Экспериментальный экраноплан эска-1. ссср

В зарубежных и отечественных научно-популярных изданиях множество раз оказались сообщения о низколетящих аппаратах-экранолетах, среди которых был и коммунистический экспериментальный спасательный катер-амфибия ЭСКА-1. Эта машина любительской постройки, удачно прошедшая цикл летных опробований, была сконструирована в инициативном порядке Груниным Евгением Петровичем в студенческом конструкторском бюро МИИГА (Столичный университет инженеров гражданской авиации). Кроме этого в разработке учавствовали столичные инженеры Гремяцкий А., Чернявский С., Горбенко Ю. и Иванов Н. Летные опробования проводил инженер Гремяцкий А., а после этого летчик Балуев А. ЭСКА-1 был выставлен на одной из центральных выставок НТТМ, был отмечен медной медалью ВДНХ СССР, его создатели – символами лауреатов НТТМ.

О теоретической базе околоэкранного полета и о конструкции ЭСКА-1 говорит Грунин Е., один из ее создателей.

История экранолетов началась еще в середине 1930-х гг., в то время, когда создали гибрид аппарата на воздушной подушке, самолёта и быстроходного катера. Финского инженера Томаса Каарио, создателя данной автомобили, принято вычислять пионером экранолетостроения.

Конструкции первых экранолетов, не обращая внимания на внешнюю экзотичность и все разнообразие форм, утонченностью проработки не отличались. В то время еще не существовало теории экранного полета. Большинство проектов создавалось на базе экспериментальных данных и, конечно, аппараты получались несовершенными.

В это время (а также в конце пятидесятых годов) яблоком раздора была неприятность продольной устойчивости.

Первому данную проблему удалось решить авиаконструктору Липпишу А. В первой половине 60-ых годов двадцатого века им был выстроен и удачно испытан экранолет Х-112. После этого в 1972 г. свет заметил еще один аппарат – Х-113А. Эта машина, изготовленная из стеклопластика, продемонстрировала хорошие летные особенности, а аэродинамическое уровень качества составило 30!

Исходя из теоретических расчетов экранолетов, создаваемая машина должна быть легкой, но наряду с этим прочной, технологичной в изготовлении, надежной в эксплуатации. Наконец, она должна быть недорогой.

Задавшись этими, в некоторых случаях взаимоисключающими требованиями, нами было проанализировано пара вероятных конструкций. В следствии был сделан вывод, что самым несложным станет древесный аппарат, в котором будут активно использоваться авиационная фанера, и стеклоткань, другие материалы и пенопласт.

Для крыла экранолета ЭСКА-1 подошел модифицированный профиль центрального аэрогидродинамического университета Р-11-КЛАРК-У, имеющий плоский нижний обвод. На изученных моделях профиль прекрасно себя зарекомендовал. Крыло имеет геометрическую и аэродинамическую крутку: в корне крыла относительная толщина профиля образовывает 10 процентов, на финише 12,5 процентов, а угол отклонения профиля к концу консоли от строительной горизонтали экранолета от корня значительно уменьшается до 2,5 градусов с 4,5.

В плане крыло имеет треугольную форму. При трансформации расстояния до экрана и на разных углах атаки положение центра тяжести изменяется незначительно. Для обеспечения поперечной устойчивости и улучшения управляемости на консолях установлены так именуемые отъемные части – аэродинамические поверхности, каковые оснащены элеронами.

Интересный факт: много экранолетов имеет прямоугольное крыло малого удлинения. Не обращая внимания на то, что оно есть несложным в изготовлении, данное крыло имеет два значительных недочёта: центр давления зависит от расстояния до воды и угла атаки и колеблется в пределах от 15 до 65 процентов средней аэродинамической хорды; при обтекании аналогичного крыла с вертикальными концевыми плоскостями-шайбами образуются воздушные вихри, каковые увеличивают сопротивление перемещению и снижают аэродинамическое уровень качества. Вследствие этого при проектировании ЭСКА-1 отказались от прямого крыла.

При проектировании горизонтального оперения учитывалось следующее: установленное за крылом малого удлинения оперение малоэффективно по окончании выхода аппарата из территории влияния экрана – при повышении скоса потока за крылом экранолет балансируется на больших углах атаки, а оперение находится в невыгодных условиях обтекания. На ЭСКА-1 горизонтальное оперение установили на финише киля – самое отдаленное место от крыла, где возможно не беспокоиться скоса потока. Размеры оперения были выбраны исходя из того что запаса продольной статической устойчивости хватит для полетов экранолета не только у экрана, но и на высоте.

Потому, что ЭСКА-1 осуществляет старт с воды, его нужно оснастить поплавками, а корпус-лодка должна иметь глиссирующую поверхность. Это есть ответственной частью любого экранолета, при их помощи он развивает скорость, которая нужна для отрыва от воды.

Аэродинамическое сопротивление при разбеге скоро растет, подъемная сила крыла делается равной массе аппарата, его сопротивление значительно уменьшается, и аппарат отрывается от воды. Большое сопротивление, составляющее 70 кгс, у ЭСКА-1 отмечалось на скоростях 20–25 км/ч.

Гидродинамическая компоновка ЭСКА-1 имеет еще одну особенность – вся задняя кромка крыла на плаву неглубоко загружена в воду, а на скоростях 40–50 км/ч действует как реданная поверхность. Наряду с этим не создается громадного волнового сопротивления, движение аппарата остается ровным, потому, что крыло опирается на много гребешков волн. Экранолет при скорости отрыва водной поверхности касается лишь реданом корпуса, и крыло ЭСКА-1 ударных нагрузок не испытывает…

Вот так, методом компромиссов и конструкторских ухищрений, проектировалась эта машина. Но этот подход к проектированию себя всецело оправдал: четыре года эксплуатации подтверждают разумное сочетание идей, каковые были заложенных в ее конструкции.

Конструкция ЭСКА-1

Фюзеляж экранолета ЭСКА-1 – лодка, в которой размещены: кабина экипажа, оборудование, топливо и приборы. Снаружи крепятся консоли крыла, киль с горизонтальным оперением и двигатель с воздушным винтом.

Каркас, собранный из шпангоутов и стрингеров, есть главным в лодке. Всего имелось 15 шпангоутов, сделанных из сосновых реек, соединенных кницами из фанеры и бобышками из липы. Силовые шпангоуты – №№ 4, 7, 9, 12, 15.

Пожалуй, самым нагруженным есть девятый шпангоут: к нему были пристыкованы консоли крыла, а его нижняя часть является уступом редана.

Сечение сосновых стрингеров составляло 20?20 мм (4 шт.) 16?10 мм (12 шт.). Снизу фюзеляжа, где стыкуются дне и борта, проходят два скуловых стрингера с сечением 20?20 мм, изготовленных из бука.

Ответственным элементом силового комплекта есть коробчатый кильсон, расположенный на протяжении оси симметрии на днище лодки. Кильсон образован верхней и нижней полками, соединенными стенками из 2 миллиметровой фанеры. Ширина полок 28 миллиметров, толщина – переменная: 12 мм – в носовой части лодки, 20 мм – в зоне редана.

Фанерные стены на всей протяженности кильсона подкреплялись распорками.

Корпус обшивался авиационной фанерой разной толщины: 2 мм – в носу, потом толщина неспешно возрастала и достигала 7 мм в зоне редана. В целесообразности аналогичного усиления убедились по окончании того, как машина столкнулась с плавающей корягой. Обшивка меньшей прочности не выдержала бы столкновения.

На бортах установлена 2-миллиметровая фанера, на гаргроте – миллиметровая. Вся лодка снаружи оклеивалась слоем стеклоткани АСТТ(б)С1 на эпоксидной смоле. Для придания лодке чистой ровной поверхности и дабы она не набирала воду, обшивка зачищалась, обрабатывалась эпоксидной шпаклевкой и окрашивалась синтетической эмалью, по окончании чего покрывалась слоем паркетного лака.

оборудования и Большая часть приборов экранолета была размещена в носу лодки: приемник воздушного давления (ПВД) ТП-156, применяемый для скорости полёта и замера высоты, аккумулятор, буксирный крюк, штырь антенны радиостанции.

В середине лодки пребывала пилотская кабина, в которой приятель за втором устанавливались два самолетных кресла, оснащенные привязными ремнями. Кроме этого в них имелись ниши для парашютов. Заднее кресло размешалось вблизи центра тяжести автомобили, для уменьшения зависимости центровки экранолета от пассажира. Пол кабины выполнялся из листового полиэтилена.

Под полом размещается проводка управления элеронами, рулями высоты и поворота. На панели слева от кресла пилота расположена ручка управления двигателем и блок электротумблеров. На шпангоуте №4 в кабине крепится щиток устройств, на котором размещены указатели скорости, высоты, поворота и скольжения, и вариометр, компас, авиагоризонт, тахометр, амперметр, индикаторы и вольтметр температуры головок цилиндров двигателя. Кабину закрывает прозрачный фонарь.

Передняя часть фонаря на фюзеляже закреплялась без движений, задняя была съемной. Замки фонаря позволяют легко открыть кабину. Экранолет в аварийной обстановке возможно покинуть, скинув фонарь.

Топливный бак подвешен на особом ложементе к шпангоуту №10. К ложементу он притянут железными лентами, каковые обшиты войлоком. На шпангоуте №15 смонтированы узлы крепления запасного лонжерона крыла и киля.

Для транспортировки и облегчения ремонта экранолета его крыло выполнялось в виде двух консолей, каковые к лодке присоединялись посредством болтов М10. задние узлы (кронштейны и Стыковочные) – передние, выполненные из стали 30ХГСА. С полками лонжеронов они связаны болтами М5 и, как крыло, вычислены на четырехкратную перегрузку, наряду с этим коэффициент безопасности образовывает 1,5.

Так, неспециализированный запас прочности равняется 6. Данного запаса достаточно для эксплуатации ЭСКА-1.

Консоль – однолонжеронная конструкция с задней запасным стенкой, девятью нервюрами и четырьмя стрингерами.

Главный лонжерон планирует из двух полок, стенок и диафрагмы. Толщина верхней полки у корня образовывает 34 мм и у финиша лонжерона 18 мм, нижней – 25 и 18 мм соответственно. Ширина полок по всему размаху – 38 мм. Полки склеены в особом зажимном стапеле эпоксидной смолой из комплекта сосновых реек. Стены лонжерона изготовлены из 1,5-миллиметровой фанеры БС-1. Причем волокна наружных слоев фанеры для равной прочности сориентированы к оси лонжерона под углом 45 градусов.

Диафрагма делалась из сосновых планок (сечение 34?8 миллиметров), каковые к полкам приклеены посредством липовых уголков. По размаху строительная высота лонжерона определяется толщиной профиля крыла.

Нервюры №№ 1-5 – ферменно-балочной и ферменной конструкции из раскосов и полок (использована сосна), связанных между собой посредством фанерных косынок. Нервюра №1 – силовая, целая, помогает для размещения узлов крепления консоли крыла. Нервюры №№ 6-9 имеют балочную конструкцию, с сосновыми полками и 1,5-миллиметровыми фанерными стенками.

Задний вспомогательный лонжерон подобен главному. Его полки имеют постоянную ширину – 32 миллиметра. У корня лонжерона толщина верхней полки составляла 20 мм и 12 мм – на финише; толщина нижней – 15 и 10 мм соответственно.

Лонжерон с обеих сторон обшивается авиационной фанерой толщиной 1 миллиметр.

Отъемная часть крыла расположена под углом к консоли на ее финише. Под фанерной обшивкой находится два лонжерона, шесть нервюр и носовой стрингер. Передний лонжерон имеет коробчатое сечение с полками 25?12 мм и стенками из миллиметровой фанеры.

Задний лонжерон-швеллер имеет такие же полки и стенку.

Элерон щелевого типа складывается из лонжерона, пяти балочных нервюр, переднего и заднего стрингеров. Лонжерон-швеллер имеет полки 15?10 мм и стенку из миллиметровой фанеры. К лонжерону приклеиваются сосновые бобышки, служащие для установки узлов подвески элерона.

Внутренние полости крыла покрыты олифой в два слоя. Снаружи элероны и крыло ОЧК обтянуты полотном АСТ-100, покрываются лаком НЦ-551 в четыре слоя и окрашены алкидной краской белого цвета.

На воде устойчивость экранолету придают поплавки, выполненные из пенопласта ПХВ-1. Поплавки оклеены стеклотканью ACTT(6)C1 и прикреплены к консоли крыла через четыре ушка из стали 30ХГСА болтами М5.

Хвостовое оперение – стабилизатор с рулем высоты и киль с рулём поворота и водяным рулём. Киль обшит фанерой толщиной 1 мм и является простую конструкцию, складывающуюся из носка, восьми нервюр и двух лонжеронов. Задний лонжерон – швеллер с полками 28?14 миллиметров из сосны и 1,5-миллиметровой фанерной стенкой. Передний лонжерон такой же, как и задний, но имеет полки 14?14 миллиметров.

Носки килевых нервюр для уменьшения малковки изломаны и с передней кромкой киля образуют угол практически 90 градусов.

Руль поворота складывается из носка, обшитого фанерой, лонжерона, тринадцати хвостового стрингера и нервюр. Руль обшивается тканью АСТ-100 и подвешивается к килю в паре точках.

В плане стабилизатор имеет трапециевидную форму. Его профиль НАСА-0009 симметричный, угол установки +5 градусов от горизонтали экранолета. Каркас стабилизатора планировал из лонжерона, переднего стрингера, вспомогательной нервюр и 13 статей.

Крепится стабилизатор на четырех ушках киля болтами. Носик стабилизатора зашивался миллиметровой фанерой БС-1.

Лонжерон стабилизатора имел коробчатое сечение с полками 20?12 мм из сосны и стенками из фанеры толщиной 1 мм. На лонжероне имеется два ушка для крепления подкосов, изготовленных из алюминиевых труб. Трубы придают комбинации киль-стабилизатор жесткость.

Руль высоты имеет конструкцию подобную рулю поворотов; к стабилизатору подвешивается в трех точках. руль и Стабилизатор обтягиваются тканью АСТ-100 и покрываются краской и аэролаком.

Винтомоторная установка складывается из двухцилиндрового четырехтактного карбюраторного мотоциклетного 32-сильного двигателя М-63, особого понижающего зубчатого редуктора (передаточное отношение 1:2,3), древесного воздушного винта СДВ-2 фиксированного шага (диаметр 1,6 м) и моторной рамы из металлических труб диаметром 26 мм.

К мотораме двигатель крепится через резиновые амортизаторы болтами М8 и устанавливался на узлах силовых шпангоутов №№ 9, 12 за кабиной экипажа. Двигатель в режиме большой мощности развивает 4700 оборотов в 60 секунд. Воздушный винт от редуктора приобретает 1900–2100 оборотов в 60 секунд, что соответствует примерно 95–100 кгс тяги.

Это модифицированный ЭСКА-1 конструкции Грунина Евгения Петровича

Запуск винтомоторной установки производится электростартером СТ-4, установленным на двигателе и вращает его распределительный вал через шестерни. Источник питания электростартера – 12-вольтовый аккумулятор САМ-28. Для надежной работы совокупности зажигания, двигатель оборудован магнето Катэк.

Стандартные карбюраторы из-за несогласованной работы при резких трансформациях режимов двигателя не удовлетворяли, исходя из этого были заменены одним карбюратором Вебер-32 ДСР.

Как видно из описания, конструкция экранолета ЭСКА-1 несложная. В его конструкции преобладают фанера, дерево, ткань. Количество железных подробностей минимальное и для их изготовления использованы недефицитные марки сталей и сплавов.

Снаружи ЭСКА-1 также достаточно несложен, криволинейных сложных поверхностей мало.

Летно-технические характеристики:

Модификация – ЭСКА-1;
Размах крыла – 6,90 м;
Протяженность – 7,80 м;
Высота – 2,20 м;
Площадь крыла – 13,85 м?;
Масса безлюдного снаряженного – 234 кг;
Полетная масса – 450 кг;
Тип двигателя – поршневой М-63;
Мощность – 32 л.с.;
Большая скорость – 140 км/ч;
Крейсерская скорость – 100 км/ч;
Практическая дальность – 350 км;
Высота полета на экране – 300–1500 мм;
Экипаж – 2 человека.

источник: https://topwar.ru/22683-eksperimentalny-ekranoplan-eska-1.html

Экраноплан, Каспийский монстр

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: