Данис Рафисович Фаткуллин,17 лет, город Стерлитамак, Республика Башкортостан, Российская Федерация
Экраноплан
Содержание
Введение
Принцип работы
История
Плюсы и минусы экранопланов
Экраноплан своими руками
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
На кружке авиамоделирования наш преподаватель рассказывал нам о разных видах самолётов. Речь зашла о экранопланах. Эта тема мне очень понравилась, и я решил сделать управляемый экраноплан своими руками.
Данная тема сейчас очень актуальна, потому что работа над экранопланами была заброшена. С последнего момента разработок прошло много времени. За это время технологии сильно развились, и сейчас есть все условия для изучения, разработок и строительства новых экранопланов.
Цель: изучить экранопланы и создать свой меньшего масштаба.
Задачи:
- Изучить принцип работы экраноплана, его историю.
- Сделать управляемую модель экраноплана, для демонстрации принципа работы экраноплана
Актуальность: экранопланы — это малоизвестный вид транспорта. Долгое время работы по экранопланам носили только либо научно-исследовательский характер, либо представляли собой опытно-конструкторские работы по поиску компоновки экраноплана способной обеспечить требования безопасности движения. Но настоящий момент с возрастанием потребностей в скоростной транспортировке грузов, с необходимостью освоения труднодоступных районов, со снижением запасов энергоресурсов возникает потребность в экономичном, экологичном, высокоскоростном виде транспорта непосредственно каковым является экраноплан.
Принцип работы экраноплана
Экранный эффект — это та же воздушная подушка, только образуемая путём нагнетания воздуха не специальными устройствами, а набегающим потоком. То есть «крыло» таких аппаратов создаёт подъёмную силу не только за счёт разреженного давления над верхней плоскостью, а дополнительно за счёт повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров). Эта высота соизмерима с длиной средней аэродинамической хорды (САХ) крыла. Поэтому крыло у экраноплана стараются выполнить с небольшим удлинением. Эффект экрана связан с тем, что возмущения (рост давления) от крыла достигают земли (воды), отражаются и успевают дойти до крыла. Есть формула для вычисления высоты полёта над экраном (поверхностей) где l — ширина крыла, V — скорость звука, h — высота полёта, v — скорость полёта. Например, максимальная дальность полёта экранолёта «Иволга» на высоте 0,8 м составляет 1150 км, а на высоте 0,3 метра с той же нагрузкой — уже 1480 км.(
История
В середине 1920-х годов авиаторы впервые столкнулись с экранным эффектом при взлёте и особенно при посадке самолётов-низкопланов. Было замечено некоторое увеличение подъёмной силы крыла, когда самолёт продолжал лететь над полем, как бы не желая садиться. Кроме того, экранный эффект иногда приводил к неприятностям.
Во время экспериментальных полётов в 1932 году на небольшой высоте над Северным морем тяжёлого двенадцатимоторного самолёта «Dornier Do X», крыло которого имело значительную хорду, было замечено уменьшение аэродинамического сопротивления и расхода топлива.
Ещё 1 октября 1941 года Ростислав Алексеев защитил дипломную работу «Глиссер на подводных крыльях». В 1951 году Алексеев и его помощники за разработку и создание судов на подводных крыльях были удостоены Сталинской премии. Так от идеи судов на подводных крыльях Ростислав Алексеев придвинулся вплотную к разработке аппарата, способного передвигаться по воде на скоростях, намного превышающих скорости обычных судов.
Для работ по экранной тематике требовалась оснащённая научно-экспериментальная база. Поэтому на Горьковском водохранилище была построена специальная испытательная станция (база) ИС-2 с комплексом уникальных сооружений, многие были специально созданы для исследований особенностей экранного эффекта.
22 июля 1961 года на испытательной станции ИС-2 был выполнен первый полёт первого отечественного экраноплана. Это был экранолёт СМ-1. В первом испытательном полёте экраноплан СМ-1 пилотировал Р. Е. Алексеев, который был главным конструктором аппарата и начальником ЦКБ по СПК.
В 1972 году был построен первый реально работающий военный экранолёт «Орлёнок», предназначенный для переброски морских десантов на дальность до 1500 км.
По некоторым данным, государственная программа предусматривала строительство 24 экранолётов типа «Орлёнок». Серийную сборку должны были осуществлять судостроительные заводы в Нижнем Новгороде и Феодосии. Однако этим планам не суждено было воплотиться. После смерти в 1984 году Министра обороны СССР Д. Ф. Устинова, курировавшего наукоёмкое вооружение, все работы по выпуску и развитию этого перспективного транспорта были свёрнуты. Четыре изготовленных экземпляра «Орлёнка» до 2007 находились на базе ВМФ в городе Каспийск. В июне 2007 наиболее уцелевший экземпляр был отбуксирован по Волге в Москву и установлен в музее ВМФ.
Достоинства экранопланов
- Высокая живучесть: современные экранолёты гораздо безопаснее обычных самолётов, так как в случае обнаружения неисправности в полёте амфибия может сесть на воду даже при сильном волнении.
- Достаточно высокая скорость — от 400 до 600 и более км/ч — экранопланы по скоростным, боевым и грузоподъёмным характеристикам превосходят суда на воздушной подушке и суда на подводных крыльях.
- У экранопланов высокая экономичность и более высокая грузоподъёмность по сравнению с самолётами, так как подъемная сила складывается с силой, образующейся от экранного эффекта.
- Для военных немаловажна малозаметность экраноплана на радарах вследствие полёта на высоте нескольких метров, быстроходность, невосприимчивость к противокорабельным минам.
- Для взлёта и посадки им нужна не специально подготовленная взлётно-посадочная полоса, а лишь достаточная по размерам акватория или ровный участок суши.
Недостатки
- Низкая маневренность, так как экраноплан, как и самолёт, для изменения направления движения должен создавать центростремительную силу, единственным источником которой является крыло.
- Экраноплан «привязан» к поверхности и не может лететь над неровной поверхностью.
- Управление экранопланом отличается от управления самолётом и требует специфических навыков.
Виды экранопланов
(А) Схема Р. Е. Алексеева требует бо́льшей работы по стабилизации, но позволяет двигаться с бо́льшими скоростями и в самолётном режиме.(Приложение 2)
(Б) Схема Липпиша включает средства снижения избыточной устойчивости, что позволяет снизить недостатки балансировки экраноплана в условиях небольших размеров и скоростей. (Приложение 2)
(В) Схема Г. Йорга, однако, несмотря автоматическую стабилизацию, последователей пока не имеет. (Приложение 2)
Я выбрал схему Алексеева(А), потому что мой экраноплан будет оснащен лыжами. После этого я на интернет форуме нашёл похожую модель экраноплана и распечатал чертёж. На кружке я изготовил готовую модель, доработал и испытал. У меня получился рабочий управляемый экраноплан в уменьшенном масштабе.
Экраноплан своими руками
На данной фотографии вы видите экраноплан, который я сделал своими руками на кружке по авиамоделированию. На нем стоит небольшой моторчик от игрушечной машинки, руль управления и закрылки управляются при помощи рулевого механизма от двух машинок.
$IMAGE2$
$IMAGE3$
Заключение
В ходе работы над темой я больше узнал о летательных аппаратах, нашел информацию о прогнозах развития авиации, лидерах в этой области. Исторические факты об экраноплане и физические основы данного явления изучены и представлены слушателям.
Недостаточный уровень развития технологий в этой сфере подтверждается малым количеством и высокой стоимостью. Таким образом, я узнал всё о экраноплане: историю, принцип работы, и изготовил свою модель. Я считаю что выполнил поставленные перед собой задачи.
Список литературы
- Экранопланы. Транспортные суда XXI века(2013)
- Экранопланы - транспортные суда будущего Маскалик Александр Исаакович, Нагапетян Рубен Арменакович(2013)
- Книга о главном Ростислав Алексеевич
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Лунь_(экраноплан)
- http://aviadron.ru/drone-articles/
- Самодельный экраноплан - Все Сам - сайт о самодельщиках и самоделках (wsesam.ru)
- https://warspot.ru/2356-9-etapov-razvitiya-ekranoplanov
- https://rusdarpa.ru/?p=1559
- https://clck.ru/Z3bYd
Приложение
Фото:
$IMAGE2$
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
$IMAGE2$
Приложение 4
$IMAGE3$
Приложение 5
| 
