Экранопланы
Главная | Авторы | Теория | Ссылки
Авиамобили
Бесхвостка
Где установить двигатель?
Двухфюзеляжные
Дископланы
КИГ
Конструктивная специфика
Летающее крыло
Нетрадиционное применение
Полипланы
СВВП
Тандем
Треугольное крыло
Утка
Шасси
Экранопланы

Rambler's Top100
Р.Е. Алексеев | А.Н. Панченков | Г.М. Бериев | Р.Л. Бартини | ОИИМФ | ЭЛ-7 "Иволга" | ЭСКА-1


Россия


МЕЖДУ НЕБОМ И ВОДОЙ

О легком многоцелевом экранолете ЭЛ-7 "Иволга"

(Авторы: Вячеслав КОЛГАНОВ, генеральный директор ЗАО НПК "ТРЭК",
главный конструктор Виктор СЕРГЕЕВ, заместитель генерального директора, главного конструктора ЗАО НПК "ТРЭК")

В 1996-м для разработки экранопланов организовали закрытое акционерное общество "КОМЕТЭЛ". Итогом совместной с ЦНИИ "Комета" и ведущими предприятиями авиационной промышленности России работы стал экспериментальный экранолет ЭЛ-7 "Иволга". Здесь следует пояснить, что в отличие от экраноплана, экранолеты (данная классификация впервые введена Р.Л.Бартини) способны летать не только вблизи поверхности раздела двух сред, но и вне зоны действия подстилающей поверхности.

Заводские летные испытания ЭЛ-7 прошли с сентября 1998-го по декабрь 2000-го на акваториях Москва-реки и Иркутского водохранилища. В следующем году Верхне-Ленское речное пароходство начало эксплуатационные испытания машины на Ангаре и озере Байкал.

Впервые информацию о экранолете ЭЛ-7 представили на Международной выставке "Средства спасения-2000". Опытный образец машины публично демонстрировали на международной выставке "Транспорт Сибири-2000", проходившей в Иркутске (награжден дипломом выставки), а затем - на международном авиационно-космическом салоне "МАКС-2001". На выставках необычная машина представляла повышенный интерес для посетителей, в том числе специалистов, руководителей транспортных предприятий различных ведомств и силовых структур.

Экранолет предназначен для перевозки 8-11 пассажиров или небольших грузов преимущественно над водной поверхностью рек, озер и морей, в том числе покрытых льдом в регионах с неразвитой цорожной сетью. Он может использоваться над заснеженными равнинными и за- болоченными участками. Предусмотрено применение аппарата для туристско-эк-скурсионных прогулок, решения патрульных, спасательных и других задач.

Основные режимы полета "Иволги" реализуются на высотах от 0,2 до 2 м. Благодаря использованию эффекта близости земли, аппарат является высокоэкономичным транспортным средством.

Экранный эффект проявляется в образовании динамической воздушной подушки между крылом и подстилающей поверхностью. В результате увеличивается аэродинамическая подъемная сила, снижается аэродинамическое сопротивление при движении на высотах меньших средней аэродинамической хорды крыла и, как следствие, возрастает аэродинамическое качество.

"Иволга" выполнена по схеме "составное крыло" с однокилевым Т-образным хвостовым оперением. Крыло состоит из центроплана очень малого удлинения со стреловидной задней кромкой и пристыкованных к нему складывающихся консолей большого удлинения (заимствованы от самолета Як-18Т). Это позволило не только уменьшить размеры ангарных помещений, но и использовать существующие причальные сооружения на водоемах, причаливать вплотную к судам и сделать аппарат более маневренным в узких и загруженных судами акваториях.

В средней части цельнометаллического центроплана размещены верхний и нижний аэродинамические щитки, которые в совокупности с водоизмещающи-ми поплавками образуют реверсивно-тор-мозную камеру, позволяющую регулировать пробег машины.

В центроплане размещены силовая установка, а в фюзеляже, выполненном за одно целое с ним, - кабина пилота и грузопассажирский отсек. Последние закрыты общим удобообтекаемым фонарем.

На носовой части корпуса имеется пилон с двумя воздушными винтами в кольцевых каналах. Соединенные карданными валами с двигателями, они, в зависимости от режима движения, могут изменять направление вектора тяги.

На фоне решения сложнейших вопросов устойчивости и управляемости перед создателями экранолета всегда стоит задача выбора взлетно-посадочного устройства. От этого зависят и амфибий-ность аппарата и его тяговооруженность. Ведь не секрет, что пик потребной тяги силовой установки приходится на преодоление гидродинамического сопротивления при разбеге.

В связи с этим на ЭЛ-7 применили поддув от воздушных винтов в пространство, ограниченное центропланом крыла, задним центропланным щитком и поплавками. При этом воздушные винты отклоняются синхронно со щитками, но на других режимах возможно их независимое отклонение.

Созданная таким образом статическая воздушная подушка обеспечивает бесконтактное с подстилающей поверхностью движение на высотах до 0,3 м со скоростью до 80 км/ч.

При дальнейшем разгоне, благодаря увеличению скоростного напора, изменяется направление вектора тяги воздушных винтов, и аппарат переходит на режим динамической воздушной подушки.

Благодаря подобному взлетно-посадочному устройству, ЭЛ-7 приобрел амфибийные свойства с возможностью самостоятельного выхода на берег и спуска на воду. При рулении на воздушной подушке выпускается передний подцентропланный щиток, и машина может развернуться буквально на месте.

Как видно из иллюстраций, экранолет выполнен по катамаранной схеме. При этом поплавки разделены на несколько водонепроницаемых отсеков, обеспечивающих необходимый запас плавучести в случае повреждения одного или нескольких из них. Легкосъемные поплавки допускают эксплуатацию не только с воды, но и с грунтовых, заболоченных и ледовых участков.

Легкоразъемные соединения агрегатов планера позволяют транспортировать экранолет без демонтажа силовой установки самолетами Ил-76, Ан-12, на железнодорожных платформах и автомобилях-трейлерах.

В качестве основных конструкционных материалов использованы алюминиевый сплав АМГ6 и стеклопластик, допускающие длительную и круглогодичную эксплуатацию "Иволги" в речных и морских условиях.

Каркас фонаря кабины и салона -пластиковый. Лобовое стекло-триплекс оснащено механическим стеклоочистителем (типа автомобильных дворников) и устройством электрообогрева.

Кольцевые насадки пропеллеров повышают их тягу на малых скоростях, защищают от посторонних предметов и предостерегают окружающих от попадания во вращающиеся винты, снижают уровень шума на местности. Кольца движителя изготовлены из пластика, с металлическими силовыми элементами для крепления их на поворотной балке. Как уже отмечалось, в стартовом положении воздушные струи от пропеллеров направляются под центроплан, в крейсерском - над центропланом.

На экранолете установлены два автомобильных двигателя, которые размещены порознь в правом и левом центроп-ланных отсеках. Каждый из моторных блоков, помимо двигателя со сцеплением, редуктора, глушителя-резонатора и прочих агрегатов, включает топливный бак. Объемы моторных отсеков допускают размещение в них и других типов двигателей, включая дизельные и авиационные, обладающих достаточной мощностью. При этом их габариты не будут искажать внешнюю поверхность центроплана.

На борту ЭЛ-7 предусмотрен необходимый набор пилотажного и навигационного оборудования, включая спутниковый навигатор типа JPS. Кроме этого имеются системы электроснабжения, освещения и внешней сигнализации, вентиляции и отопления салона и моторных отсеков, пожаротушения. Установлены также морское оборудование и спасательные средства.

Радиооборудование соответствует требованиям Речного Регистра России для судов с малым водоизмещением и обеспечивает надежную радиосвязь с кораблями и наземными пунктами при помощи коротковолновых и УКВ-радиостанций.

Отклонения руля высоты и элеронов осуществляются, как и на самолетах, с помощью штурвальной колонки, а руля направления - педалями. Для снятия нагрузок со штурвала и педалей служат триммеры на руле высоты и левом элероне и триммер-сервокомпенсатор руля направления.

Кроме руля направления, управлять аппаратом по курсу можно изменением оборотов двигателей или шага винтов, отключением одного из пропеллеров посредством сцепления, а также отклонением секций заднего щитка электрогашетками на педалях.

Длину пробега при необходимости можно изменять, выпуская щитки ревер-сно-тормозной камеры.

Испытания ЭЛ-7 начались в Москве в сентябре 1998-го с отработки системы управления при движении на воде, включая режим с поддувом. Одновременно определили располагаемую тягу и аэродинамическую разгрузку аппарата с использованием поддува и обдува центроплана на стоянке.

В январе 1999-го экранолет загрузили в Ил-76 и перебазировали в Иркутск, где испытали в условиях сибирской зимы. Первый полет с использованием поддува выполнен на Иркутском водохранилище 16 февраля. Спустя четыре дня В.В.Колганов на ЭЛ-7 с автомобильными двигателями ЗМЗ-4062 мощностью по 150 л.с. опробовал экранный режим в крейсерской конфигурации (щитки убраны, винты в крейсерском положении) на скорости 80-110 км/ч.

Убедившись, что двигатели ЗМЗ-4064.10 с турбонаддувом (по 210 л.с.) в ближайшее время не предвидятся, а мощности ЗМЗ-4062.10 недостаточно для полетов с нагрузкой, на экранолет установили автомобильные моторы BMW S38.

С двигателями BMW 20 (или S38) в августе 1999-го В.В.Колганов продемонстрировал спуск машины на воду с использованием поддува, полет вблизи экрана в крейсерской конфигурации с последующим выходом на берег.

С декабря 1999-го пилотирование эк-ранолета освоил Д.ГЩебляков, продемонстрировавший вскоре полет на высоте до 4 м с маневрированием по курсу. Спустя пять дней аппарат поднялся на высоту свыше 15 м и продемонстрировал свои возможности в полете вне зоны действия подстилающей поверхности.

Испытания шли довольно успешно, и в феврале 2000-го состоялся первый дальний полет. Летая над водами Ангары (на расстоянии 10-12 км от истока из Байкала Ангара не замерзает) и льдом Байкала в экранном и в самолетном режимах, ЭЛ-7 успешно продемонстрировал свои возможности. Осенью 2000-го аппарат уверенно отрывался от воды и совершал посадки на волны высотой более метра (3 балла).

Результаты испытаний опытного образца подтвердили работоспособность заложенных в "Иволгу" технических решений. Обладая хорошей устойчивостью во всем диапазоне высот полета, в том числе на 5-10 м, где земля почти не влияет на аэродинамику машины, ЭЛ-7 оказался простым в управлении и прощал даже грубые ошибки в пилотировании.

За время испытаний удалось отработать методику техники пилотирования при маневрировании по курсу, скорости и высоте в полете как с ипользованием поддува, так и на экранном режиме. Опробованы "самолетные" режимы полета.

Развороты вблизи земли выполнялись с креном до 15° на высотах начиная с трех метров и до выхода из зоны действия экранного эффекта (более 10 м) с креном до 30-50°. Тяги силовой установки с двигателями BMW S38 хватало для продолжения экранного полета при отказе одного двигателя. При движении вблизи поверхности раздела двух сред аэродинамическое качество экранолета ЭЛ-7 "Иволга" достигало 25, что более чем в два раза превышает аналогичный параметр самолетов этого класса.

В свою очеред это значительно повышает дальность при полете на малых высотах при одинаковых взлетном весе и запасе топлива. Средний расход горючего при полете со скоростью 150-180 км/ч по маршруту с переменным профилем и маневрированием по курсу и высоте не превышал 25-35 л бензина АИ-95 на 100 км пути при взлетном весе 3700 кг и 8 пассажирах. На "самолетном" же режиме расход достигал 75-90 л.

Летая на высотах до трех метров, экранолет ЭЛ-7 сертифицируется в Речном и Морском Регистрах. Хорошие летные характеристики аппарата позволяют при оснащении авиационными двигателями, оборудованием и пилотажно-навигацион-ными системами сертифицировать его по авиационному регистру, включая самолетные режимы полета. При этом экранолет будет иметь летные данные на уровне самолетов аналогичной размерности. Он сохранит способность эксплуатироваться с неподготовленных грунтовых площадок, льда, глубокого снега, воды, включая заболоченную местность.

Экранолет высокоэкологичен - при базировании практически не нарушает верхний слой грунта и травяной покров,в процессе движения не касается воды и не оставляет волны, а по шуму и токсичности сравним с автомобилем. Отсутствие качки и болтанки в связи с температурной однородностью подстилающей поверхности и отсутствием вертикальных порывов ветра, низкий уровень шума в кабине и на местности, хороший обзор делают полет комфортным и приятным.

В настоящее время сотрудники ЗАО "КОМЕТЭП", Верхне-Ленского речного пароходства и других организаций объединены в ЗАО "Научно-производственный комплекс "ТРЭК". Предприятие уже приступило к серийному выпуску 14-местных экранопланов ЭК-12 типа "Иволги" и модернизированных с использованием результатов испытаний предшественника. Одновременно готовится производство экранопланов ЭК-25, рассчитанных на 27 пассажиров.

Эти безопасные, высокоэкономичные и экологически чистые амфибийные аппараты, способные перемещаться на высотах от 0,2 до 3 м со скоростью до 210 км/ч с дальностью до 1500 км, предназначены для круглогодичной эксплуатации с высоким экономическим эффектом на реках и водоемах, в том числе и покрытых льдом и снегом, над заболоченной местностью. Высокая мореходность (3-4 балла) сделает их незаменимыми на прибрежных морских линиях.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКРАНОЛЕТОВ
ЭЛ-7 ЭЛ-7C
Тип двигателей: ЗМЗ-4064-10 BMW-S38
Мощность, л .с. 2x210 2x286
Взлетный вес, кг 3300 3600
Вес коммерческой нагрузки, кг 700 1000
Вес топлива, кг 160 160
Дальность, км на высоте 0,Зм 1480 1520
на высоте 0,8м 1150 1210
Скорость крейсерская, км/ч 150-175 180
Скорость максимальная, км/ч 200 210
Осадка при дрейфе, м 0,45 0,45
Волнение водной поверхности, балл 3-4 3-4
Экипаж (пассажиры) 1(7) 1(10)

Источники:

  • ""Крылья Родины" 10.2001 стр.1