Александр липпиш «между небом и водой»

Занимательная винтажная статья, которая, думаю, заинтересует сотрудников.

Александр Липпиш – один из немногих ученых-аэродинамиков, интересующихся так называемыми экранопланами не только с позиций «чистой» науки. Хорошее десятилетие назад на одном из американских озер показался необыкновенный аппарат – что-то среднее между самолётом и моторной лодкой. Нет, не летающая лодка либо глиссер с воздушным винтом. Оторвавшись от водной глади, машина не взмывала в небо, а мчалась над поверхностью, чуть не касаясь волн поплавками и корпусом.

экономичность и Скорость самолёта моторной лодки – в погоне за этими двумя качествами Липпиш придал собственному изобретению летательного аппарата и свойства судна. В осеннюю пору 1971 года на озере Бодензее (ФРГ) стартовал следующий экраноплан Александра Липпиша – Х-113. Оснащенная всего-навсего 40-сильным двигателем, машина развила скорость 140 км/ч.

Практически сразу после этого события Липпиш дал интервью обозревателю издания «Флюг ревю интернациональ» (ФРГ), одного из наибольших в Западной Европе авиационных изданий. Мы предлагаем отечественным читателям сокращенный перевод этого материала.

– С чего началось Ваше увлечение экранопланами?

– Во второй половине 50-ых годов двадцатого века мой шеф – руководитель и владелец известной компании «Коллинз» – попросил меня выстроить громадную лодку, на которой возможно было бы испытать радиоэлектронную аппаратуру для флота США. Коллинз желал, дабы все подробности судна были из неестественных материалов – металл формирует помехи для радиооборудования.

Вот так и пришлось на старости лет изучить и лодки, и посвященные им изучения.

Для опытов мы выстроили красивый гидроканал длиной в 30 м, оснастили его окнами для фото- и киносъемки. Модели помогли изучить все мыслимые формы лодок, кроме того планирующие поверхности с обратной стреловидностью. По окончании многих размышлений и опытов я «вылепил» нижнюю поверхность лодки – это и были обводы будущего экраноплана. Лодку изготовили, и мы с Коллинзом прошлись на ней по одному из отечественных озер.

Суденышко превосходно набирало скорость, мы начали было восхищаться его резвостью, как внезапно носовая часть отделилась от воды и угрожающе задралась кверху. Что скрывать, мы испугались – центр тяжести лодки пребывал в задней ее части, так недолго и до акробатического кульбита… Сейчас я знал все, что желал определить.

Сдав электронщикам другую, совсем обычную лодку, продолжил работу над собственной – строптивой. В случае если покинуть днище таким, какое оно имеется, поставить на лодку изогнутое крыло, рассуждал я, все будет в порядке. Но так как нужно как-то сохранять устойчивость, в то время, когда судно встанет над водой. Значит, не обойтись без хвостового оперения, наподобие самолетного. Вместе с сыновьями я смастерил пара бальзовых моделей с микромоторчиками.

Их мы гоняли по снежному покрову, а позже – в гидроканале. Аэродинамическое уровень качества моделей (отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления) достигало 40 – черта хорошего планера!

Позднее мы выстроили первую лодку – экраноплан Х-112.

– Исследовался ли до Вас эффект экрана и проводил ли кто-нибудь испытания с экранопланами?

– И да и нет! С 1921 года известна теория Визельсбергера, что был в те времена помощником доктора наук Прандтля в Геттингене. Ви-зельсбергер первым создал теорию влияния экрана. Оно рассчитывалось по теории биплана. Действительно, считалось, что крылья находятся на достаточно громадном расстоянии от поверхности. Так как ученого интересовало прежде всего поведение самолета при посадке и взлёте.

Экраноплан летит значительно ниже – в каких-нибудь 20–40 см от воды. В этом случае масса воздуха, поддерживающего лодку-экраноплан, состоит как бы из двух частей: одна – заторможенный поток под крылом; вторая – достаточно малый – выходит из-под крыла в районе задней кромки и всегда пополняется воздухом, поступающим сверху, от носка крыла.

Но основная масса воздуха остается под несущей поверхностью и формирует в том месте давление, равное практически скоростному напору. Она играет роль необычного воздушного катка, по которому лодка-экраноплан «катится» как по маслу. В 30-х годах финский инженер Каарио создал простое прямоугольное крыло-сани, скользящее над снегом посредством экрана.

Изобретатель взял патент, что, думается, не прочёл ни один человек, – многие ли из нас знают финский язык?

Исследователи убедились, что теория Визельсбергера верна лишь для крыла, находящегося довольно далеко от экрана. Она подходит больше к самолетам, нежели к экранопланам. Влияние экрана на посадку и взлёт летательных аппаратов изучали кроме этого в России и японии. По окончании доклада Каарио в Соединенных Штатах во второй половине 50-ых годов двадцатого века испытания с лодками совершили компании «Локхид» и «Boeing».

Действительно, не весьма успешные – лодки теряли устойчивость и опрокидывались – с ними происходило то же самое, что и с отечественной первой лодкой. Компании струсили, а мы пошли дальше. Самой громадной проблемой был… двигатель.

На новый попросту не хватало денег, а ветхий, приобретённый по случаю, был через чур не сильный.

Мы решили на первых порах обойтись без мотора. Забрали быстроходный катер – он и буксировал отечественный Х-112. Лодка-экраноплан благополучно оторвалась от воды и заскользила на воздушной подушке.

По натяжению каната возможно было найти силу лобового сопротивления аппарата. Аэродинамическое уровень качества выяснилось нежданно высоким – 20–25. С мотором экраноплан свободно возил двоих.

Я сидел в большинстве случаев сзади летчика.

– Чем же Вы занялись по окончании успешных полетов Х-112?

– Выстроил Х-113. Лишь уже на средства вторых организаций. Компании «Коллинз», занимавшейся радиоэлектроникой, отечественные опыты были ни к чему. Работой заинтересовались в ФРГ, где я в 1965 году сделал доклад об опытах с лодкой-экранопланом. Х-113 выстроила компания «Рейн-Флюгцейгбау».

Для силовой установки мы выбрали американский «Нельсон» в 40 л. с..

Испытывали машину также в ФРГ, на озере Бодензее. Х-113 весьма устойчив в полете. Возможно смело кинуть ручку.

Управление так простое, что доступно любому летчику по окончании некоторых указаний чисто теоретического характера.

Выяснилось, Х-113 может летать и повыше, вне влияния экрана. Летчик поднимался до 800 м. И не смотря на то, что экраноплан нельзя назвать самолетом, он владеет многими преимуществами данной автомобили. Так как на нем возможно перелетать с одного озера на второе, преодолевать препятствия и участки суши в озерных районах. И все-таки основной режим для экраноплана – полет в зоне влияния экрана.

В этом случае он преобразовывается в высокоэкономичный скоростной аппарат, обходящийся маломощным двигателем.

– Каким Вы видите будущее лодки-экраноплана?

– При конструировании Х-112 и Х-113 я меньше всего думал о рекордных скоростях. Но коль мы их достигли – практически с «без всякого оружия», с двигателем всего в 40 л. с., – выводы о будущем применении экранопланов напрашиваются сами собой. Потребная для их перемещения мощность на 30% меньше, чем у всех других видов водного транспорта.

Уступают экранопланам и аппараты на воздушной подушке, и суда с подводными крыльями. К тому же скорость этих судов ограничена 60, а в лучшем случае – 80 км/ч из-за высокого сопротивления и кавитации воды.

Пологаю, что средние и громадные пассажирские экранопланы смогут ходить с крейсерской скоростью в 200–300 км/ч. За громадную скорость, по-видимому, нужно будет расплачиваться экономичностью. Бессмысленно соперничать с самолетом.

Мы к этому и не стремимся. Создан проект громадного экраноплана весом в 500 т, талантливого перевозить 240 т груза со скоростью 200 км/ч. Удобства океанского лайнера класса «Европа» – полное отсутствие какой-либо качки.

Аппарат перевезет пассажиров через Атлантику вчетверо-впятеро стремительнее и вдвое дешевле, чем самый скоростной теплоход. Ему не необходимы особые приспособления для швартовки в портах. Маневрировать в гавани он способен посредством простого гребного винта.

На долю экранопланов придутся местные и не весьма срочные перевозки, каковые Сейчас делает авиация. Помимо этого, остается прибрежное сообщение, переправы, рейсы по рекам и каналам в районах с громадным числом озер. Для военных лодка-экраноплан – скоростное транспортное средство, торпедный катер, охотник за подлодками…

Перевел с германского В. ГОЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОТ РЕДАКЦИИ:

В собственном интервью А. Липпиш, известный аэродинамик, внесший важный вклад в изучение летательных аппаратов-бесхвосток и сверхзвуковых воздушных течений, только бегло останавливается на фундаментальных правилах влияния экрана на поведение крыла. Нет и сколь-нибудь последовательного обзора теоретических работ в данной области, практических опытов с экранопланами.

Посмотрите на рисунок I центрального разворота. Схемы иллюстрируют обтекание крыла у экрана и вне его. Как видите, темперамент потока разен. Воздушное пространство, «продирающийся» через узкое пространство между экраном и крылом, интенсивно тормозится. В полном соответствии с законом Бернулли в данной территории возрастает давление на нижнюю поверхность крыла.

При малой высоте полета (H = 0,1–0,2; H = H/B, где Н – высота задней кромки крыла над экраном, В – хорда профиля, крыла) увеличение давления очень громадно и теоретически может достигнуть величины скоростного напора.

Резкое перераспределение давлений на верхней и нижней поверхностях крыла ведет к перемещению аэродинамического фокуса и центра давления.

В случае если далеко от экрана подъемная сила на крыле появляется из-за разности разрежения на нижней и верхней поверхностях (внизу разрежение меньше, чем вверху), то экранолет поддерживается как раз повышенным давлением под крылом.

Низкое сопротивление крыла вблизи экрана зависит в основном от уменьшения индуктивного сопротивления. Оно позвано перетеканием весов воздуха с нижней поверхности на верхнюю на финишах крыла и, как следствие, некоторым выравниванием разности давлений в этих территориях. Экран мешает такому перераспределению воздуха и соответственно сокращает индуктивные утраты (см. рис.

III).

Первые опыты с несущими поверхностями вблизи экрана совершил французский инженер Клеман Адер, покинувший заметный след в истории авиации. Как раз ему французы обязаны нынешним заглавием самолета – «авион». Так именовался один из нелетавших самолетов Адера дорайтовского периода.

В первой половине 90-ых годов XIX века Адер выстроил катер, оснащенный крылом и кормовым горизонтальным стабилизатором. Действительно, судно так и не вышло на режим «воздушной смазки».

Первый аппарат, вправду применявший эффект экрана, – аэросани финна Т. Каарио (1935 г.). На замерзшем озере инженер разогнал машину до 22 км/ч. Ее недочёт – продольная неустойчивость.

Увлекательны изучения советского инженера П. Гроховского, что независимо от Каарио в начале 30-х годов совершил последовательность опытов с моделями экранопланов и создал пара проектов.

По окончании войны изучения проводили пара компаний, а также «Дуглас» и «Локхид», узнаваемая японская компания «Кавасаки».

У нас экранопланами занимались студенты Одесского университета инженеров флота (ОИИМФ). Несколько создала и выстроила последовательность автомобилей, продемонстрировавших хорошие летные особенности. Первый одноместный экраноплан студенты испытали в первой половине 60-ых годов двадцатого века.

Через год стартовала модификация автомобили, а во второй половине 60-ых годов двадцатого века будущие инженеры «облетали» третью модель аппарата. Работы ведутся и сейчас.

источник: Александр Липпиш «Между водой и небом» «Техника-молодежи» 08/1972

Между небом и водой. Озеро Комо. Италия. Como Lago.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: