Зеленский Сергей Павлович
Возраст: 14 лет
Место учёбы: МОБУ лицей №7
Г. Таганрог, Ростовская обл.
Руководители: Шмидько Г.А., Шмидько А.Г., Арефьева Г.В.
Сверхзвуковой гидросамолёт – миф или реальность?
Содержание
- Введение
- Краткая история гидросамолётов
- Требования к конструкциям свехзвуковых и гидросамолетов.
- Вывод
Введение
Зачем же нужны сверхзвуковые гидросамолёты?
Их привлекательность в том, что не надо будет строить большие затратные взлетные полосы. Чем тяжелее самолеты, тем больше разбег. Следовательно, взлетные полосы будут иметь большую длину и такую же большую стоимость.
Гидросамолеты за счет взлета самолета с воды и возможности длительного пребывания его на плаву будут полезны в полярной авиации. Они могут нести оборудование, необходимое для автономной эксплуатации в океане или на арктической льдине.
Что касается военной тактики, гидросамолеты могут рассредоточить авиацию. Гидро-бомбардировщики могли бы атаковать прибрежные зоны, уничтожать военно-морские базы, важнейшие порты и электростанции, средства нападения большой дальности противника, срывать мобилизационные мероприятия, выводить из строя военную промышленность, устанавливать минные заграждения на основные морские пути, бороться со средствами ПРО и ПВО. Кроме того, для гидросамолетов не требуются огромные аэродромы со сверхпрочными многокилометровыми бетонными ВПП, являвшимися отличными мишенями для ударных средств противника.
Краткая история гидросамолётов
Гидросамолёт - самолёт, способный взлетать с воды и садиться на воду, а также маневрировать на воде.
1909 – самолёт поставлен на поплавки Гленном Кертиссом.
1910 - Впервые успешный полёт на гидросамолёт собственной конструкции совершил французский инженер А. Фабр.
1911 - первый в России гидросамолёт поплавкового типа.
1912 – первый гидросамолёт специальной постройки.
1913 – первый российский гидросамолёт типа летающая лодка (М1 Д.П. Григоровича)
1925-1940 – золотой век гидросамолётов (беспересадочные полеты, рекорды скорости)
1947 – первый в мире реактивный гидросамолёт Первая в мире реактивная летающая лодка SRA 1
SRA-1
1956 – Первый серийный реактивный гидросамолёт БЕ-10.
1954 - Гидросамолетом в пологом пикировании достигнута скорость звука. Этим самолётом был Convair F2Y-1 Sea Dart.
Convair F2Y-1 Sea Dart
Требования к конструкциям сверхзвуковых и гидросамолетов
Для рассмотрения возможности постройки сверхзвукового гидросамолета сравним характеристики двух самолетов, поднявшихся в небо в один период времени и обладающих близкими массо-габаритными характеристиками.
Выберем реактивный гидросамолет А-40 ТАНТК им. Г.М. Бериева под руководством главного конструктора А.К. Константинова
А-40
и сверхзвуковой бомбардировщик ТУ-22М3 с изменяемой стреловидностью крыла разработки ОКБ Туполева построенный на Казанском авиационном заводе им. Горбунова.
Ту-22М3
|
№
|
|
А-40
|
Ту-22М3
|
|
1
|
Первый полёт
|
1986
|
1970
|
|
2
|
Взлётная масса кг.
|
86000
|
124000
|
|
3
|
Тип
|
Высокоплан
|
Низкоплан
|
|
4
|
Размеры в м.
|
Длина
|
43,84
|
42,46
|
|
5
|
Высота
|
11
|
11,05
|
|
6
|
Размах крыла
|
41,62
|
34,30/23,40 (при изменении стреловидности)
|
|
7
|
Крыло
|
Широкое малой стреловидности
|
Широкое большой стреловидности у фюзеляжа, узкое изменяемой стреловидности во второй половине длины.
|
|
8
|
Оперение
|
Малой стреловидности, Т-образное (верхнего расположения)
|
Высокой стреловидности, низкого расположения – в одной плоскости с крылом.
|
|
9
|
Фюзеляж
|
Округлый, лодкообразный с реданом и защитными щитками
|
Тонкий, обтекаемый (выступают только воздухозаборники)
|
|
10
|
Расположение двигателей:
|
За крылом, выше плоскости крыла
|
В хвостовой части фюзеляжа, с воздухозаборниками под
|
|
11
|
Аэродинамическое качество
|
16-17
|
До 15,5
|
|
12
|
Двигатели: основные
взлетные
|
2× ТРДД
Д-30ТКПВ
Тяга:
2× 117,68 кН
2× ТРД РД-60К
Тяга: 2× 24,52 кН
|
2× ТРДД НК-25 (с форсажной камерой)
Тяга:
2 × 142,2 кН
(2 × 245,2 кН на форсаже)
|
|
13
|
Максимальная скорость км/час
|
800
|
2300
|
|
14
|
Крейсерская скорость км/час
|
720
|
900
|
Я провёл анализ характеристик. Из таблицы видно, что некоторые характеристики у сравниваемых самолетов весьма различны.
Самолёты серии Ту-22М выполнены по нормальной аэродинамической схеме свободнонесущего низкоплана с крылом изменяемой стреловидности от 20° до 65°, фюзеляж — прямоугольного со скруглёнными углами сечения (кроме носовой части и кабины), узкий с выступающими воздухозаборниками двигателей, оперение стреловидной формы в плане — имеет угол стреловидности по передней кромке 59°расположенное в одной плоскости с крылом. Это типичная схема самолета с минимизированным сопротивлением воздуха для полета на сверхзвуковых скоростях.
Гидросамолет А-40 представляет собой летающую лодку с высокорасположенным крылом умеренной стреловидности и Т-образным хвостовым оперением. Крыло с удлинением равным 9, со стреловидностью по передней кромке 23,2°. Под концами крыла на коротких пилонах установлены поплавки для повышения устойчивости самолета на воде. Фюзеляж представляет собой лодку с днищем от носа до редана переменной килеватости. В носовой части фюзеляжа и перед реданом по бортам лодки установлены брызгоотражатели. Эти особенности увеличивают сопротивление воздуха в полете, но позволяют облегчить взлет с воды и повышают ее мореходность. Так А-40 отличается повышенной мореходностью и способен взлететь при высоте волны 2,2 м.
У Ту-22М3 двигатели размещены около оси, в хвостовой части фюзеляжа, размещение выходных сопел уменьшает донное сопротивление
(отсутствует), так как донный срез заполняется выходными газами. Воздухозаборники расположены по бокам фюзеляжа перед крылом и являются несущими (на сверхзвуковых скоростях прирост подъемной силы воздухозаборника составляет до 6т) – решения способствующие полету на сверхзвуковых скоростях.
На А-40 двигатели располагаются на невысоких пилонах над обтекателями шасси за крылом, что защищает воздухозаборники от попадания в них воды при взлете и посадке. Такое расположение двигателей способствует повышению мореходности, но усиливает сопротивление воздуха, что снижает максимальную скорость.
Вывод
Различные требования, предъявляемые к компоновке сверхзвуковых самолетов и мореходных гидросамолетов, позволяют сделать следующий вывод:
Сверхзвуковой гидросамолёт – не миф, их существование возможно. Однако, разработка и постройка таких самолётов – технически сложная задача, а самое главное их эксплуатация экономически невыгодное дело. Такие самолёты будут иметь плохую мореходность, должны будут иметь повышенную тягу двигателей, а, следовательно, и повышенный расход топлива, а их скорость будет не сильно превышать скорость звука.
Используемая литература
- Якубович Н.В. Все самолёты Г.М. Бериева «Издательство Астрель» 2002
- Еженедельный журнал «Мировая авиация» 2008-2013
- Попков Н.П. КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ "ПРАКТИЧЕСКАЯ АЭРОДИНАМИКА БОЕВОГО САМОЛЕТА". АЭРОДИНАМИКА ТУ-22М3.БАЛАШОВСКИЙ ВОЕННЫЙ
- АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ. Кафедра аэродинамики и динамики полета, 1999г.
- http://oruzhie.info/voennye-samolety/119-tu-22
- http://oruzhie.info/voennye-samolety/384-a-40-albatros-be-42
- https://topwar.ru/83-a-40-albatros.html
- https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/4344807
- https://studwood.ru/1629906/tehnika/gidrosamolyot
- https://studwood.ru/1629907/tehnika/zaklyuchenie
| 
