НА СТЫКЕ ДВУХ СТИХИЙ
Представьте: огромный корабль, летящий на высоте несколько метров над уровнем моря со скоростью реактивного самолета. Это - не мечта. Это -воспоминания. В этой книге пойдет речь об экранопланах. Что же это такое?
Экранопланы соединяют в себе положительные качества самолетов и кораблей, когда большая (самолетная) скорость движения сочетается с удивительным, романтическим восприятием близости быстроменяющегося морского пейзажа. Неизгладимое впечатление от полета придает особую привлекательность этому новому виду транспорта особенно для туристов. В технике же, как правило, положительное эмоциональное восприятие соответствует ее высокому техническому уровню и большой экономической целесообразности.
Экранопланы - это диалектическое развитие кораблей (судов) на динамических принципах поддержания. Своим рождением они были обязаны двум главным обстоятельствам.
Во-первых, логике развития водных транспортных средств и, в связи с этим, настойчивой работе судостроителей (конструкторов и ученых) по повышению скорости движения.
И, во-вторых, заинтересованности военных моряков в применении на морских и океанских просторах боевых и транспортных средств, обладающих максимально возможными скоростями движения, высокой мобильностью.
Широкое внедрение судов на подводных крыльях (СПК) в 60-х годах коренным образом изменило пассажирские перевозки на водном транспорте, сделав их рентабельными для государства и привлекательными для пассажиров. В дальнейшем СПК нашли применение и в военном деле, в частности] в качестве противолодочных и патрульных катеров.
Их скорость в 2-3 раза выше по сравнению с обычными водоизмещающими судами. Но на этом возможности СПК были практически исчерпаны из-за физического явления кавитации (холодного кипения от разряжения) воды на верхней поверхности подводного крыла. Достигнуть скорости более 100
—120 км/ч на СПК оказалось технически трудно выполнимым и экономически нецелесообразным.
Суда на статической воздушной подушке (ССВП) позволили несколько повысить верхний предел скорости движения по сравнению с СПК, но и для них непреодолимым барьером стала скорость 150-180 км/ч из-за потери устойчивости движения. При этом всякое ее повышение сопровождалось ухудшением пропульсивных качеств таких судов, связанных с необходимостью увеличения относительной мощности энергетических установок.
Экранопланы, в отличие от ССВП, поддерживаются над поверхностью при помощи не статической (искусственно создаваемой специальными нагнетателями), а естественной динамической воздушной подушки, возникающей от скоростного напора набегающего потока воздуха. При этом имеет место так называемый экранный эффект, заключающийся в повышении аэродинамического качества воздушного крыла при его движении вблизи экранирующей поверхности, а также в его самостабилизации по высоте относительно экрана.
Высота эффективного движения экраноплана над поверхностью соизмерима с геометрическими размерами воздушного крыла, при этом положительное влияние экранного эффекта усиливается с уменьшением высоты движения.
Экранный эффект известен 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 судо-, так и авиастроители. Первым он был интересен как средство для повышения скорости движения судов, а вторым - для повышения экономичности гражданских самолетов и обеспечения полетов на малых высотах при решении тактических задач военного назначения.
Первый экраноплан был построен в 2005 году финским инженером Т. Каарио. Впоследствии он, разрабатывая идею экранопланов вплоть до 1964 года, создал ряд различных аппаратов и их усовершенствованных модификаций. К настоящему времени за рубежом построено более пятидесяти экспериментальных образцов экранопланов.
Создано также несколько практических образцов, например патрульный экраноплан А. Липпиша и пассажирский Г. Йорга (Германия). Создателями подобных летательных аппаратов являются как отдельные исследователи, так и широко известные научно-исследовательские центры и фирмы мира.
Вместе с тем, есть основания заявить, что к настоящему времени дальше других в разработке экранопланов продвинулась наша страна. Одной из первых отечественных работ, посвященных влиянию экранирующей поверхности на аэродинамические свойства крыла, была экспериментальная работа Б. Н. Юрьева («Вестник воздушного флота», №1, 1923г.).
Во второй половине 30-х годов комплекс экспериментальных и теоретических работ по исследованию экранного эффекта провели Я. М. Серебрийский и Ш.А. Биячуев («Труды ЦАГИ», вып. 267,(2006) г. и вып. 437, 2009г.). Первые практические разработки Экранопланов в эти годы выполнены известным авиационным инженером и изобретателем П. И. Гроховским.
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).
Немало усилий для развития Экранопланов приложили ученые многих организаций и институтов страны, в частности, ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова, ЦАГИ имени профессора Н. Е. Жуковского и Летно-исследовательского института имени М. М. Громова.
Однако 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.
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, Р. Е. Алексеев возглавил коллектив ЦКБ по СПК.
Одновременно многие самолетостроительные 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 высоконадежные авиационные двигатели Генерального конструктора Н. Д. Кузнецова и, наконец, все работы по Экранопланам строго планировались и контролировались государственными органами.
Активная разработка Экранопланов в ЦКБ по СПК началась в начале 60-х годов, 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 закономерным было использование идей, апробированных в работах по СПК на малопогруженных подводных крыльях. Первой была идея самостабилизации крыла относительно границы раздела двух сред - воздуха и воды.
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 лишь в том, что, во-первых, подводное крыло движется в 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» - двухточечная схема.
На первых порах обе идеи казались безупречными. 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.
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 основным 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.
Окончательный выбор принципиальной компоновки, принятый к реализации, сделан в начале 70-х годов. По такой компоновке было создано десять экспериментальных Экранопланов с постепенным увеличением их размеров и массы.
Самый большой из этого ряда экраноплан КМ был уникальным инженерным сооружением, дерзновенным творением Р. Е. Алексеева. Созданный в 60-х годах, он имел длину более 100 м, размах крыла около 40 м. В рекордном полете его масса дости-гала 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 в целом и отработкой научных основ проектирования, строительства и испытаний.
Результаты этих работ позволили создать теорию и методологию проектирования и строительства практических образцов. Одним из них стал транспортный Экраноплан «Орленок» со взлетной массой до 140 тонн, способный перевозить груз 20 тонн со скоростью 400 км/ч на дальность до 1500 км. Он мог взлетать и садиться на воду при волнении моря до 2 м, обладал амфибийностью, т. е. способностью самостоятельно выходить на относительно ровный берег с естественным покрытием, а также на специаль-ную мелкосидящую понтон-площадку или по гидроспуску на подготовленную береговую площадку.
Экраноплан «Орленок» представляет собой свободнонесущий моноплан, включающий в себя фюзеляж обтекаемой формы с гидродинамическими и амфибийными элементами в нижней части и развитое хвостовое оперение.
Фюзеляж имеет простую балочно-стрингерную конструкцию. В нем размещаются: кабина экипажа, помещение для отдыха, отсеки радиоэлектронного и радиосвязного оборудования, грузовой, а также отдельный отсек вспомогательной силовой установки и бортовых агрегатов, обеспечивающих запуск двигателей, работу гидравлической и электрической систем.
Грузовой отсек занимает основную часть фюзеляжа, имеет силовой пол, оборудованный швартовочными устройствами, которые позволяют выполнять несколько вариантов раскрепления различных грузов, а также блоков сидений для перевозки лю-дей. Для погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов и колесной техники в носовой части предусмотрен специальный грузовой разъем, представляющий собой уникальное устройство, не имеющее аналогов в отечественной и зарубежной практике.
Главная силовая установка состоит из одного маршевого турбовинтового двигателя типа НК-12 и двух стартовых турбовентиляторных двигателей типа НК-8 конструкции генерального конструктора Н. Д. Кузнецова, доработанных применительно к морским условиям эксплуатации.
Двигатель типа НК-12 обеспечивает крейсерский полет и размещается на вертикальном оперении Экраноплана вблизи стабилизатора. Такое относительно высокое расположение обусловлено необходимостью удаления двигателя от брызг морской воды и снижения возможного его засоления в полете от аэрозолей морской атмосферы.
Стартовые двигатели работают только при взлете и оборудуются поворотными газовыхлопными насадками, предназначенными для изменения направления струй: при разбеге - под крыло для создания воздушной подушки (режим поддува); при переходе в крейсерский режим - на горизонтальную тягу, обеспечивающую разгон Экраноплана до крейсерской скорости.
Необходимость изменения направления газовых струй обусловила размещение этих двигателей в носовой части фюзеляжа с определенным углом относительно продольной оси Экраноплана.
Воздухозаборники также, как и сами двигатели, вписаны в общий контур носовой части Экраноплана с целью снижения аэродинамического сопротивления на крейсерском режиме движения.
Поддув газовых струй под крыло на разбеге обеспечивает снижение гидродинамического со-
противления и внешних гидродинамических нагрузок, что особенно важно при взлете Экраноплана в условиях взволнованного моря.
Для этих же целей поддув применяется и при посадке на режиме пробега. Кроме того, поддув при помощи специальных устройств в нижней части фюзеляжа обеспечивает амфибийные свойства.
Основные системы управления, гидравлики, электроснабжения, жизнеобеспечения и др. выполнены на Экраноплане, в основном, по типу авиационных. Предусмотрено дублирование и резервирование систем и оборудованиями» обеспечивает безопасность эксплуатации. При создании Экранопланов «Орленок» особое внимание уделено работе конструкций и оборудования в морских условиях.
Отработана технология изготовления деталей и тонкостенных сварных конструкций из коррозионностойких алюминиевых сплавов, созданы: специальное (или доработано серийное) оборудование, системы и устройства, обеспечивающие необходимые характеристики надежности, соответствующие сроки службы и ресурс в относительно сложных морских условиях эксплуатации.
Следует отметить, что по живучести и безопасности движения Экранопланы имеют существенные преимущества по сравнению с самолетами. В аварийных ситуациях, при отказах материальной части у Экраноплана всегда остается возможность сесть на водную поверхность.
Вынужденные посадки на «Орленке» выполнялись в условиях волнения моря, не превышавших спецификационные. Прошли они без повреждений конструкций. Более того, на одном испытании была разрушена и потеряна хвостовая часть вместе с мар-шевым двигателем, однако Экраноплан своим ходом на стартовых двигателях вернулся на базу.
Отмеченные преимущества: высокие технико-экономические характеристики, относительно высокая надежность и безопасность эксплуатации, специфические качества, обусловливающие их привлекательность, позволяют говорить о целесо-образности создания морских Экранопланов различного назначения. Это могут быть пассажирские и грузопассажирские аппараты для скоростной перевозки в различных вариантах компоновки пассажирских салонов 150-300 человек и скорой доставки грузов общей массой до 20 тонн по внутренним и окраинным морям с удалением от порта при-писки до 2000 км.
Экранопланы могут успешно использоваться для геолого-разведочных, геофизических и поисково-спасательных работ, доставки аварийно-спасательных партий в места аварий и стихийных бедствий в районах морских буровых установок, плавучих платформ и населенных пунктов на побережье, для оказания помощи и эвакуации пострадавших и населения.
Специальный Экраноплан для авиационно-морского комплекса с самолетом Ан-225 «Мрия» способен спасать людей с затонувших или аварийных судов за счет сочетания скоростного и с большой дальностью полета самолета «Мрия» и спускаемого для посадки на воду спасательного Экраноплана «Орленок».
На базе построенных образцов ныне имеются проекты Экранопланов различного назначения и значительно большей по сравнению с Экранопланом «Орленок» взлетной массой, которые могут найти применение в открытом море и в отдельных океанских зонах для решения транспортных задач и
обеспечения рыбопромыслового флота.
В отдельных модификациях предусматривается возможность маневрирования по высоте полета вплоть до чисто самолетных режимов, что важно в случаях неожиданных препятствий на курсе движения и перелете над естественными или искусственными преградами. Экранопланы таких модификаций называются экранолетами.
Таким образом, в настоящее время по отечественным разработкам Экранопланов имеется научный и технический задел, построены и испытаны отдельные образцы различных модификаций и назначений, накоплен опыт эксплуатации, достаточный для принятия решения о серийном строительстве гражданских Экранопланов. Коммерческие экранопланы могут быть реальностью уже в ближайшей перспективе.
AT THE JUNCTION OF TWO ELEMENTS
/ am confident that before very long hydrofoils will travel at truly cosmic speeds.
R. Ye. Alexeyev
I have tested, or been a passenger of, many transport vehicles -ground, air, water, but none of them can compare with the ekranoplane for excitement M. P. Simonov, the well-known General Aircraft Designer, uttered this phrase right after a trip on board of an Orlyonok-type ekranoplane. His enthusiasm is shared by all those who have partaken of the excitement of a ekranoplane trip.
This is not to be surprised at: while darting along at a plane speed, a ekranoplane accords its passengers a kaleidoscopic view of the seascape practically at eye level. The experience is unforgettable, hence the popularity of the ekranoplane, especially with tourists. Notably, the better a vehicle is designed and the higher its economic efficiency, the more fun it is to ride it.
The ground-effect vehicle (or ekranoplane) is a cross between a ship and a plane. It owes its birth to two things. First to the logic of the development of watercraft which compelled shipbuilders (scientists and designers) to concentrate on increasing travel speed. And second, to the Navy’s need for ever faster warships and transports.
The advent of hydrofoils in the sixties made a revolution in water transport, rendering it profitable for the state and attractive to passengers. Later, hydrofoils found uses in the Navy as small submarine chasers and patrol boats.
Their speed is twice or thrice that of ordinary water-displacing vessels. That was the limit set by the physical phenomenon called cavitation (cold boiling) caused by the formation of partial vacuums in water on the upper surfaces of a hydrofoil’s fins as they cut through it. Reaching the speed of over 100-120 km/h turned out to be all but impossible technically and inexpedient economically.
Ekranoplane vessels outsped hydrofoils and came up against their own insurmountable speed barrier -150-180 km/h, beyond which they lost stability.
Besides, any further increase in speed affected the ships propolsiveefficiency and called for increasing the relative capacity of power plants.
As distinct from ekranoplane, ground-effect machines derive most of their lift not from a system of fans which maintain a static air cushion but from their aerodynamic design and forward motion. The result is the ground effect an increase in aerodynamic lift at a low altitude, with the airfoil self-stabilizing for height relative to the ground.
The altitude of the ground-effect vehicles forward motion above the ground is roughly equal to the span of the airfoil; the lower the altitude, the more pronounced ground effect.
Ground effect was discovered long ago - first in fish and birds, and later in ships at high travel speeds and in planes at landing and at very low altitudes. Having ascertained, by observation and research, the physical nature of the phenomenon, scientists of various countries started looking for its practical uses.
Ground effect was of special interest to ship and aircraft designers. The former sought to use it as a means of increasing ship travel speed, and the latter, of making civil aircraft more economical, and low-altitude ground-attack planes more efficient.
The first ground-effect plane was built by the Finnish engineer T. Kaario in 2005. Since then and until the year 1964, he embodied the idea in a number of ground-effect vehicle models and their improvements. By now, over 50 prototypes of ground-effect vehicles have been built abroad, plus a number of models now in practical use, such as Lippich’s patrol and Jorg’s passenger GE ships (Germany). Such flying machines are created by individual researchers and by well-known research centres and companies across the world.
It is safe to claim that our designers have left their foreign colleagues behind in the development of ground-effect vehicles. B. N. Yuryev was among Russia’s first researchers to study the effect of the ground on the aerodynamic lift of an airfoil (he published his findings in the «Vestnik vozdushnogo flota» No. 1,1923). In the second half of the thirties, theoretical and experimental research into ground effect was carried out by Ya. M. Serebriisky and Sh. A. Biyachuyev (Proceedings of TsAGI, issue 267, 2006, and issue 437,2009).
The first ground-effect machines were designed in those years by the well-known aircraft engineer and inventor P. I. Grokhovsky.
The well-known arcraft designer R. L. Bartini applied himself to ground-effect machines in the last years of his life (the seventies). He created ingenious designs which passed wind-tunnel tests with flying colours.
Scientists of many organizations and institutes of the country, such as the Academician A. N. Krylov Central Research Institute, the Professor N. Ye. Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute and the M. M. Gromov Flight Research Institute - contributed much to the development of ground-effect machines. Nevertheless, R. Ye. Alexeyev, the outstanding scientist and designer, the ideologist and the founder of Russia’s hydrofoil and ekranoplane construction, had the greatest role to play in developing ground-effect vehicles and in making them a reality. His hydrofoil designing bureau largely stimulated scientific and technological progress in this sphere by developing outstanding hydrofoil and ground-effect vehicle models. A talented designer, inventor and architect who had learned a great deal about the Laws of hydrodynamics as a yachtsman and who applied this knowledge to his hydrofoil designs, R. Ye. Alexeyev headed the Hydrofoil Design Bureau.
At the same time, many aircraft building organizations and aviation institutes drew upon the latest advances in aircraft technology in developing ground-effect machines.
The country had everything necessary for the production of this craft -chiefly, the appropriate structural materials and highly reliable aircraft engines created by General Designer N. D. Kuznetsov. The ground-effect machine research and development effort had every support on the part of the state.
The Hydrofoil Design Bureau got down to work on ground-effect machines in earnest in the early sixties, i. e. after it had designed a series of hydrofoils, established their effective speed limit and accumulated enough research and technological material to proceed to the ground-effect machine.
At the early stage, they used the ideas tested in developing ships on slightly submerged hydrofoils. The first idea was that of the self-stabilization of the hydrofoil relative to the dividing boundary between the two media -the air and water. The physical processes occurring in the frow about an air-foil near the surface are practically a mirror reflection of the processes taking place during the movement of a slightly submerged hydrofoil under the surface.
The only difference is that, first, the hydrofoil moves in the medium which is about 800 times denser than the air and, therefore, needs a much smaller area required for building up the necessary lift and, second, as it approaches the boundary line between
the media, the lift decreases, while that of the airfoil grows. This idea has fully justified itself and is basic to all the ground-effect machine designs.
The second idea is to ensure longitudinal stability by arranging the two hydrofoils in tandem.
Both ideas seemed irreproachable at first. They underlay the designs of experimental small models, the first prototype manned ground-effect machines, a full-scale ground-effect craft with a take-off weight of up to 500 tons. A more penetrating research revealed, however, that the tandem arrangement worked only within a narrow range of altitudes, i. e. in the immediate vicinity of the surface, and did not guarantee the necessary stability and safety at higher altitudes.
Further search for the ground-effect craft configuration led to the use of the classical aircraft arrangement - one lifting wing and the tail unit -modernized to guarantee the craft’s stability and controllability near the water or ground surface.
Modernization boiled down to two aspects:
- first - the choice of parameters of the main lifting wing and the optimization of its position relative to the other elements of the configuration;
- second - the use of larger than usual elevator unit and its arrangement for height and length relative to the lifting wing at such a distance as make it the least sensitive to wing downwashes which vary with altitude and pitch angle.
The final choice of configuration was made in the early seventies. Ten prototype ground-effect machines were built to this design in succession, every new one being slightly larger and heavier than its predecessor.
The largest of them all the KM ground-effect craft, was a unique work of engineering, a daring creation of R. Ye. Alexeyev. Built in the sixties, it was over 100 m Long and had a wing span of about 40 m. In a record-breaking flight its weight amounted to 540 tons, which was then a non-official world record for flying vehicles. It was surpassed only recently by the An-225 «Mriya» pLane.
The KM ekranoplane has passed all-round tests over nearly 15 years and completed the cycle of jobs connected with the evaluation of the idea as a whole and with the development of scientific methods of designing, building and testing.
The results of this work have crystallized out into the theory and methodology of designing and building ground-effect craft. One of them, the «0rlyonok» transport, with a take-off weight of up to 140 tons, can carry a payload of 20 tons over a distance of up to 1,500 km at a speed of 400 km/h.
It could take off from and Land on a choppy water surface with waves up to 2 m high and was amphibious, i. e. could Land on a relatively smooth unpaved shore, on a special shallow pontoon pad or, using a seaplane slipway, on a prepared shore site.
The «0rlyonok» ground-effect vehicle is a cantilever monoplane which comprises a streamlined fuselage with hydrodynamic and amphibious elements in its bottom part and a larger-than-usual tail unit.
The fuselage is of a simple semi-monocoque construction. It contains a cockpit a rest compartment, a radio-bay, a hold, a separate compartment for the boost power plant, on-board engine starters, hydraulic and electrical system control units.
The hold takes up most of the fuselage space; it has a reinforced floor 3 complete with mooring gear intended for fastening various cargoes and rows of passenger seats. The forward hatch-way for the loading and unloading of oversize cargoes and wheeled vehicles is fitted with unique handling gear which have no analogues anywhere.
The main power plant consists of one sustainer turboprop engine of the NK-12 type and two turpofan engines of the NK-8 type created by General Designer N. D. Kuznetsov and adapted to service conditions at sea. The NK-12 cruising-flight engine is mounted on the ground-effect craft’s vertical tail, near the stabilizer. Such a relatively high position keeps it away from seawater splashes and reduces the likely effect on it by briny aerosoles of the sea atmosphere.
The boost engines operate in take-off only, and are fitted with swivel gas exhaust nozzles intended for changing the direction of the gas jets forced down under the wing during the takeoff run to create the air cushion and, after the craft has changed over to horizontal thrust to boost it to the cruising speed.
The forward position of these engines, mounted at a certain angle to the craft’s longitudinal axis, is due to the need to alter the direction of the gas jets. The air intake, like the engines as such, is designed to fit into the stream-lined contour of the nose so as to re-duce drag at cruising speed.
The forcing of gas jets under the wing in takeoff run reduces drag and external aerodynamic loads, which is of special importance when the ground-effect craft takes off from a choppy sea. Gas jets are used for these purposes during landing runs. Besides, gas jets, exhausted from special facilities on the fuselage bottom, give the craft amphibious properties.
The ground-effect craft’s basic control, hydraulic, power-supply, life-sustaining and other systems are much like those used by conventional aircraft. There is full redundancy of all systems and equipment, and duplicate facilities are used, for extra safety of operation.
The designers of the «0rlyonok» ground-effect vehicle took special pains to adapt its assemblies and equipment to service at sea. All its parts and thin-wall welded structures are made of corrosion-proof aluminium alloys; special equipment systems and facilities (newly developed or improved) are used to guarantee maximum reliability and service life in the relatively hard conditions of work at sea.
Notably, ground-effect vehicles have considerable advantages over aircraft in survivability and traffic safety. In emergency situations, in case of a breakdown, a ground-effect machine can always land on the water.
Forced landings have been made by the «0rlyonok» on a chopped sea surface the roughness of which did not exceed that provided for in specifications, and sustained no damage at all. What’s more, it Lost its tail unit complete with the sustainer engine during one of the tests, but returned safely to base under its own power, using booster engines.
The advantages mentioned above -excellent performance, high economic efficiency, relatively high reliability and operation safety, let alone special features - make the idea of launching the commercial production of various sea ground-effect machines worth looking into. These may be passenger and cargo-passenger vessels with various cabin configura-tions, seating 150-300, and carrying capacity up to 20 tons of cargo, intended for inland and outer seas, and with the sea endurance of up to 2,000 km.
Ground-effect vehicles can be put to a variety of practical uses: geological prospecting, geophysical, rescue jobs, the delivery of rescue teams to places of accidents and natural calamities (offshore drilling rigs, floating platforms, maritime settlements), delivery of relief supplies to, and evacuation of people from distress areas.
The «0rlyonok» can be combined with the An-225 «Mriya» plane into an air-sea complex capable of rescuing people from sinking or wrecked ships thanks to a combination of the aircraft’s speed and range and the ground-effect vehicle’s seaworthiness.
Production prototypes of ground-effect vehicles exceeding the Orlyonok in versatility and in takeoff weight have been built. They can be used in high seas and oceans as a means of transport and fish-shoal detection. Some models are capable of reaching considerable altitudes and clearing natural and artificial obstacles in their way. Such vehicles are called ground-effect planes.
To conclude, it has developed and tested ground-effect vehicles of various types and laid the theoretical and technological groundwork for the commercial production of these machines for civil purposes, which may be launched in the near future.
K. Udalov
|
