Техника и вооружение 2007 11

ТЕХНИКА И ВООРУЖЕНИЕ вчера, сегодня, завтра

Научно-популярный журнал

Ноябрь 2007 г.

На 1 стр. обложки: Т-80УД и БМП-2 в учебной атаке.

Учения МВО, 1989 г.

Фото предоставлено службой информации и общественных связей Сухопутных войск РФ.

Павел Качур

Использованы фото А. Беляева, а также из архивов автора и редакции.

В 2006–2007 гг. в журнале «Техника и вооружение» был опубликован цикл статей, посвященный творчеству нашего соотечественника Р.Е. Алексеева — конструктора уникальных крылатых кораблей. Редакция журнала, признавая актуальность темы экранопланостроения, сочла необходимым дополнить этот материал информацией, освещающей мировой опыт развития этой бурно развивающейся области техники.

Своим рождением корабли (суда) на динамических принципах поддержания обязаны внутренней логике развития транспортных средств. Высокая скорость хода и мореходность всегда были одними из определяющих факторов развития водоизмещающих судов. Поэтому появление новых видов транспорта, отличающихся более высокими скоростными характеристиками по сравнению со своими предшественниками, сопровождается революционным воздействием на соответствующие сферы деятельности. Особую роль в развитии транспортных сетей играют экранопланы. В разных странах, где морская составляющая является существенным компонентом государственных границ, активно проводятся изыскания в области экранопланостроения. Как показал анализ доступной информации, особенно в этой области преуспела наша страна.

Начальник и главный конструктор Осконбюро ВВС РККА комдив П.И.Гроховский (1930-е гг.).

Проектное изображение экраноплана-амфибии П.И. Гроховского (СССР, 1932 г.).

Объективно существующий, но не исследованный ранеё эффект экрана, на интуитивном уровне применявшийся во Франции для снижения сопротивления воды скоростных катеров, неожиданно и наиболее ярко начал проявляться в 1914–1919 гг. в авиации, когда площадь несущих поверхностей летательных аппаратов стала возрастать. Например, при эксплуатации самолетов со сравнительно большими несущими поверхностями («Илья Муромец» конструктора И.И. Сикорского), было выявлено, что существенно увеличивалась длина разбега, а при посадке — пробега. Пока летчик «выдерживал» оторвавшийся от земли самолет на небольшой высоте, машина устойчиво «сидела» в воздухе, но стоило подняться выше, как летательный аппарат начинал «проваливаться», и, если не хватало мощности моторов, все нередко завершалось авариями. Первым попытки теоретического обоснования этого явления осуществил в начале 1920-х гг. советский аэродинамик Б.Н. Юрьев, который, в частности, показал, что вблизи земли подъемная сила, сопротивление и моментные характеристики крыла зависят от высоты полета, причем при приближении к земле возрастает аэродинамическое качество, главным образом за счет увеличения подъемной силы. Фактически, он установил эффект экрана — динамической воздушной подушки.

С этого времени ученые стали более детально изучать это явление, применяя комплексные теоретико-экспериментальные методы. Весьма плодотворными стали исследования, которые предусматривали создание моделей различного типа. Одним из первых разработчиков подобных аппаратов, кто физически правильно объяснил влияние земли на аэродинамику самолетов и осознанно пришел к мысли использовать динамическую воздушную подушку, стал известный авиационный инженер, изобретатель, начальник Особого конструкторско-производственного бюро ВВС РККА авиаконструктор П.И. Гроховский (1899–1946).

В начале 1930-х гг. Павел Игнатьевич писал: «Мне пришла мысль использовать «воздушную подушку», т. е. образующийся под крыльями сжатый воздух от скорости полета. Корабль-амфибия может лететь-скользить не только над землей, над морем и рекой. Полеты над рекой еще целесообразнее, чем над землей, ведь река — это длинная, гладкая дорога, без бугров, холмов и кочек. Вспомни Волгу. Грузы лежат зимой и ждут открытия навигации. Корабль-амфибия позволяет круглый год перебрасывать грузы и людей со скоростью 200–300 км/ч летом на поплавках, зимой на лыжах…».

В 1932 г. Гроховский сконструировал полномасштабную модель амфибии с двумя двигателями, которая скользила на небольшой высоте над любой ровной поверхностью. Он также провел подробные расчеты, которые проверил в ряде экспериментов с моделями подобных аппаратов и подготовил несколько проектов. К сожалению, текущая работа в области авиационной и парашютной техники не оставила талантливому изобретателю времени для продолжения работ по созданию первого отечественного экраноплана.

В СССР, где уже имелись самолеты с большим размахом крыла (например «Максим Горький»), исследования влияния эффекта близости опорной поверхности стали весьма актуальными. Так, С.Н. Насилов вполне успешно поставил и с помощью движущегося экрана провел в ЦАГИ достаточно глубокие экспериментальные исследования особенностей аэродинамики крыла вблизи опорной поверхности. Для своих опытовв 1935–1937 гг. онсоздалдве специальные установки со скоростью движения опорной поверхности (экрана) соответственно 20 и 40 км/ч. В 1936–1939 гг. в «Трудах ЦАГИ» советские ученые публиковали результаты исследований эффекта экрана.

Таким образом, еще в довоенный период был проведен ряд экспериментальных и теоретических работ (главным образом в ЦАГИ), положивших начало первым теоретическим основам создания аппаратов, использующих эффект опорной поверхности, а в результате последующих многолетних теоретических исследований экранного эффекта были заложены основы аэродинамики будущих экранопланов.

Здесь необходимо сказать несколько слов о том, что же представляют собой экранопланы. Это аппараты, использующие на взлетно-посадочных и крейсерских режимах скоростной напор набегающего потока воздуха для создания подъемной силы за счет образования динамической воздушной подушки между несущими поверхностями аппарата и опорной поверхностью (землей, водной поверхностью или ледовым покровом). Было установлено, что основной особенностью подобных аппаратов, отличающей их от самолетов, является то, что аэродинамическая и конструктивная компоновка обеспечивает им возможность движения на относительно малой высоте над опорной поверхностью. При этом осуществляется перераспределение давлений по профилю крыла, характеризующееся повышением давления на нижней его поверхности за счет скоростного напора встречного потока и разряжения воздуха над верхней. В результате происходит увеличение подъемной силы крыла.