Реферат: История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия |
|
|
|
Реферат: История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия
Реферат: История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия
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
|
|
|