Что такое экраноплан?
Экраноплан – летательный аппарат перемещающийся в основном режиме полета в непосредственной близости от поверхности (вода, ровная месность) используя экранный эффект.
Экранопланы включают три типа судов. Суда типа «А» передвигаются только вблизи поверхности с использованием экранного эффекта. Суда типа «В» могут кратковременно уходить из зоны влияния экранного эффекта например для преодоления препятствий. Экранопланы типа «С» могут двигаться как с использованием экранного эффекта так и в свободном полете как самолеты. Ключевое понятие связанное с экранопланами – экранный эффект.
Экранный эффект
Экранный эффект на 20-30% увеличивает подъемную силу крыла летательного аппарата и снижает его сопротивления вблизи поверхности. В результате экранного эффекта, аэродинамическое качество экраноплана достигает 25-30 *. Ощутимое действие экранного эффекта наблюдается на высоте меньше средней аэродинамической хорды крыла (средняя аэродинамическая хорда (САХ) крыла – среднее расстояние от носка до задней кромки). Для прямоугольного крыла САХ можно представить как линию соединяющую носок и заднюю кромку на поперечном сечении (профиле) крыла.
*Аэродинамическое качество является показателем эффективности любого летательного аппарата и может быть представлено как тяга необходимая для поддержания горизонтального полета. Так для горизонтального полета самолета Ан-2 при весе 5 тонн необходима тяга воздушного винта около 500 кг. Аэродинамическое качество самолета составляет около 10. Если аэродинамическое качество увеличить до 25 то потребная тяга винта составит 200 кг. Т.е. мощность двигателя уменьшится более чем в два раза.
Высокое аэродинамическое качество экраноплана определено двумя составляющими – повышенным давлением под крылом и малым индуктивным сопротивлением. На рис.1 показано как создается подъемная сила на низко расположенном прямоугольном крыле с удлинением — 2 при взлете. (Удлинение крыла – отношение расстояния между консолями к САХ)
Рис.1. Эпюры подъемной силы
При расстоянии до поверхности около 1% хорды, давление под крылом выше разрежения над ним и подъемная сила создается в основном за счет давления. Центр действия подъемной силы расположен ближе к передней кромке крыла, чем при стандартном полете вне экранного эффекта.
поверхности, давление под крылом уменьшается, а При увеличении расстояния до разрежение над крылом вследствие роста скорости увеличивается. Центр давления сначала смещается в направлении задней кромки, а затем возвращается – наибольшее смещение происходит на высоте 5-6% хорды крыла.
При дальнейшем увеличении высоты и скорости, давление продолжает уменьшаться, а разрежение увеличиваться. На высоте 50% хорды, экранный эффект уже незначителен и подъемная сила создается в основном за счет разрежения воздуха над крылом.
Если бы действие экранного эффекта ограничивалось только некоторым увеличением подъемной силы, то эффективность экраноплана не была бы столь значительной. Вторым критерием эффективности является низкое индуктивное сопротивление. Индуктивное сопротивление появляется в результате перетекания воздуха с области повышенного давления в область повышенного разрежения – с нижней части крыла на верхнюю. Поскольку экраноплан движется низко над поверхностью, то перетекание воздуха оказывается затрудненным тем больше чем ближе поверхность при и чем больше удлинение крыла (Рис.2).
Рис.2. Снижение индуктивного сопротивления экраноплана при приближении к поверхности
Повышение подъемной силы и одновременное снижение сопротивления позволяет уменьшить в 1,5-2 раза мощность силовой установки экраноплана при одинаковом весе с самолетом или увеличить полетную массу при одинаковой мощности двигателей. С учетом того, что экраноплану не требуется большая скороподъемность, мощность силовой установки по сравнению с самолетом может быть уменьшена в три раза. Соответственно возрастает экономичность перевозок.
Аэродинамическое качество экранопланов падает с увеличением высоты полета (рис.3.)
Рис.3. Зависимость аэродинамического качества экраноплана от относительной высоты полета
Из графика видно, что эффективность экраноплана тем выше чем ближе его крыло к поверхности. Экономически выгодной высотой для крыла с удлинением 2 является расстояние до поверхности не превышающее 10% средней аэродинамической хорды крыла. У небольших экранопланов данное расстояние составляет несколько десятков сантиметров.
При увеличении удлинения крыла эффективная высота растет, но увеличивается профильное сопротивление (Рис.4)
Рис.4. Зависимость аэродинамического качества экраноплана от относительной высоты полета при различном удлинении крыла
Продольная устойчивость экраноплана
После экранного эффекта, продольная устойчивость (стабилизация), является самым актуальным понятием для экранопланов. От нее зависит безопасность полета и ее достаточно трудно осуществить.
Под продольной устойчивостью экраноплана понимается способность судна самовосстанавливаться в горизонтальном полете после непреднамеренного поднимания или опускания носа. Поднимание или опускание носа экраноплана возможно в следствие воздействия возмущающих воздушных потоков, при касании воды, а также вследствие ошибок в управлении.
Основная трудность в осуществлении продольной стабилизации экраноплана заключена в том, что фокус подъемной силы крыла смещается в зависимости от высоты и угла атаки.
Если посмотреть старую кинохронику можно заметить, что некоторые попытки приземления аэропланов с низко расположенным крылом заканчивались стойкой на нос (рис.5). В этом и заключается сущность экранного эффекта. Если в обычном полете самолет хорошо управляем, то на посадке, при приближении крыла к земле, центр приложения подъемной силы начинает смещаться к задней кромке крыла, нос перевешивает и получается кульбит. Руля высоты или реакции пилота в таких случаях для выравнивания самолета не хватает.
Рис.5. Влияние экранного эффекта на продольную устойчивость
Вполне вероятен и другой вариант. При подходе к земле, самолет упрямо не хотел приземляться, поскольку подъемная сила на крыле увеличивалась. Пытаясь «прижать» самолет, пилот отдавал ручку от себя и при касании земли колесами машина капотировала. Опять таки виновник кульбита — экранный эффект (и пилот).
Авиаконструкторы решили проблему экрана удалив крыло от земли при помощи шасси или путем поднятия крыла над фюзеляжем (высокопланы).
Конструкторы экранопланов так поступить не могут поскольку должны не избавляться от экранного эффекта, а наоборот его использовать. В простейшем случае проблема решается увеличением площади стабилизатора.
Классический способ продольной стабилизации экраноплана с прямоугольным крылом показан на рис.6. При подъеме экраноплана до высоты 6% САХ и как следствие смещении фокуса подъемной силы А к центру крыла, появляется пикирующий момент который компенсируется отрицательной подъемной силой на стабилизаторе В.
Рис.6. Продольная стабилизация экраноплана
Недостатком схемы является потребность в большом стабилизаторе (или длинном хвосте). Большой стабилизатор сильно ухудшает аэродинамику машины поскольку подъемной силы не создает (в данном случае уменьшает), а сопротивление движению оказывает. Длинный хвост увеличивает вес конструкции.
Такой экраноплан вполне можно использовать при тех обстоятельствах когда не имеет значение экономичность – например возить ракеты. Этим и занимался во времена СССР экраноплан «Лунь» спроектированный в КБ талантливого советского конструктора Ростислава Алексеева.
Однако данная схема также взята за основу на коммерческих экранопланах Амфистар и Волга-2. Видимо «срисовали» неподумавши. В результате ничего хорошего не получилось. Два двигателя по 150 л.с. еле отрывали полупустую Волгу-2 от воды, а Амфистар (Акваглайд) возит всего четырех пассажиров имея 360-сильный двигатель!
Схема имеет еще один существенный недостаток. Если машина случайно взмоет на высоту более 0,6 САХ (например при ударе о волну) может начаться необратимый процесс увеличения угла кабрирования, что приведет к перевороту через корму. (От переворотов через корму часто страдают гонщики водной Формулы-1) Проблему можно решить применив S-образный профиль крыла (Волга-2) или другие методы стабилизации. В результате дополнительно снижается аэродинамическое качество экраноплана. Т.е. «овчинка выделки не стоит».
В любом случае, если Вас заботит экономичность транспортного средства, жертвовать его аэродинамическим качеством Вы явно не захотите. Не захотел и немецкий авиаконструктор Липпиш (один из создателей реактивного Месссершмидта). После второй мировой войны он создал серию экранопланов от Х-111 до Х-114 с небольшими стабилизаторами. Чтобы машины не кувыркались, Липпиш применил специальное крыло, которое не хотят использовать конструкторы самолетов. Их данное крыло не удовлетворяет из-за плохой аэродинамики.
Липпиша это нисколько не смутило, поскольку он проэктировал экраноплан, а не самолет. Положительное свойство крыла заключается в том, что фокус подъемной силы на нем, по сравнению с крылом прямоугольным, смещается незначительно. Машины построенные Липпишом имели аэродинамическое качество более 25, что значительно лучше чем у большинства самолетов. В Настоящее время схема Липпиша получила наибольшее распространение. Впервые в СССР она была использована на экранолете ЭСКА (по сведениям автора). В России в 2001 году такое крыло применил А.В. Колганов на экранолете Иволга. (Рис.7.)
Рис.7. Схема Липпиша
Казалось бы с продольной устойчивостью экранопланов все стало на свои места. Но исследования по поиску оптимальной схемы продолжаются. Дело в том, что теоретически экраноплан может иметь аэродинамическое качество в пределах 50. Достичь такого качества можно только максимально уменьшив затраты мощности силовой установки на стабилизацию.
Одниим из направлений разрабатываемых в экранопланостроении является схема тандем – два крыла расположенных друг за другом. В авиации данная схема не прижилась потому, что в классическом тандеме переднее крыло затеняет заднее, вследствие чего последнее ведет себя на определенных режимах полета крайне неустойчиво. Экранопланы типа «А» тандемной схемы вполне реальны. Продольная стабилизация такого экраноплана осуществляется очень просто – по мере удаления от поверхности одного из крыльев подъемная сила на нем падает и крыло возвращается на исходную позицию. Экранопланы по данной схеме в СССР строил Панченков.
Источник
Эффект экрана: открытие, разработки [от makc-barmaley]
Смотрите также:
Авиация Военно-морской флот
Комментарии:
А еще есть автожир в новосибе разрабатыали.
У меня есть фото этих кораблей со спутника — они стоят в порту Каспийска, на базе для кораблей на воздушной подушке. По крайней мере «Лунь» и «Орлёнок» там. Несколько часов ушло на поиск в гугель-мапсе :-))
Кстати КМ обозначало «корабль-макет», работы над экранопланом «Лунь» официально были прикрыты легендой что это корабль-макет для обкатки реактивных двигателей гидросамолётов. Когда пиндосы своим спутником засекли перемещение КМ по Каспию они долго не могли понять ЧТО ЭТО — самолёт, корабль, и как этому противодействовать. Начали искать информацию по каналам ЦРУ, и нашли только сокращение «КМ» (ЦРУ не только террор-атаки прошляпить умеет, но и промышленные разведданные). И с перепугу решили что это «Каспийский Монстр». Как до сих пор он у них и называется.
кинь ссылку, интересно
Это всё на домашнем компостере, завтра принесу. А вообще с этими экранопланами много чего ещё разрабатывалось. Был проект поисково-спасательного комплекса быстрого реагирования для спасения на море, по проекту предлагалось устанавливать «Орлёнок» сверху на Ан-225 «Мрiя» (прикидываете какая громозека получалась), комплекс взлетал, в стратосфере в течении 4-6 часов выходил в любую точку земного шара, отцеплял «Орлёнка». «Орлёнок» отсоединившись на высоте 10-12000 метров приводнялся как гидросамолёт, выходил в район крушения корабля, подбирал людей и уходил в ближайший порт, благо топливо ему нужно было в один конец, что увеличивало радиус действия вдвое.
Но с развалом СССР проект закрыли, украинские заводы выпускавшие «Мрию» с подачки США выпускают теперь электрочайники и алюминевые ложки, а работы по экранопланам в России заморожены. По крайней мере официально.
Вот в этом вся и обида на наше дрянное государство((
Ну, ниасилели информационную атаку, что поделать. Исправляем ситуацию с учётом полученного опыта. Вон нас уже снова бояться начали, аэропланы наши Англии и прочей антанте спать не дают, бомбы возят подбоком))
Про американские чайники не согласен.
Мрию вообще то не только в Украине собирали.
В целом схема кооперации по постройке самолета была подобна той, что так блестяще сработала при строительстве первых «Русланов». Консоли крыла и новый центроплан сделал Ташкент, а в Киев они были доставлены на спине «Антея». Шасси делали в Куйбышеве, элементы гидравлического комплекса — в Харькове и Москве, в постройке многих агрегатов самолета большое участие приняло Киевское авиационное производственное объединение, всего было задействовано более 100 заводов.
После развала Союза Украина в одиночку не потянула проект такого масштаба. спасибо скажите что еще сохранили в рабочем состоянии (на будущее. )
А про чайники — завод продолжает строить такие машини как Ан-74, заново развернули производство Ан-124, и новые разработки ведутся. тот самый Ан-140 и Ан-148 (эт уже не наследсво с Союза как Ан-70, разрботка началась уже после развала. )
А что если шторм? ведь 2,3 балла это на море норм. все, приплыли?
Шторм он держит нормально, максимальная высота полёта метров 10, так что он даже над сушей над небольшой высоты деревьями идти может. Если военные обозрения не врут.
он 5-7 баллов вывозит кажется.
Без проблем и осложнений в пилотировании
КСТАТИ!! Взято от сюда:
http://wikipedia.tomsk.ru/ru.wikipedia.org/wiki/Служебная:Search?search=%D1%8D%D 0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD&go=%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5 %D0%B9%D1%82%D0%B8
)))))) Продожение следует) Это меня к морю потянуло)) зов предков))
Фикус в том, что постановка на вооружение экранопланов зарубила бы всю америкосовскую программу авианосцев, в которую они уже в те года вбухали чумовые бабки.
Ага, и до сих пор эфективное оружие против экранопланов есть только у нас, по тому как провести полунатурное моделирование иностранцам было просто не на чем. А ракеты построенные на одном только математическом рассчёте — не в счёт, их ни разу не испытывали на реальной цели с такими характеристиками. Не говоря уж о том, что цель тоже будет и маневрировать, и помехи ставить, и отстреливаться.
Проблема в том что применять нам его не по кому — ни одна страна ещё не смогла ничего подобного изобрести, сколько не пытались.
почему-же, пендосовская АГМ-68(?) Гарпун, правда только авиационной модификации, с инерциальной и маневровой гсм. Наши сами же писали. Правда по сути это единственная ракета способная поразить. На небольшой дальности и для среднеразмерных целей, высокоскоростных (корабли на подводных крыльях). Теоретически системы захвата-наведения самолётов способны обнаружить-поразить
Ни один корабль на подводных крыльях не идёт на скорости 500-700 кмч (и это опытный образец, не боевой), и обкатать свою ракету им просто было не на чем. В том и дело что всё у них теоретически. А если эти экранопланы будут действовать соединением, да ещ
Ни один корабль на подводных крыльях не идёт на скорости 500-700 кмч (и это опытный образец, не боевой), и обкатать свою ракету им просто было не на чем. В том и дело что всё у них теоретически. А если эти экранопланы будут действовать соединением, да ещё и при прикрытии корабля РЭБ, выпуская ложные цели и противоракеты. Чтобы научиться бороться с такой силой нужно много боевых ситуаций на анализ.
Кстати о противоракетах — самое вероятное средство защиты от ПКР на таком корабле — это ЗРК малой дальности, который будет сбивать ракеты на дистанции 5-10 км, благо на экраноплан можно этих противоракет нагрузить сотнями килограмм.
Машина-зверь.
:-))) Кстати очень живучая, был случай когда Орлёнок вернулся в порт потеряв корму полностью. Отрабатывали посадку на берег, корпус получил повреждения и на пути в Каспийск корму с хвостом и двигателем на полном ходу просто оторвало! И что. Корабль пришёл в порт почти не сбавив скорости на носовых ТРД, при том что у него напрочь оторвало четверть корпуса.
Ктонить может представить чтобы корабль или самолёт оставался боеспособен после ТАКИХ повреждений?
корабль который мог скрытно нанести удар и уйти на огромной скорости.. пусть тем же москитом. А ведь наверняка возможно туда пришпандорить и кой-чё по мощнее! Граниты, Базальты и т.д.
Я когда был маленьким ездил с родителями на азовское море как раз примерно в 87 году. Так там на горизонте постоянно эта штука летала. И мы и другие отдыхающие никак не могли понять что это такое 🙂
Когда боком поворачивалась — вроде бы катер, когда в нашу сторону двигалась — вроде как какой то странный самолет . И только через много лет я узнал, что это было — экраноплан.
Кот, ты немного ошибаешься. Во-первых — Каспийский монстр это не с перепугу так назвали, все таки ЦРУ не дети, а просто уловное обозначение данного экраноплана. Лунь и КМ — это не одно и тоже. КМ гораздо больше чем лунь и он в перспективе был десантным транспортом. Также стоит отметить, что КМ мог эксплуатироваться на высотах от 6 до 6000 метров и при шторме до 6 баллов включительно. Дествительно как кто-то заметил, всю НАТОвскую программу с их авианосцами он бы похерил, но не за счте ракет, а за счет оперативно доставленных десантных войсках. грузоподъемность КМ если не ошибаюсь около 200 тонн, а это 4 танка, пара бмп и 1000 десантников. Сам по себе авианосец мог с легкостью раздолбать такой экраноплан, а учитывая то, что они обычно ходят соединениями, то и подавно. Самый главный недостаток экранопланов подобного рода — огромная себестоимость единицы, а это одно из важнейших качеств боевой техники.
Странно, а вот у меня обратные данные по себестоимости — что она вполне даже небольшая, по сравнению с транспортным самолётом перевозящим такой же груз, или десантным кораблём.
Соединение авианосцев уработает любое соединения экранопланов за счет авицации пушками и неуправляемыми ракетами. Пилоту боевого самолета по такой дуре стрелять одно удовольствие. Поэтому предлагаю убавить пыл. Основные достоинства экранопланов — не борьба с флотом противника.
ты имеешь ввиду себестоимость перевозки, а я себестоимость самого экраноплана. Или я что-то не понял.
Спасибо за бседу, оч поучительно) Сваливаю)
ну если нет массовых пассажирских экранолетов, то можно сделать вывод, что это очередная прожорливая военная игрушка, созданием которых СССР славился в свое время, деньги ведь никто тогда не считал.
Тебе видней))) Давно из Лондона? Как там Борис Абрамович?:))))))))))))))
Ну я если есть? Тебе какая была бы разница лететь на самолете, который может разбиться и т.д. либо за тоже время на экраноплане. Причем комфорт на порядок выше и количество пассажиров в разы увеличится. Опять же спасательные суда подобного рода могли бы и могут спасти не одну сотню жизней. Применить можно много где.
Я ездил на конференцию в Самару шесть лет назад.
Не буду говорить на какую.
Видел там кекса (совсем старого в кремпленовом пиджаке).
Он двигатели проектировал, точнее дорабатывал авиационные
для этих игрушек). Старый, и было видно никому не нужный..
Да уж, комменты не менее познавательны, чем сам пост. Вчера по телеку «Русский стелс» показывали, сегодня Орленки вот. Супер.
Если сейчас вернуться к этой программе, то можно получить очень неплохие транспортные средства гражданского назначения и занять нишу перевозок между кораблями и авиацией. Спасение терпящих бедствие, перевозки над замерзшей Арктикой со скоростью 500 км/ч и т.п.
«Дело пахнет миллиардом» (с) :))
Поражаюсь нашему квасному патриотизму — в любом изобретении видеть только оружие.
Это ты так чьи мысли выражаешь? Вернее чье мнение? Да будет тебе известно, что разработка средств обороны, является одним из самых мощных двигателей науки. Например если бы не гонка вооружения, то возможно, до сих пор в космос не вышли бы втом объеме в котором мы там есть.
Я всегда выражаю своё собственное мнение.
Мне хорошо известно, что в одних странах новые технологии, появившееся и в результате военных разработок, становятся средством развития экономики и роста благосостояния граждан. А в других странах. Дугие страны называются Северной Кореей и Россией.
Т.е. утверждаешь, что экспорт боевой российской техники не служит ростом благосостояния страны? На мой взгялд это заблуждение.
На скольско миллиардов мы продали Малазии военной техники? А сколько она нам заплатила? А скоько заплатил Алжир? Если кто и обагащается, то это генералы и чиновники — на взятках. а вас кормят баснями о возростающем могуществе.
Только экспорт не дает нашей промышленности окончательно загнуться. Государство совсем не делает заказов. Предприятиям просто-напросто не на что жить.
да и н только космос. как минимум половина хороших железок вплоть до паршивых позолоченых штекеров — пришло от военной техники.
Если кто-то хочет узнать поподробней, но не очень :), вот ссылка на документальный фильм из серии ударная сила: http://torrents.vtomske.ru/forum/viewtopic.php?t=8780
Для пессимистов высказывающихся тут посмотрите фильм, многое узнаете и я думаю вас многое удивит, в том числе его неуязмивость(это для любителей ВС США).
Источник