КМ (экраноплан)

КМ - дословно "Корабль-макет", самый большой в мире экраноплан, и второй по грузоподъемности, после Ан-225 "Мрия", летательный аппарат.
По сути, КМ был первым макетным вариантом экраноплана, построенном не для изучения базовых концепций данного типа транспортного средства, а для реальной отработки конструкции, характеристик боевой машины. Построен в 1966 году в рамках работы над проектами боевого ракетного экраноплана "Лунь" (пр. 903) и десантного "Орленок" (пр. 904).

Основной принцип

Почему "Экраноплан", эффект экрана

Эффект, названный впоследствии "эффект экрана", был замечен летчиками на заре авиации. Еще на первых "этажерках" летчики замечали, что при посадке, перед самой землей, самолет почему то упирался в какой-то невидимый "экран" и отчаянно не хотел садиться. Явление назвали "Эффект экрана" и в подробности вникать не стали, просто начали учитывать его при заходе на посадку.
Первые эксперименты по осознанному использованию эффекта экрана проводил в далеком 1923 году Борис Юрьев. Он сумел объяснить суть явления, тогда же появились формулы.

Принцип эффекта экрана следующий: в классическом варианте, подъемная сила на крыле создается за счет разности давления воздуха под крылом и над ним, что обеспечивается профилем и углом атаки крыла. Когда давление воздуха под крылом выше, чем над крылом - крыло поднимается вверх, а вместе с ним и все, что на нем висит (например - фюзеляж самолета). В данном случае грузоподъемность зависит от скорости, высоты и площади крыла. Если крыло приблизить к поверхности (земле, воде) - то часть набегающего потока, преломленная кромкой крыла вниз, будет отражаться от поверхности и возвращаться в нижнюю плоскость, давая дополнительную подъемную силу (рис.1).

• 

  Рис.1

• 

  Схема движения воздушного потока при эффекте экрана

Практическое применение эффекта, боевая машина типа "Экраноплан"

В первой половине 20 века, во времена Бориса Юрьева, о серьезном применении эффекта экрана не думали - классические то самолеты были еще очень далеки от совершенства. Впрочем, и после войны авиаконструкторам так и не удалось полноценно применить эффект экрана. Самый основательный проект, "летающий авианосец", принадлежал советскому авиаконструктору Роберто Бартини, над которым он работал в ОКБ Бериева, однако, несмотря на огромные усилия, от воды Бе-1 так и не оторвался.
Значительно больших успехов в применении эффекта экрана добились судостроители, а именно Ростислав Алексеев, советский конструктор, работавший над проектированием судов на подводных крыльях. Инженер с нестандартным подходом к техническим вопросам, Алексеев ломал голову над главным недостатком любого корабля (в сравнении с прочими транспортными средствами) - тихоходностью. Для него было очевидно, что главная проблема - сопротивление воды. Вывод - нужно "достать" корабль из воды, ведь сопротивление воздуха намного меньше.
Руководствуясь этой логикой, Алексеев создал суда на подводных крыльях. И вроде бы вот оно, решение, но и тут есть предел - 140 км/ч. И опять якорь - пусть меньшее, но тем не менее большое сопротивление воды при движении крыльев внутри нее. Тогда и родилось решение, что избавиться от подводных крыльев можно при помощи воздушных и эффекта экрана. Таким образом, 22 июля 1961 года, на волнах Горьковского водохранилища, высшие военные чины СССР увидели (и даже прокатились) первую самоходную модель экраноплана - СМ-1 (Самоходная Модель Первая). За штурвалом находился сам Алексеев. В первом же полете СМ-1 достиг скорости 200 км/ч.

Преимущества

В чем же преимущества экраноплана, оправдывающие огромные усилия на разработку и постройку принципиально нового вида техники? Следует рассмотреть отличия как от корабля, так и от самолета.
В сравнении с практически любым самолетом, экраноплан имеет значительно большую грузоподъемность. К примеру, максимальная боевая нагрузка самого тяжелого Российского бомбардировщика Ту-160 - 45 тонн (при длине 54,1 м и размахе крыла 55,7 м), транспортного Ил-76 - 60 тонн (длина 46,6 м, размах крыла 50,5 м). КМ при длине 92 м и размахе крыла 37,6 м имел максимальную грузоподъемность 304 тонны, что примерно соответствует десантным возможностям среднего десантного корабля (к примеру, СДК пр. 770 был способен десантировать 5 танков Т-54 массой 36 тонн каждый). И при такой грузоподъемности - авиационная скорость. Если систематизировать эти характеристики, то картина будет следующей:

В сравнении с самолетом:

• Близкая к авиационной скорость (450 км/ч для экраноплана и 700 км/ч - для транспортного самолета)
• Значительно большая грузоподъемность (в 8-10 раз)
• Полет на экстремально низкой высоте - около 4х метров над уровнем моря - что делает экраноплан практически невидимым для радаров дальнего и среднего обнаружения

В сравнении с кораблем:

• Близкая грузоподъемность
• Значительно большая скорость (в 10-20 раз)
• Возможность выхода, движения и стоянки непосредственно на берегу, что дает возможность высадки десанта в более короткие сроки и без использования дополнительных транспортных средств
• Движение над поверхностью воды, что делает невозможным обнаружение экраноплана подводными радарами и средствами гидроаккустики

Экраноплан КМ: Создание, характеристики

История создания

КМ - "Корабль-макет", однако НАТОвские военные расшифровали иначе - "Каспийский Монстр".
Вскоре после успешных испытаний первого экраноплана СМ-1 на волнах Горьковского Водохранилища закачалась и взвыла следующая модель - СМ-2. В СМ-2 были учтены некоторые недостатки предыдущей модели, что привело к установке перед крылом дополнительных двигателей поддува воздуха. Данное решение позволило увеличить максимальную взлетную массу, уменьшить дистанцию взлета а также увеличить максимальную скорость. Кроме того, доработали компановочную и аэродинамическую схему. В начале мая 1962 года СМ-2 был продемонстрирован Генеральному Секретарю ЦК КПСС Н.С. Хрущеву.
Об успехе испытаний говорит тот факт, что в 1963 году было выпущено постановление Правительства на создание 2х типов боевых машин: Ракетного (пр. 903) и Десантного (пр. 904). Работа была поручена Ростиславу Алексееву.
Ввиду масштабности и сложности проекта (ведь до этого Алексеев строил, по сути, макеты) было решено до разработки самих проектов построить полноразмерный рабочий макет экраноплана для отработки технических решений машины. Опытный образец назвали "Корабль-макет". Строительство велось на судостроительном заводе "Красное Сормово" при участии специалистов Горьковского Авиационного Завода им. Серго Орджоникидзе.
При конструировании КМ использовались как корабельные, так и авиационные подходы к работе. В частности, корпус корабля был изготовлен из разных материалов: киль и нижняя часть корпуса - с применением кораблестроительных сталей и сплавов, верхняя часть корпуса - из авиационных сплавов. Однако результаты первых испытаний показали, что применение авиационных сплавов не обеспечивало нужную конструкционную прочность. В итоге корпус пришлось дорабатывать, к чему были привлечены специалисты - судостроители. А вот в качестве силовой установки был выбран авиационный новейший турбореактивный двигатель ВД-7, модификация которого также устанавливалась на бомбардировщик Ту-22.
В итоге, в 1966 году, КМ был спущен на воду. На Горьковском Водохранилище для испытаний огромной машины не хватило места, потому корабль был перебазирован на Каспий, в порт Каспийск.