История развития и выдающиеся конструкторы российского оружия

Страница 3

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) . Естественно, 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 параллельно как судостроители, так и авиастроители. Первым он был интересен как средство для повышения скорости движения судов, а вторым - как средство для повышения экономичности гражданских самолетов и обеспечения 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. Сведенберг 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 экспериментальных и теоретических исследований построено более пятидесяти экспериментальных образцов экранопланов, а также построены практические образцы, например, патрульный экраноплан А. Липпиша и строятся пассажирские экранопланы Г. Йорга (ФРГ) . Создателями этих экранопланов являются как отдельные исследователи, так и широко известные научно-исследовательские центры и фирмы многих стран мира. Вместе с тем, есть основания заявить, что к настоящему времени дальше других в разработке экранопланов продвинулись в нашей стране. Одной из первых отечественных работ, посвященных влиянию экранирующей поверхности на аэродинамические свойства крыла, была экспериментальная 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. Гроховским во второй половине 30-х годов. Большой вклад в популяризацию идеи экранопланов, разработку схемных 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 выдающемуся 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 значительная 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-исследовательского института имени М. М. Громова. Успехам отечественного экранопланостроения во многом способствовало удачное стечение обстоятельств. Р. Е. Алексеев талантливый конструктор, 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 скорости движения и сформированы научно-технические предпосылки для разработки экранопланов. 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 имеет 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 проектные 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 - одноточечная 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 окончательный 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 почти 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