан, получивший обозначение СМ-8. Он был изготовлен в 1967 году уже после катастрофы с СМ-5 и был вторым аналогом будущего экраноплана КМ, выполненным в масштабе 1:4. Данный экраноплан стал последним в линейке экспериментальных экранопланов семейства «СМ». Результаты работ над данными машинами позволили создать не просто теорию, но и разработать методику создания и проектирования новых образцов тяжелых гражданских и боевых экранопланов.
Испытания экраноплана СМ-8 шли параллельно с испытаниями самого большого в мире летательного аппарата КМ (корабля-макета), который по своей аббревиатуре получил на Западе неофициальное прозвище «Каспийский монстр». На экраноплане СМ-8 отрабатывалась методика испытаний КМ. Одновременно на СМ-8 и КМ совершали полеты ведущие летчики-испытатели, а также командир летно-испытательного отряда ЦКБ по СПК В.Ф.Логинов.
Источники информации:
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm1.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm4.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm6.html
-http://www.airwar.ru/enc/xplane/sm8.html
- http://ru.wikipedia.org/wiki
Информация