Катер-Экранолет ЭСКА-1 »

Амфибийный катер, снегоболотоход

В основу конструкции положен экранолет ЭСКА-1, внешнее сходство 90%. Изделие построено в течении 2014 года, полностью готово. Находится на этапе ходовых испытаний. Есть разработанная проектная документация. В основу конструкции заложена технология деревянного самолетостроения 20-30 гг. XX века.
Зачем такая оригинальность?
Возникает закономерный вопрос, почему такая необычная схема? Cегодня очевидно, что потребительские свойства обычного автомобиля, (как основного вида транспорта), в крупных городах значительно и постоянно снижаются, и это грустно. Дело в том что эти свойства зависят от 2 составных частей, автомобиля и дорожной сети, со вторым у нас сплошной и глухой завал. По этой причине, очевидно, что если есть иные резервы их нужно использовать. Посудите сами, разве можно представить заторы на Ангаре или Иркуте, а ведь эти магистрали связывают практически все районы Иркутска.
И даже если просто сделать места стоянок и заправок для маломерного флота, скоординировать это с городским транспортом, был бы положительный результат.
А если использовать старые суда, баржи под парковочные места? В нашем регионе много населенных пунктов, в которых вообще нет дорог, или зимники или реки. Так что различному внедорожному транспорту есть большое применение.
Данная модель позволяет эксплуатацию круглый год по различным видам поверхности. Ей не нужны дороги, она не уродует поверхность,
налицо высокая эффективность. В этом её преимущество. Кроме того, есть большой круг вопросов, которые эффективно решаются при использовании данного вида транспорта.
По моему мнению, на сегодня полностью не решена одна из трех важных задач. Есть проекты, построены готовые образцы, но нет внятной «идеологии» производственно-коммерческой эксплуатации. «Встраивания» в производственный и иные комплексы.
Давайте представим небольшую транспортную фирму, которая эксплуатирует подобные образцы, разной грузоподъемности и габаритов. Для таких изделий найдется работа даже в Иркутске, несмотря на развитую дорожную сеть, что уж говорить о регионе, тем более о Севере.
Таким образом, можно сделать вывод. Представлено не просто изделие. Разработан, (исходя из аналога), проект оригинального транспортного средства, полностью построен, предложена эффективная методика производственно-коммерческой эксплуатации. То есть проведена большая оригинальная инженерная работа.

Список доработок

На фото из Интернета общий вид амфибии ЭСКА-1. Доработки с момента подачи заявки не планируются. Непосредственно на БМШ будет выполнен монтаж изделия.

Собственно, сама идея рождалась довольно долго. Хотелось построить амфибию, это расширяет возможности по применению. А вообще это часть концепции универсального многофункционального транспортного модуля. Идея придумана не мною. Этот своего рода конструктор, из которого можно собирать вездеходы нескольких видов. На гусеницах, ШНД, лыжах и т.д. С разными типами движителей.

Компоновочная схема изделия внешне необычна, но специалистам давно известна. В основе лежит лодка с глиссирующими обводами малой килеватости. Два поплавка под плоскостями. Компоновочная схема самолетная с куполообразным крылом. Это позволяет создавать подъемную силу, сохранять ее и управлять (балансировать). Это не экранолет в чистом виде, пытаться сделать «на коленке» (в свободное от работы время) то, что не получалось у серьезных конструкторских бюро, просто смешно. В этом вопросе я абсолютный реалист. У меня другая идея: заложить в эксплуатацию несколько режимов. Вызывает сомнение и трудность режима динамической воздушной подушки. Для такого изделия это скольжение над поверхностью на высоте 0,5-0,7 м, до метра.

По скоростям на режимах примерно такие показатели. Водоизмещающий — 0-30 км/ч, глиссирующий — 30-60 км/ч, динамической воздушной подушки — 60-90 км/ч. Пока показатели расчетные. С такой компоновкой на скорости выше 40-50 км/ч начинает действовать подъемная сила крыла и стабилизатора (он, как говорят специалисты, несущий). Это уменьшает сопротивление при скольжении по воде, снегу и льду, уменьшает потребную тягу. Думаю, режим водоизмещения и глиссирования проблем не вызовет. Режим динамической воздушной подушки сложен, надо научиться управлять и сохранять равновесие, возникает ряд аэродинамических и гидродинамических вопросов и много еще чего. В том числе и вопросы безопасности. Но и без этого режима амфибия может быть вполне востребована. Аэродинамический движитель (воздушный винт) позволяет двигаться независимо от глубины водоема и характера поверхности — был бы приемлемый коэффициент трения (это лед, вода, снег, мокрая трава, мокрая глина). Возможна установка колесного или лыжного шасси, буксировочного или штатного.

Технология деревянного самолетостроения. Этот термин был принят в самолетостроении в 20-40 гг. прошлого века. Было очень интересно почитать первоисточники тех лет, в частности, справочник Н.Н. Поликарпова, талантливого авиаконструктора, на сегодня позабытого. Такая технология дает возможность построить изделие в условиях обычной мастерской, имея квалификацию столяра, слесаря и т.д. Эту технологию применяют при изготовлении т.н. «кораблей-макетов», то есть по упрощенной технологии с несколько уменьшенным ресурсом. Вполне достаточно для любителя.

Винтомоторная группа. Применен двигатель без понижающего редуктора с двухлопастным деревянным толкающим винтом, диаметр 1 м. Диаметр ограничен по частоте вращения. Изготовлено три винта с разным шагом для получения оптимальных характеристик. Расчеты винтов проводились по упрощенным методикам, известным всем самодельщикам и моделистам. Мощность двигателя всего 17 л.с. — возможно, мало, но расчеты показывают, что испытания проводить можно. Этот параметр возможно изменять. Компоновка винтомоторной группы является наиболее сложным вопросом.

Правовой статус. Данное изделие подпадает под три категории ТС: экранолет (неразрывно связанный с землей, это одна из трех подгрупп), глиссирующий катер, снегоболотоход с возможностью эксплуатации на водоемах. Если испытания пройдут успешно, то амфибия будет зарегистрирована по одному из вариантов (то, что наиболее удобно).

Приборное оборудование. В качестве прибора безопасности имеется анероидно-мембранный указатель скорости (самолетный). Это необходимо для контроля скорости, т.к. при разгоне более 80-90 км/ч могут быть опасные явления (отделение от поверхности, вращение и т.д). Прибор контроля работы двигателя (обычный процессор). Важными параметрами являются обороты двигателя и температура цилиндра.

Ходовые испытания. На данном этапе намеренно не выполняется ряд работ, что связано с вопросами безопасности (в основном быстрого покидания и возможности не получить травмы), а также доработками, которые необходимы. По этой причине не был изготовлен ветровой щиток (закрытая кабина), не выполнена окраска и защитное покрытие корпуса (стеклоткань и эпоксидная смола), а также тканевых поверхностей (аэролаком).

Компоновка салона. При эксплуатации с возможностью переночевать в дороге характеристики увеличиваются, по этой причине необходимо предусмотреть возможность ночевать в амфибии. Салон, прямо скажем, не огромен. При отстегивании кресел один человек размещается довольно комфортно. Вдвоем тесновато, но тоже вполне возможно разместиться, чтобы поспать, поесть, отдохнуть, переждать непогоду и т.д. Соответственно, и полезная нагрузка — один или два человека (планируемый общий вес — 200-250 кг). Носовая и хвостовая части используются для размещения грузов и снаряжения.

Основные размеры. Обмеров, фотографирования и взвешивания пока не проводилось, размеры по чертежам, может быть небольшое расхождение.

Длина — 7,8 м;
размах крыльев — 6,9 м;
высота без учета диаметра винта — 2,2 м;
вес амфибии расчетный — 250-270 кг;
площадь крыла — 14 м;
площадь стабилизатора — 3 м;
мощность двигателя — 17 л.с.;
диаметр воздушного винта — 1 м.

Органы управления — самолетные: руль направления, руль высоты, элероны на тросовых проводках.

Строительство. Это отдельная тема. Сумел набрать около 3 месяцев отпусков, отгулов и т.д. Строил ударными темпами, зимой в холодном помещении, приходилось накрывать детали пленкой, развешивать термометры и нагревать, затем склеивать. Было очень много работы по пошиву, огромное количество узлов (тысячи). Обшивка пришита к конструкции буквально через 4-5 см и фиксировалась узлами. Размер иголок — 5-40 см. Технология на сегодня позабытая и непривычная. Амфибия была собрана внутри помещения и занимала 2 комнаты. Затем была разобрана. Чтобы ее вытащить, пришлось разобрать часть стены (вначале планировал крышу разбирать).

Заключение. В основу конструкции заложена интересная инженерная идея, такие изделия создавались и отрабатывались. В частности, экранолет ЭСКА-1 эксплуатировался в качестве разъездного катера на Волге с 1973 года около 10 лет. Постепенно банально сгнил. Проводились работы в этом направлении, но без финансирования и заказчика, сами понимаете, результат всегда под вопросом. Затем авторский коллектив постепенно распался. Были иные работы, долго перечислять. Словом, есть все шансы получить интересное, технологичное изделие для своих увлечений.

Планы доработок

Планируется проведение ходовых испытаний. Эксплуатационные режимы: водоизмещающий, глиссирующий, глиссирующий с динамической разгрузкой, динамической воздушной полушки, скольжения по снегу и льду.

В настоящее время фотографирование не выполнено, изделие хранится в Иркутске в разобранном виде, может быть представлено комиссии.

Катер-Экранолет “ЭСКА-1”

В Центральной лаборатории новых видов спасательной техники ОСВОДа РСФСР проводились интересные работы по созданию различных быстроходных амфибий на базе катера с воздушным винтом, соединяющего в себе такие качества, как высокая скорость и большая проходимость. В «КЯ» № 70 сотрудники ЦЛСТ уже рассказывали об экспериментах с превращением в глиссер-аэросани «морских саней» Фокса. Еще раньше в журнале «Техника — молодежи» № 12 за 1974 г. была напечатана статья Евгения Грунина «Над водой парящий» об одном из интереснейших экспонатов Центральной выставки научно-технического творчества молодежи — построенном молодыми инженерами ЦЛСТ катере-экранолете «ЭСКА-1» и «сухопутном» экранолете «Шмель» с гибким крылом. Там же упоминалось, что созданию этих двух аппаратов предшествовали постройка и испытания пяти других натурных конструкций.

По просьбе читателей, заинтересовавшихся этими экспериментами, печатаем краткую информацию об аппарате «ЭСКА-1», подготовленную его авторами.

Технические данные экранолета «ЭСКА-1»

Размеры. Размах крыла —6,9 м, площадь крыла —13,85 м 2 , площадь Горизонтального оперения—3 м 2 . Длина аппарата —7,55 м; высота (стояночная)— 2,5 м

Весовые данные. Полный полетный вес (макс.) — 450 кг. Полезная нагрузка — 220 кг. Весовая отдача—48,9%.

Летные данные. Скорость максимальная в режиме экранного полета с полной нагрузкой — 122 км/ч, крейсерская скорость — 110 км/ч. Взлетная дистанция с воды— 100 м, со снега —80 м. Длина пробега при посадке на воду — 40 м, на снег — 60 м. Высота полета в режиме экрана —0,3 —1,5 м. Максимальная высота полета при преодолении препятствий (с 50%-ной нагрузкой) —50 м. Дальность полета с полным запасом топлива — 300 км. Аэродинамическое качество — 25.

В ЦЛСТ был разработан, построен и прошел испытания экранолет «ЭСКА-1» — экранолетный спасательный катер-амфибия. Этот аппарат проектировался как перспективное спасательное средство для оказания экстренной помощи терпящим бедствие на относительно большом — до 150 км — расстоянии от береговой спасательной станции.

Вариант экранолета позволял, по идее авторов, сделать спасательный катер с воздушным винтом, во-первых, более быстроходным, а во-вторых, более универсальным — амфибийным — спасательным средством. Такой катер мог бы не только преодолевать мелководье, пороги, песчаные косы и другие препятствия, ограничивающие применение обычных малых судов, но при необходимости — набирать высоту до 40—50 м и двигаться по прямой через береговые строения, лес и т. п. Имелось в виду, что экранолет, приспособленный для посадки не только на воду, но и на снег или лед, сможет обеспечить оказание помощи и зимой, и ранней весной, и осенью — в период ледостава. Такой скоростной и в то же время более экономичный, чем вертолеты, экранолет-амфибия мог быть использован в качестве патрульного, связного, санитарного, транспортного средства во многих прибрежных зонах, а также в условиях бездорожья в болотистых районах, на Крайнем Севере, в степях и т. д.

Проектирование «ЭСКА-1» было начато в ноябре 1972 г., к изготовлению его приступили в феврале 1973 г., а уже 29 августа того же года А. В. Гремяцкий — талантливый инженер, который был главным конструктором проекта, совершил первый полет над Клязьминским водохранилищем. Им были опробованы все режимы работы экранолета: глиссирование, полет над экраном, свободный полет на высоте более 2 м. Эти первые полеты А. В. Гремяцкого, который не имел тогда специальной летной подготовки, наглядно продемонстрировали простоту управления аппаратом.

Известный конструктор и историк авиации В. Б. Шавров оказал создателям «ЭСКА-1» большую помощь, начиная с решения многих сложных вопросов на стадии эскизного проектирования и кончая организацией испытаний, иа которых он, кстати сказать, иногда присутствовал.

Двухместный экранолет «ЭСКА-1» показал хорошие скоростные качества, устойчивость и управляемость, значительную грузоподъемность: весовая отдача аппарата, т. е. отношение полезной нагрузки к полетному весу, составляет около 50 %.

Экранолет выполнен по самолетной схеме с глиссирующим корпусом-лодкой, треугольным в плане крылом и развитым Т-образным хвостовым оперением, усиленным подкосами и расчалками. Все конструкции выполнены из дерева. Крыло, имеющее два лонжерона и девять иервюр, обшито полотном, а по кромкам усилено миллиметровой фанерой.

Хотя первый построенный экранолет, естественно, еще далек от совершенства, полученные результаты обнадеживают. Простота конструкции с использованием серийного мотоциклетного двигателя «М-63» (макс, мощность 32 л. с. при 5500 об/мин; расход топлива 8,9 кг/ч) дает основание считать в принципе возможным создание на базе «ЭСКА-1» недорогого и надежного аппарата с достаточно высокими эксплуатационными показателями.

Катер-Экранолет “ЭСКА-1”: технические характеристики, фото, отзывы

В советских и зарубежных научно-популярных журналах неоднократно появлялись сообщения о низколетающих аппаратах-экранолетах, в том числе о советском экспериментальном спасательном катере-амфибии ЭСКА-1. Эту машину любительской постройки, успешно прошедшую цикл летных испытаний, сконструировал Евгением Петровичем Груниным в студенческом КБ Московского института инженеров гражданской авиации (МИИГА) в инициативном порядке. В разработке так же участвовали московские инженеры А. Гремяцкий, С. Чернявский, Ю. Горбенко и Н. Иванов. Летные испытания проводились инженером А. Гремяцким, а затем летчиком А. Балуевым. ЭСКА-1 экспонировался на одной из центральных выставок НТТМ и был отмечен бронзовой медалью ВДНХ СССР, а его создатели – знаками лауреатов НТТМ.

О теоретических основах околоэкранного полета и конструкции ЭСКА-1 рассказывает один из ее создателей, Е. Грунин.

История экранолетов восходит к середине 30-х годов, когда построили гибрид самолета, быстроходного катера и аппарата на воздушной подушке. Его создателя, финского инженера Томаса Каарио, и принято считать пионером экранолетостроения.

Конструкции первых машин, несмотря на разнообразие и внешнюю экзотичность форм, не отличались утонченностью проработки. В те годы не существовало стройной теории экранного полета. Проекты создавались на основе большого количества экспериментальных данных, и аппараты, естественно, получались несовершенными. Камнем преткновения и в этот период, и позже – в конце пятидесятых годов – стала проблема продольной устойчивости.

Первым ее решил авиаконструктор А. Липпиш. В 1964 году он построил экранолет Х-112 и успешно испытал его. Затем в 1972 году увидел свет еще один аппарат – Х-113А. Изготовленный из стеклопластика, он показал отличные летные свойства и достиг аэродинамического качества, равного 30!

Что же такое экранолет? По сути, это гидросамолет с модифицированным крылом. Аэродинамическая компоновка позволяет ему летать как вдали, так и вблизи от экрана – земной или водной поверхности. На рисунке 3 представлена классическая кривая возрастания аэродинамического качества аппарата с уменьшением относительной высоты полета. Заметное влияние экрана на характеристики крыла проявляется на высотах меньших, чем длина его средней аэродинамической хорды (САХ). Здесь иная картина обтекания, нежели при движении вне экрана. При очень малом расстоянии до него, исчисляемом сантиметрами, повышение давления под крылом близко к значению скоростного напора и подъемная сила резко возрастает за счет давления в заторможенном потоке. Двухмерное обтекание профиля показано на рисунках 5 и 6. Физика явления наглядна: вдали от экрана подъемная сила образуется в основном за счет разрежения над крылом, а вблизи – благодаря повышению давления под ним.

Из графика, который в аэродинамике называют полярой, видно, как близость экрана сказывается на подъемной силе и лобовом сопротивлении. С уменьшением относительной высоты полета растет Су и снижается Сх. Происходит крутой сдвиг поляры вверх и влево. Она получает менее выраженный максимум, так как срыв потока на верхнем контуре профиля меньше влияет на величину подъемной силы. Это приводит к значительному росту аэродинамического качества всего аппарата. У ЭСКА-1 оно, например, достигало 25.

Сложнее обстоит дело с устойчивостью и управляемостью. Для условий полета эти параметры экранолетов изучены все еще слабо, тем более что при смене режима движения или с изменением высоты они, как правило, резко меняются.

Рассмотрим, как ведет себя экранолет в экранном режиме. Предположим, что он движется в нескольких сантиметрах над водой. Картина обтекания крыла воздухом следующая: давление под крылом возрастает, начинает действовать экранный эффект, качество увеличивается. Но за это приходится дорого платить: на скорости более 200 км/ч экранолет неожиданно теряет устойчивость и переворачивается через корму. Именно так погибли в 1967 году Дональд Кэмпбелл на “Синей птице” и семь лет спустя – Чезаре Скотти на туннельном катере.

Что же происходило? Разгадка нашлась: изменение обтекания крыла влекло за собой ухудшение продольной устойчивости. Аэродинамический фокус экранолета, такой постоянный в полете на высоте, у экрана вдруг раздвоился, и каждая из его “половин” начала блуждать по хорде крыла и вести себя по-разному: одна стала отслеживать угол атаки, другая впала в зависимость от расстояния до воды. Назвали их так: наиболее “своенравного” – фокусом по высоте, другого – фокусом по углу атаки.

“Своенравного” вот почему. Если обычное прямоугольное крыло с удлинением 0,5-2 снабдить концевыми плоскостями-шайбами (чтобы из-под него не вытекал воздух) и приближать к экрану в потоке аэродинамической трубы, то фокус по высоте начнет смещаться по хорде назад. При относительной высоте крыла над экраном, равной 5-6% от САХ, он остановится и начнет возвращаться. Фокус же по углу атаки имеет более постоянный характер и с уменьшением высоты движется только в одном направлении – назад, от носка профиля к его середине. Чтобы понять закономерность разбега фокусов, экспериментаторы исследовали самые различные типы крыльев. Оказалось: в присутствии экрана степень разбега находится в прямой зависимости от формы крыла в плане. Из них только одно (!) обладает минимальным разбегом – это треугольное крыло с задней кромкой обратной стреловидности 45-60° и удлинением 1,7 – 2. Мало того, в силу самой геометрической формы крыла фокус по высоте размещается впереди фокуса по углу атаки. А это главное условие продольной устойчивости в полете над экраном! На рисунке 4 показано положение основных аэродинамических сил, действующих на экранолет.

Критериями его продольной устойчивости служат: запас устойчивости по высоте, то есть расстояние в долях САХ от центра тяжести экранолета до фокуса, в котором приложено приращение подъемной силы, возникающее при изменении высоты полета, и запас устойчивости по углу атаки – расстояние от ЦТ до фокуса по углу атаки.

Если какая-нибудь сила, например порыв ветра, прижмет экранолет к воде, то приращение подъемной силы в фокусе по высоте относительно центра тяжести создает пикирующий момент. Угол атаки из положительного превратится в отрицательный. Тут же в фокусе по углу атаки появится отрицательное приращение, которое вызовет кабрирующий момент, восстанавливающий равновесие. И ничего страшного не произойдет.

Экранолет должен быть легким и в то же время прочным, технологичным в изготовлении, надежным в эксплуатации. Наконец, он должен быть дешевым.

Задавшись этими, порой взаимоисключающими требованиями, мы проанализировали ряд возможных конструкций и пришли к выводу, что наиболее простым будет деревянный аппарат с широким применением авиационной фанеры, а также пенопласта, стеклоткани и других материалов.

Для крыла ЭСКА-1 подошел модифицированный профиль ЦАГИ Р-11-КЛАРК-У с плоским нижним обводом. Он хорошо зарекомендовал себя на исследованных моделях. Крыло имеет аэродинамическую и геометрическую крутку: относительная толщина профиля в корне крыла 10%, на конце 12,5%, а угол отклонения профиля от строительной горизонтали экранолета от корня к концу консоли уменьшается с 4,5 до 2,5°.

Крыло в плане треугольное. Положение центра тяжести на различных углах атаки и при изменении расстояния до экрана изменяется незначительно. Для поперечной устойчивости и управляемости на консолях имеются так называемые отъемные части крыла (ОЧК) – аэродинамические поверхности, оснащенные элеронами.

Интересный факт: многие экранолеты имеют прямоугольное крыло малого удлинения. Оно хотя и простое в изготовлении, но обладает двумя существенными недостатками. Во-первых, положение центра давления у него зависит от угла атаки и расстояния до воды и колеблется в пределах 15-65% средней аэродинамической хорды. Во-вторых, при обтекании такого крыла с концевыми вертикальными плоскостями-шайбами всегда образуются воздушные вихри, увеличивающие сопротивление движению и ощутимо снижающие аэродинамическое качество. По этой причине мы от прямого крыла отказались.

Горизонтальное оперение. При его проектировании учитывали следующее: оперение, установленное за крылом малого удлинения, малоэффективно при выходе аппарата из зоны влияния экрана – увеличение скоса потока за крылом приводит к тому, что экранолет балансируется на больших углах атаки, и оперение оказывается в невыгодных условиях обтекания. Мы установили его на конце киля – самом отдаленном от крыла месте, где можно не бояться скоса потока. Размеры оперения выбраны такими, чтобы запас продольной статической устойчивости позволял экранолету летать и у экрана и на высоте.

Так как ЭСКА-1 стартует с воды, то ему необходимы поплавки и глиссирующая поверхность корпуса-лодки. Это важнейшие части любого экранолета, с их помощью он развивает скорость, необходимую для отрыва от воды.

При разбеге аэродинамическое сопротивление быстро растет, потом подъемная сила крыла становится равной весу аппарата, сопротивление его уменьшается, и он отрывается от воды. У ЭСКА-1 максимальное сопротивление – около 70 кгс – отмечалось при скорости 20-25 км/ч.

Еще одна особенность гидродинамической компоновки ЭСКА-1 – на плаву вся задняя кромка крыла неглубоко погружена в воду и на скорости 40 – 50 км/ч она действует как реданная поверхность. Большого волнового сопротивления не создается, и ход аппарата ровный, так как крыло опирается на множество гребешков волн. При скорости отрыва экранолет касается воды только реданом корпуса и крыло не испытывает ударных нагрузок.

Вот так, путем компромиссов и конструкторских ухищрений, мы и проектировали нашу машину. Но такой подход к проектированию оправдал себя: четыре Года эксплуатации подтвердили разумное сочетание идей, заложенных в ее конструкцию.

Фюзеляж экранолета – лодка. В ней размещены: кабина экипажа, приборы, оборудование, топливо. Снаружи крепятся консоли крыла, двигатель с воздушным винтом и киль с горизонтальным оперением.

Основное в лодке – каркас, собранный из шпангоутов и стрингеров. Шпангоутов 15, сделаны они из сосновых реек, соединенных бобышками из липы и кницами из фанеры. Шпангоуты No. 4, 7, 9, 12 и 15 – силовые. Самый нагруженный, пожалуй, девятый: к нему пристыкованы консоли крыла, а нижняя его часть служит уступом редана.

Стрингеры сосновые: 4 – сечением 20 X 20 мм и 12 – 16 X 10 мм. Снизу фюзеляжа, где борта стыкуются с днищем, проходят два скуловых стрингера из бука сечением 20 X 20 мм.

Важный элемент силового набора – коробчатый кильсон, расположенный на днище лодки вдоль оси симметрии. Кильсон образован двумя полками (верхней и нижней), соединенными стенками из фанеры толщиной 2 мм. Ширина полок 28 мм, толщина – переменная: в носовой части лодки она разил 12 мм, в зоне редана – 20 мм. По всей длине кильсона его фанерные стенки подкреплены распорками.

Корпус обшит авиационной фанерой различной толщины: в носу – двухмиллиметровой, далее толщина постепенно увеличивается и в зоне редана достигает 7 мм. В целесообразности такого усиления мы убедились после столкновения с плавающей корягой. Менее прочная обшивка не выдержала бы.

На бортах – фанера толщиной 2 мм. на гаргроте – 1 мм. Снаружи вся лодка оклеена слоем стеклоткани марки АСТТ(б)С1 на эпоксидной смоле. Чтобы лодка не набирала воду и имела чистую гладкую поверхность, что важно для ее обтекания, обшивка зачищена, обработана эпоксидной шпаклевкой и окрашена синтетической эмалью, а затем покрыта слоем паркетного лака.

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

В середине лодки – пилотская кабина. В ней друг за другом установлены два самолетных кресла с привязными ремнями и нишами для парашютов. Заднее кресло расположено вблизи центра тяжести экранолета, чтобы центровка машины меньше зависела от пассажира. Пол в кабине выполнен из листового полиэтилена, под ним размещена проводка управления элеронами, рулями высоты и поворота. Слева от пилотского кресла на панели находится ручка управления двигателем (сектор газа) и блок электротумблеров. В кабина, на шпангоуте No. 4, крепится щиток приборов с указателями скорости, высоты, поворота и скольжения, а также вариометром, компасом, авиагоризонтом, тахометром, амперметром, вольтметром и индикаторы температуры головок цилиндров двигателя. Кабина закрыта прозрачным фонарем. Передняя его часть неподвижно закреплена на фюзеляже, задняя – съемная. Замки фонаря позволяют легко открыть кабину. В аварийной ситуации экранолет можно быстро покинуть, сбросив фонарь.

К шпангоуту No. 10 на специальном ложементе подвешен топливный бак. Он притянут к ложементу металлическими лентами, обшитыми войлоком. Узлы крепления киля и вспомогательного лонжерона крыла смонтированы на шпангоуте No. 15.

Для облегчения транспортировки и ремонта экранолета его крыло сделано в виде двух консолей, пристыкованных к Лодке болтами М10. Передние и задние стыковочные узлы – кронштейны из стали 30ХГСА. Они связаны с полками лонжеронов болтами М5 и рассчитаны, как и само крыло, на четырехкратную перегрузку с коэффициентом безопасности 1,5, то есть общий запас прочности равен 6. Такого запаса вполне достаточно для нормальной эксплуатации аппарата.

Консоль представляет собой однолонжеронную конструкцию с задней вспомогательной стенкой, четырьмя стрингерами и девятью нервюрами.

Основной лонжерон состоит из двух полок, стенок и диафрагмы. Верхняя полка имеет толщину 34 мм у корня и 18 мм у конца лонжерона, нижняя – соответственно 25 и 18 мм. Ширина полок 38 мм по всему размаху. Склеены полки из набора сосновых реек эпоксидной смолой в специальном зажимном стапеле. Стенки лонжерона – из фанеры БС-1 толщиной 1.5 мм. Причем для равной прочности волокна наружных слоев фанеры сориентированы под углом 45° к оси лонжерона. Диафрагма сделана из сосновых планок сечением 34X8 мм. приклеенных к полкам с помощью уголков из липы. Строительная высота лонжерона по размаху определяется толщиной профиля крыла.

Нервюры No. 1, 2, 3, 4 и 5 – ферменной и ферменно-балочной конструкции из сосновых полок и раскосов, связанных между собой фанерными косынками. Нервюра No. 1 – силовая, сплошная, на ней расположены узлы крепления консоли крыла. Нервюры No. 6, 7, 8 и 9 – балочной конструкции, с полками из сосны и стенками из фанеры толщиной 1.5 мм.

Вспомогательный задний лонжерон подобен основному. Полки его – постоянной ширины 32 мм. Толщина верхней полки у корня лонжерона 20 мм. на конце – 12 мм; толщина нижней – соответственно 15 и 10 мм. С обеих сторон лонжерон обшит миллиметровой авиационной фанерой.

ОЧК расположена на конце консоли под углом к ней. Под фанерной обшивкой скрыты два лонжерона, носовой стрингер и шесть нервюр. Передний лонжерон коробчатого сечения с полками 25 X 12 мм и стенками из фанеры толщиной 1 мм. Задний лонжерон-швеллер с такими же полками и стенкой.

Элерон щелевого типа состоит из лонжерона, переднего, заднего стрингеров и пяти балочных нервюр. Лонжерон-швеллер с полками 15 X 10 мм и фанерной стенкой толщиной 1 мм. К лонжерону приклеены сосновые бобышки для установки на них узлов подвески элерона.

Внутренние полости крыла дважды покрыты олифой. Крыло ОЧК и элероны снаружи обтянуты полотном АСТ-100, покрыты четырьмя слоями лека НЦ-551 и окрашены белой алкидной краской.

Устойчивость на воде экранолету придают поплавки из пенопласта ПХВ-1. Они оклеены слоем стеклоткани ACTT(6)C1 и прикреплены болтами М5 к консоли крыла на четырех ушках из стали 30ХГСА.

Хвостовое оперение – киль с рулем поворота и водяным рулем и стабилизатор с рулем высоты. Киль обшит миллиметровой фанерой и представляет собой обычную конструкцию из двух лонжеронов, восьми нервюр и носка. Задний лонжерон-швеллер с сосновыми полками 28X14 мм и стенкой из фанеры толщиной 1,5 мм. Передний лонжерон того же типа, что и задний, только полки у него поменьше – 14X14 мм. Для уменьшения малковки носки килевых нервюр изломаны и образуют с передней кромкой киля почти прямой угол.

Руль поворота состоит из обшитого фанерой носка, лонжерона, хвостового стрингера и тринадцати нервюр. Руль обшит тканью АСТ-100 и подвешен к килю в двух точках.

Стабилизатор в плане – трапециевидной формы. Профиль его симметричный НАСА-0009, угол установки плюс 5° от строительной горизонтали экранолета. Каркас стабилизатора собран из лонжерона, вспомогательной статей, переднего стрингера и 13 нервюр. Стабилизатор крепится болтами на четырех ушках киля. Носик стабилизатора зашит фанерой БС-1 толщиной 1 мм.

Лонжерон стабилизатора коробчатого сечения с сосновыми полками 20X12 мм и стенками из миллиметровой фанеры. На лонжероне есть два ушка для крепления подкосов из алюминиевых труб каплевидного сечения. Трубы придают жесткость комбинации “киль – стабилизатора

Руль высоты аналогичен рулю поворотов; подвешивается к стабилизатору в трех точках. Руль и стабилизатор обтянуты тканью АСТ-100, покрыты краской и аэролаком.

Винтомоторная установка включает четырехтактный карбюраторный двухцилиндровый мотоциклетный двигатель М-63 мощностью 32 л. с., специальный понижающий зубчатый редуктор с передаточным отношением 1 : 2,3, деревянный воздушный винт СДВ-2 фиксированного шага O1,6 м и моторную раму из стальных труб O26 мм.

Двигатель крепится к мотораме болтами М8 через резиновые амортизаторы и установлен за кабиной экипажа на узлах силовых шпангоутов No. 9 и 12. В режиме максимальной мощности двигатель развивает 4700 об/мин. От редуктора воздушный винт получает 1900-2100 об/мин. Это соответствует 95-100 кгс тяги.

Запуск винтомоторной установки осуществляется электростартером СТ-4. Он установлен на двигателе и через шестерни вращает его распределительный вал. Источником питания электростартера служит аккумулятор САМ-28 с напряжением 12 В. Чтобы система зажигания работала надежно, двигатель оборудован магнето “Катэк” с приводом от распределительного вала через промежуточный вал-удлинитель.

Стандартные карбюраторы не удовлетворяли нас своей несогласованной работой, особенно при резких изменениях режимов работы двигателя. Мы заменили их на один карбюратор “Вебер-32 ДСР”.

Как видите, конструкция ЭСКА-1 в принципе несложна. Преобладают дерево, фанера, ткань. Металлические детали сведены к минимуму, и на их изготовление идут недефицитные марки сталей и сплавов. Внешне экранолет тоже довольно прост, сложных криволинейных поверхностей мало. Поэтому, как мы считаем, ЭСКА-1 легко воспроизвести тем, кто намерен строить экранолет, взяв за основу именно такую деревянную конструкцию.

Экранолетный спасательный катер-амфибия эска-1.

Разработчик: ЦЛСТ, Е.П.Грунин
Страна: СССР
Первый полет: 1973 г.

Значительным достижением конструкторов ЦЛСТ при ЦС ОСВОД РСФСР явился экранолетный спасательный катер-амфибия (ЭСКА), созданный группой молодых экспертов. Им пригодилось два года, дабы изучить всемирный опыт экранопланостроения, а после этого выстроить и испытать пять разных конструкций и целую серию маломасштабных моделей.

Изначально конструкторы приняли условие, что экраноплан должен быть легким и одновременно прочным, технологичным в изготовлении, надежным в эксплуатации. Наконец, он должен быть недорогим. Задавшись этими, иногда взаимоисключающими требованиями, конструкторы проанализировали последовательность вероятных вариантов и заключили , что самоё оптимальным будет древесный аппарат с широким применением авиационной фанеры, и пенопласта, других материалов и стеклоткани.

Проект ЭСКА-1 был подготовлен Е.П.Груниным за период с сентября по декабрь 1972 года. В разработке так же принимали участие столичные инженеры А.Гремяцкий, С.Чернявский, Ю.Горбенко и Н.Иванов. В декабре 1972 года отделение ЦЛСТ, специализирующееся в обеспечении спасательных работ транспортными спасательными средствами, всецело одобрило проект и приняло его к постройке без изменений и дополнений.

Для крыла ЭСКА-1 подошел модифицированный профиль ЦАГИ Р-11-КЛАРК-У с плоским нижним обводом. Он прекрасно зарекомендовал себя на изученных моделях. Крыло имеет аэродинамическую и геометрическую крутку: относительная толщина профиля в корне крыла 10%, на финише 12,5%, а угол отклонения профиля от строительной горизонтали экранолета от корня к концу консоли значительно уменьшается с 4,5 до 2,5°.

Крыло в плане треугольное. Положение центра тяжести на разных углах атаки и при трансформации расстояния до экрана изменяется незначительно. Для управляемости и поперечной устойчивости на консолях имеются так именуемые отъемные части крыла (ОЧК) — аэродинамические поверхности, оснащенные элеронами.

Для ремонта и облегчения транспортировки экранолета крыло сделано в виде двух консолей, пристыкованных к лодке болтами.

Интересный факт: многие выстроенные к тому времени экранопланы имели прямоугольное крыло малого удлинения. Оно не смотря на то, что и простое в изготовлении, но владеет двумя значительными недочётами. Во-первых, положение центра давления у него зависит от расстояния и угла атаки до опорной поверхности и колеблется в громадных пределах от 15 до 65% средней арифметической хорды.

Во-вторых, при обтекании для того чтобы крыла с концевыми вертикальными плоскостями-шайбами постоянно образуются воздушные вихри, увеличивающие сопротивлениедвижению и ощутимо снижающие аэродинамическое уровень качества. По данной причине конструкторы ЦЛСТ отказались от прямого крыла.

При проектировании горизонтального оперения учитывали следующее: установленное за крылом малого удлинения, оно малоэффективно при выходе аппарата из территории влияния экранного результата: повышение скоса потока за крылом приводило к тому, что экраноплан балансировался на громадных углах атаки, и оперение появилось в невыгодных условиях обтекания. Конструкторы установили его на финише киля — самом отдаленном от крыла месте, где возможно не опасаться скоса потока. Размеры оперения были выбраны так, дабы запас продольной статической устойчивости разрешал экраноплану летать и у опорной поверхности и на высоте.

Стабилизатор в плане — трапециевидной формы. Профиль его симметричный НАСА-0009, угол установки +5° от строительной горизонтали экранолета.

Для старта с воды ЭСКА-1 снабдили поплавками, а поверхность корпуса-лодки сделали глиссирующей. У этого аппарата большое сопротивление (около 70 кг) отмечалось при скорости 20-25 км/ч.

Еще одна особенность гидродинамической компоновки ЭСКА-1 — на плаву вся задняя кромка крыла была неглубоко загружена в воду и на скорости 40-50 км/ч она действовала как реданная поверхность. Главным конструктивным элементом экраноплана являлся фюзеляж-лодка. В ней размещались кабина экипажа, оборудование и приборы, горючее.

Снаружи крепились консоли крыла, двигатель с воздушным винтом и киль с горизонтальным оперением.

Фюзеляж экранолета — лодка. В ней размещены: кабина экипажа, устройства, оборудование, горючее. Снаружи крепятся консоли крыла, двигатель с воздушным винтом и киль с горизонтальным оперением. Корпус обшит авиационной фанерой разной толщины: в носу — двухмиллиметровой, потом толщина неспешно возрастает и в зоне редана достигает 7 мм.

В целесообразности для того чтобы усиления убедились по окончании столкновения с плавающей корягой. Менее прочная обшивка не выдержала бы. На бортах — фанера толщиной 2 мм. на гаргроте — 1 мм. Снаружи вся лодка оклеена слоем стеклоткани марки АСТТ(б)С1 на эпоксидной смоле.

Дабы лодка не набирала воду и имела чистую ровную поверхность, что принципиально важно для ее обтекания, обшивка зачищена, обработана эпоксидной шпаклевкой и окрашена синтетической эмалью, а после этого покрыта слоем паркетного лака.

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

В середине лодки — пилотская кабина. В ней приятель за втором установлены два самолетных кресла с нишами и привязными ремнями для парашютов. Заднее кресло расположено вблизи центра тяжести экранолета, дабы центровка автомобили меньше зависела от пассажира.

В кабине, на шпангоуте № 4, крепится щиток устройств с указателями скорости, высоты, скольжения и поворота, и вариометром, компасом, авиагоризонтом, тахометром, амперметром, вольтметром и индикаторы температуры головок цилиндров двигателя. Кабина закрыта прозрачным фонарем. Передняя его часть без движений закреплена на фюзеляже, задняя — съемная.

Замки фонаря разрешают легко открыть кабину. В аварийной ситуации экранолет возможно скоро покинуть, скинув фонарь.

Винтомоторная установка включает четырехтактный карбюраторный двухцилиндровый мотоциклетный двигатель М-63 мощностью 32 л. с., особый понижающий зубчатый редуктор с передаточным отношением 1 : 2,3, древесный воздушный винт СДВ-2 фиксированного шага O1,6 м и моторную раму из металлических труб.

Конструкторы добились того, что весовая отдача аппарата составила 50%. Экраноплан проектировался как перспективное спасательное средство для оказания экстренной помощи на довольно громадном (до 50 км) расстоянии от береговой спасательной станции.

Летные опробования проводились инженером А.Гремяцким, а после этого летчиком А.Балуевым летом 1973 года. Первоначально были опробованы все режимы работы экраноплана: глиссирование, полет над экраном, свободный полет на высоте более двух метров. При полетах было обнаружено, что самая эффективная высота при преодолении препятствий с 50% нагрузкой до 50 м. Дальность полета с полным запасом горючего — 300-350 км.

Экраноплан не только преодолевал мелководье, пороги, другие препятствия и песчаные косы, ограничивающие использование простых водоизмещающих судов, но при необходимости был способен набирать высоту до 40-50 м и двигаться по прямой над береговыми строениями, лесом и т.д. Аппарат, рассчитанный на посадку не только на воду, но и на снег либо лед, имел возможность эксплуатироваться в любое время года.

ЭСКА-1 проработал более 4 лет в разных условиях. Его эксплуатация продемонстрировала, что таковой скоростной и одновременно с этим более экономичный, чем вертолеты, аппарат имел возможность бы употребляться в качестве патрульного, связного, санитарного, транспортного средства во многих прибрежных территориях, а также в условиях распутья в болотистых районах, на Крайнем Севере, в степях и т.п.

ЭСКА-1 экспонировался на одной из центральных выставок НТТМ и был отмечен медной медалью ВДНХ СССР, а его создатели — символами лауреатов НТТМ.

Модификация: ЭСКА-1
Размах крыла, м: 6,90
Протяженность, м: 7,80
Высота, м: 2,20
Площадь крыла, м2: 13,85
Масса, кг
-безлюдного: 234
-полетная: 450
Тип двигателя: 1 х ПД М-63
-мощность, л.с.: 1 х 32
Большая скорость, км/ч: 140
Крейсерская скорость, км/ч: 100
Практическая дальность, км: 350
Высота полета на экране, м: 0,3-1,5
Экипаж, чел: 2.

Компоновочная схема экраноплана ЭСКА-1.

.
Перечень источников:
Г.Ф.Петров. экранопланы и Гидросамолёты России.
«Техника и оружие» 2008-01. Павел Качур. Экранопланы. Прошлое, настоящее, будущее.
«Моделист-Конструктор» 1983-09. Е.П.Грунин. Полет на высоте … сантиметров.
Материалы сайта «Ассоциация Экспериментальной Авиации».

Многофункциональный катер амфибия.

Увлекательные записи:

Модификация экранолета ЭСКА-1

Вот такую фотографию нашел в домашнем архиве. Фотография 1975-1976 годов. (Я только родился) Это модифицированный ЭСКА-1 конструкции Грунина Евгения Петровича. Сам то он уже давно не занимается подобными аппаратами (жаль конечно), но меня тема экранного эффекта интересует и я спроектировал свой небольшой экранолет не без консультаций Евгения Петровича. Мой проект является логическим продолжением экранолета изображенного на фотографии. Фотографии своего экранолета выложу потом, если кто заинтересуется моими проектами. Есть идея сделать небольшую серию экранолетов, но к сожалению, все как всегда упирается в финансирование. Если кому интересно давайте обсудим. Есть реальная возможность построить небольшую серию подобных экранолетов. Вообще тема небольших экранолетов, очень интересна и уверен, экономически целесообразна.

Вложения

andreasvasilakis

Я люблю строить самолеты!

To browser1. Интересно. Стоит обсудить.
Мой Э так же начинался с модификации ЭСКИ. Сегодня выглядит совсем иначе. Остановка на модели №7. Эксперименталку пришлось отложить до лучших времен в связи с массой срочностей а теперь и кризисом.
To CKar. Причем тут авиация? АВ

browser1

Я люблю строить самолеты!

Вот мое видение 2-х – 3-х местного экранолета. Двигатель в 100 л.с (ротакс 912) винт 1650-1700 мм. В принципе ничего нового, и идея не нова, но можно ее реализовать с использованием пластиков, и попробовать достичь взлетной массы аппарата в 700-750 кг.

Вложения

Yakut-AZ

Живущий небом.

browser1 добрый вечер!
Вы ознакомились с содержанием ветки ЭКРАНОПЛАНЫ?
Что Вы думаете о том, что там говорилось?
Какова реальность строительства даже просто копии ЭСКА, не говоря о модификации учитывая сложности на сегодняшний день с финансами в России?.

Yakut-AZ

Живущий небом.

browser1!
Есть ещё у Матушки России талантливые авиационные
инженеры, которым под силу спроектировать экраноплан на
15-20 мест . Лично знаком с таким человеком. У меня есть личный
интерес к теме экрано(планов, лётов) типа ЭСКи. Обсудим тему.

browser1

Я люблю строить самолеты!

Я оговорился. Дело не в проектировании 15-20 местного экранолета. Спроектировать мы можем сами , специалисты есть. Проблема в постройке. Где реально Вы можете построить такую дуру. О частной компании не может быть и речи, а на заводах ситуация аховая. Товарищ из эмиратов хочет готовый аппарат, только я уверен, даже с его финансами раскачать нашу промышленность невозможно. Вот поэтому речь идет о постройке сравнительно маленьких экранолетов.

Poliar-nik

Я люблю Полярный Урал

browser1

Я люблю строить самолеты!

Думаю вы о экранолете. Идея экранолетов проста, использование экранного эффекта. Грубо говоря при минимальных затратах горючего улететь далеко (1200 км на моем проекте) правда медленно. Многие люди боятся летать, а полет на высоте до 1 метра со скоростью 100-150 км.ч, относительно безопасен. При правильной конструкции и грамотном исполнении, ручка управления не нужна вообще (шутка), но в ней есть доля правды. При полетах на ЭСКА-1 летчик просто давал газ и аппарат сам взлетал “делая” себе динамическую водушную подушку и все управление сводится лишь больше, меньше газ и педали руля направления. При желании он может прыгнуть до 1000 метров. ЭСКА-1 довольно устойчиво летал на высоте 300 метров (выше боялись радаров аэропортов), но здесь уже нет преимуществ экрана.
ЭСКА-1 эксплуатировался 9. лет, пока не сгнил. Его несколько раз сильно били, но никто не погиб. Летали с одного берега Волги на другой в магазин за водкой (на полном серьезе), и на обратном пути врезались в опору моста, снесли ГО. Чинили и опять летали. Отлетали от берега на 1-2 км и рыбачили или просто загорали. Летали круглый год и зимой тоже
Но самое главное экранолет можно сертифицировать, как катер, и для управления надо иметь разрешение на управление катером. Вы не привязаны к аэродромам, считайте, что это катер, который может перевезти 200-250 кг груза со скоростью 150 км ч.
Конечно есть недостатки, как то невысокая скорость и ограничения по волне, но преимуществ как мне кажется больше.

Aziat

Новичок на форуме

По моей информации, как катер можно сертифмцировать экраноплан (точнее, “Катер на динамической воздушной подушке”), но не экранолёт. Отличия между этими типами аппаратов как раз в возможности летать выше режима экрана.

Экранолетный спасательный катер-амфибия ЭСКА-1.

Существенным достижением конструкторов ЦЛСТ при ЦС ОСВОД РСФСР явился экранолетный спасательный катер-амфибия (ЭСКА), созданный группой молодых специалистов. Им понадобилось два года, чтобы изучить мировой опыт экранопланостроения, а затем построить и испытать пять различных конструкций и целую серию маломасштабных моделей.

Изначально конструкторы приняли условие, что экраноплан должен быть легким и одновременно прочным, технологичным в изготовлении, надежным в эксплуатации. Наконец, он должен быть дешевым. Задавшись этими, порой взаимоисключающими требованиями, конструкторы проанализировали ряд возможных вариантов и пришли к выводу, что наиболее оптимальным будет деревянный аппарат с широким применением авиационной фанеры, а также пенопласта, стеклоткани и других материалов.

Проект ЭСКА-1 был подготовлен Е.П.Груниным за период с сентября по декабрь 1972 года. В разработке так же участвовали московские инженеры А.Гремяцкий, С.Чернявский, Ю.Горбенко и Н.Иванов. В декабре 1972 года отделение ЦЛСТ, специализирующееся в обеспечении спасательных служб транспортными спасательными средствами, полностью одобрило проект и приняло его к постройке без дополнений и изменений.

Крыло в плане треугольное. Положение центра тяжести на различных углах атаки и при изменении расстояния до экрана изменяется незначительно. Для поперечной устойчивости и управляемости на консолях имеются так называемые отъемные части крыла (ОЧК) — аэродинамические поверхности, оснащенные элеронами. Для облегчения транспортировки и ремонта экранолета крыло сделано в виде двух консолей, пристыкованных к лодке болтами.

Интересный факт: многие построенные к тому времени экранопланы имели прямоугольное крыло малого удлинения. Оно хотя и простое в изготовлении, но обладает двумя существенными недостатками. Во-первых, положение центра давления у него зависит от угла атаки и расстояния до опорной поверхности и колеблется в больших пределах от 15 до 65% средней арифметической хорды. Во-вторых, при обтекании такого крыла с концевыми вертикальными плоскостями-шайбами всегда образуются воздушные вихри, увеличивающие сопротивлениедвижению и ощутимо снижающие аэродинамическое качество. По этой причине конструкторы ЦЛСТ отказались от прямого крыла.

При проектировании горизонтального оперения учитывали следующее: установленное за крылом малого удлинения, оно малоэффективно при выходе аппарата из зоны влияния экранного эффекта: увеличение скоса потока за крылом приводило к тому, что экраноплан балансировался на больших углах атаки, и оперение оказывалось в невыгодных условиях обтекания. Конструкторы установили его на конце киля — самом отдаленном от крыла месте, где можно не бояться скоса потока. Размеры оперения были выбраны таким образом, чтобы запас продольной статической устойчивости позволял экраноплану летать и у опорной поверхности и на высоте.

Для старта с воды ЭСКА-1 снабдили поплавками, а поверхность корпуса-лодки сделали глиссирующей. У этого аппарата максимальное сопротивление (около 70 кг) отмечалось при скорости 20-25 км/ч.

Еще одна особенность гидродинамической компоновки ЭСКА-1 — на плаву вся задняя кромка крыла была неглубоко погружена в воду и на скорости 40-50 км/ч она действовала как реданная поверхность. Основным конструктивным элементом экраноплана являлся фюзеляж-лодка. В ней размещались кабина экипажа, приборы и оборудование, топливо. Снаружи крепились консоли крыла, двигатель с воздушным винтом и киль с горизонтальным оперением.

Фюзеляж экранолета — лодка. В ней размещены: кабина экипажа, приборы, оборудование, топливо. Снаружи крепятся консоли крыла, двигатель с воздушным винтом и киль с горизонтальным оперением. Корпус обшит авиационной фанерой различной толщины: в носу — двухмиллиметровой, далее толщина постепенно увеличивается и в зоне редана достигает 7 мм. В целесообразности такого усиления убедились после столкновения с плавающей корягой. Менее прочная обшивка не выдержала бы. На бортах — фанера толщиной 2 мм. на гаргроте — 1 мм. Снаружи вся лодка оклеена слоем стеклоткани марки АСТТ(б)С1 на эпоксидной смоле. Чтобы лодка не набирала воду и имела чистую гладкую поверхность, что важно для ее обтекания, обшивка зачищена, обработана эпоксидной шпаклевкой и окрашена синтетической эмалью, а затем покрыта слоем паркетного лака.

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

В середине лодки — пилотская кабина. В ней друг за другом установлены два самолетных кресла с привязными ремнями и нишами для парашютов. Заднее кресло расположено вблизи центра тяжести экранолета, чтобы центровка машины меньше зависела от пассажира. В кабине, на шпангоуте № 4, крепится щиток приборов с указателями скорости, высоты, поворота и скольжения, а также вариометром, компасом, авиагоризонтом, тахометром, амперметром, вольтметром и индикаторы температуры головок цилиндров двигателя. Кабина закрыта прозрачным фонарем. Передняя его часть неподвижно закреплена на фюзеляже, задняя — съемная. Замки фонаря позволяют легко открыть кабину. В аварийной ситуации экранолет можно быстро покинуть, сбросив фонарь.

Конструкторы добились того, что весовая отдача аппарата составила 50%. Экраноплан проектировался как перспективное спасательное средство для оказания экстренной помощи на относительно большом (до 50 км) расстоянии от береговой спасательной станции.

Летные испытания проводились инженером А.Гремяцким, а затем летчиком А.Балуевым летом 1973 года. Первоначально были опробованы все режимы работы экраноплана: глиссирование, полет над экраном, свободный полет на высоте более 2 м. При полетах было установлено, что наиболее эффективная высота при преодолении препятствий с 50% нагрузкой до 50 м. Дальность полета с полным запасом топлива — 300-350 км. Экраноплан не только преодолевал мелководье, пороги, песчаные косы и другие препятствия, ограничивающие применение обычных водоизмещающих судов, но при необходимости был способен набирать высоту до 40-50 м и двигаться по прямой над береговыми строениями, лесом и т.д. Аппарат, рассчитанный на посадку не только на воду, но и на снег или лед, мог эксплуатироваться в любое время года.

ЭСКА-1 проработал более 4 лет в различных условиях. Его эксплуатация показала, что такой скоростной и в то же время более экономичный, чем вертолеты, аппарат мог бы использоваться в качестве патрульного, связного, санитарного, транспортного средства во многих прибрежных зонах, а также в условиях бездорожья в болотистых районах, на Крайнем Севере, в степях и т.п.

ЭСКА-1 экспонировался на одной из центральных выставок НТТМ и был отмечен бронзовой медалью ВДНХ СССР, а его создатели — знаками лауреатов НТТМ.

Модификация: ЭСКА-1
Размах крыла, м: 6,90
Длина, м: 7,80
Высота, м: 2,20
Площадь крыла, м2: 13,85
Масса, кг
-пустого: 234
-полетная: 450
Тип двигателя: 1 х ПД М-63
-мощность, л.с.: 1 х 32
Максимальная скорость, км/ч: 140
Крейсерская скорость, км/ч: 100
Практическая дальность, км: 350
Высота полета на экране, м: 0,3-1,5
Экипаж, чел: 2.

Экраноплан ЭСКА-1.

Компоновочная схема экраноплана ЭСКА-1.

ЭСКА-1. Схема 1.

ЭСКА-1. Схема 2.

.
Список источников:
Г.Ф.Петров. Гидросамолеты и экранопланы России.
«Техника и вооружение» 2008-01. Павел Качур. Экранопланы. Прошлое, настоящее, будущее.
«Моделист-Конструктор» 1983-09. Е.П.Грунин. Полет на высоте … сантиметров.
Материалы сайта «Ассоциация Экспериментальной Авиации».

Экспериментальный экраноплан ЭСКА-1

В забугорных и российских научно-популярных журнальчиках огромное количество раз появлялись сообщения о низколетящих аппаратах-экранолетах, посреди которых был и русский экспериментальный спасательный катер-амфибия ЭСКА-1. Данная машина любительской постройки, удачно прошедшая цикл летных испытаний, была сконструирована в деятельном порядке Груниным Евгением Петровичем в студенческом конструкторском бюро МИИГА (Столичный институт инженеров штатской авиации). Так же в разработке учавствовали московские инженеры Гремяцкий А., Чернявский С., Горбенко Ю. и Иванов Н. Летные тесты проводил инженер Гремяцкий А., а потом летчик Балуев А. ЭСКА-1 был выставлен на одной из центральных выставок НТТМ, был отмечен бронзовой медалью ВДНХ СССР, его создатели — знаками лауреатов НТТМ.

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

История экранолетов началась еще посреди 1930-х гг., когда сделали гибрид аппарата на воздушной подушке, быстроходного катера и самолета. Финского инженера Томаса Каарио, создателя данной машины, принято считать пионером экранолетостроения.

Конструкции первых экранолетов, невзирая на внешнюю экзотичность и все обилие форм, утонченностью проработки не отличались. В то время еще не было теории экранного полета. Подавляющее большая часть проектов создавалось на базе экспериментальных данных и, естественно, аппараты выходили неидеальными. В этот период (также в конце 50-х годов) камнем преткновения была неувязка продольной стойкости.

Первому данную делему удалось решить авиаконструктору Липпишу А. В 1964 году им был построен и удачно испытан экранолет Х-112. Потом в 1972 г. свет увидел очередной аппарат – Х-113А. Данная машина, сделанная из стеклопластика, показала хорошие летные характеристики, а аэродинамическое качество составило 30!

Исходя из теоритических расчетов экранолетов, создаваемая машина должен быть легкой, но при всем этом крепкой, технологичной в изготовлении, надежной в эксплуатации. В конце концов, она должна быть дешевенькой.

Задавшись этими, в неких случаях взаимоисключающими требованиями, нами было проанализировано несколько вероятных конструкций. В итоге был изготовлен вывод, что самым обычным станет древесный аппарат, в каком будут обширно применяться авиационная фанера, также стеклоткань, пенопласт и другие материалы.

Для крыла экранолета ЭСКА-1 подошел измененный профиль центрального аэрогидродинамического института Р-11-КЛАРК-У, имеющий тонкий нижний обвод. На исследованных моделях профиль отлично себя зарекомендовал. Крыло имеет геометрическую и аэро крутку: в корне крыла относительная толщина профиля составляет 10 процентов, на конце 12,5 процентов, а угол отличия профиля к концу консоли от строительной горизонтали экранолета от корня миниатюризируется до 2,5 градусов с 4,5.

В плане крыло имеет треугольную форму. При изменении расстояния до экрана и на разных углах атаки положение центра масс меняется некординально. Для обеспечения поперечной стойкости и улучшения маневренности на консолях установлены так именуемые отъемные части – аэродинамические поверхности, которые обустроены элеронами.

Увлекательный факт: огромное количество экранолетов имеет прямоугольное крыло малого удлинения. Невзирая на то, что оно является обычным в изготовлении, данное крыло имеет два существенных недочета: центр давления находится в зависимости от расстояния до воды и угла атаки и колеблется в границах от 15 до 65 процентов средней аэродинамической хорды; при обтекании подобного крыла с вертикальными концевыми плоскостями-шайбами образуются воздушные вихри, которые наращивают сопротивление движению и понижают аэродинамическое качество. В связи с этим при проектировании ЭСКА-1 отказались от прям
ого крыла.

При проектировании горизонтального оперения учитывалось последующее: установленное за крылом малого удлинения оперение малоэффективно после выхода аппарата из зоны воздействия экрана – при увеличении скоса потока за крылом экранолет балансируется на значимых углах атаки, а оперение находится в нерентабельных критериях обтекания. На ЭСКА-1 горизонтальное оперение установили на конце киля – самое отдаленное место от крыла, где можно не бояться скоса потока. Размеры оперения были выбраны исходя из того что припаса продольной статической стойкости хватит для полетов экранолета не только лишь у экрана да и на высоте.

Так как ЭСКА-1 производит старт с воды, его нужно оснастить поплавками, а корпус-лодка обязана иметь глиссирующую поверхность. Это является важной частью хоть какого экранолета, при их помощи он развивает скорость, которая нужна для отрыва от воды.

Аэродинамическое сопротивление при разбеге стремительно вырастает, подъемная сила крыла становится равной массе аппарата, его сопротивление миниатюризируется, и аппарат отрывается от воды. Наибольшее сопротивление, составляющее 70 кгс, у ЭСКА-1 отмечалось на скоростях 20-25 км/ч.

Гидродинамическая сборка ЭСКА-1 имеет еще одну особенность – вся задняя кромка крыла на плаву неглубоко погружена в воду, а на скоростях 40-50 км в час действует как реданная поверхность. При всем этом не создается огромного волнового сопротивления, ход аппарата остается ровненьким, так как крыло опирается на огромное количество гребешков волн. Экранолет при скорости отрыва аква поверхности касается только реданом корпуса, и крыло ЭСКА-1 ударных нагрузок не испытывает…

Вот так, методом конструкторских ухищрений и компромиссов, проектировалась эта машина. Но данный подход к проектированию себя стопроцентно оправдал: четыре года эксплуатации подтверждают разумное сочетание мыслях, которые были заложенных в ее конструкции.

Конструкция ЭСКА-1

Фюзеляж экранолета ЭСКА-1 – лодка, в какой расположены: кабина экипажа, оборудование, приборы и горючее. Снаружи крепятся консоли крыла, киль с горизонтальным оперением и движок с воздушным винтом.

Каркас, собранный из стрингеров и шпангоутов является главным в лодке. Всего имелось 15 шпангоутов, изготовленных из сосновых реек, соединенных кницами из фанеры и бобышками из липы. Силовые шпангоуты – №№ 4, 7, 9, 12, 15. Пожалуй, самым нагруженным является девятый шпангоут: к нему были пристыкованы консоли крыла, а его нижняя часть служит уступом редана.

Сечение сосновых стрингеров составляло 20х20 мм (4 шт.) 16х10 мм (12 шт.). Снизу фюзеляжа, где стыкуются днище и борта, проходят два скуловых стрингера с сечением 20х20 мм, сделанных из бука.

Принципиальным элементом силового набора является коробчатый кильсон, расположенный вдоль оси симметрии на днище лодки. Кильсон образован верхней и нижней полками, соединенными стенами из 2 миллиметровой фанеры. Ширина полок 28 мм, толщина — переменная: 12 мм – в носовой части лодки, 20 мм – в зоне редана. Фанерные стены по всей длине кильсона подкреплялись распорками.

Корпус обшивался авиационной доской различной толщины: 2 мм – в носу, дальше толщина равномерно увеличивалась и достигала 7 мм в зоне редана. В необходимости подобного усиления удостоверились после того как машина столкнулась с плавающей корягой. Обшивка наименьшей 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 незапятанной гладкой поверхности и чтоб она не набирала воду, обшивка зачищалась, обрабатывалась эпоксидной шпаклевкой и окрашивалась синтетической эмалью, после этого покрывалась слоем паркетного лака.

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

Посреди лодки находилась пилотская кабина, в какой вереницей устанавливались два самолетных кресла, снаряженные привязными ремнями. Также в их имелись ниши для парашютов. Заднее кресло размещалось поблизости центра масс машины, для уменьшения зависимости центровк
и экранолета от пассажира. Пол кабины производился из листового целофана. Под полом располагается проводка управления элеронами, рулями поворота и высоты. На панели слева от кресла пилота размещена ручка управления движком и блок электротумблеров. На шпангоуте №4 в кабине крепится щиток устройств, на котором расположены указатели скорости, высоты, скольжения и поворота, также вариометр, компас, авиагоризонт, тахометр, амперметр, вольтметр и индикаторы температуры головок цилиндров мотора. Кабину закрывает прозрачный фонарь. Передняя часть фонаря на фюзеляже закреплялась бездвижно, задняя была съемной. Замки фонаря дают возможность просто открыть кабину. Экранолет в аварийной ситуации можно покинуть, сбросив фонарь.

Топливный бак подвешен на особом ложементе к шпангоуту №10. К ложементу он притянут металлическими лентами, которые обшиты войлоком. На шпангоуте №15 смонтированы элементы крепления вспомогательного лонжерона крыла и киля.

Для облегчения ремонта и транспортировки экранолета его крыло производилось в виде 2-ух консолей, которые к лодке присоединялись при помощи болтов М10. Стыковочные узлы (фронтальные и задние) – крепления, выполненные из стали 30ХГСА. С полками лонжеронов они связаны болтами М5 и как крыло, рассчитаны на четырехкратную перегрузку, при всем этом коэффициент безопасности составляет 1,5. Таким макаром, общий припас прочности приравнивается 6. Данного припаса довольно для эксплуатации ЭСКА-1.

Консоль – однолонжеронная конструкция с задней вспомогательной стеной, девятью нервюрами и 4-мя стрингерами.

Основной лонжерон собирается из 2-ух полок, диафрагмы и стен. Толщина верхней полки у корня составляет 34 мм и у конца лонжерона 18 мм, нижней – 25 и 18 мм соответственно. Ширина полок по всему размаху – 38 мм. Полки склеены в особом зажимном стапеле эпоксидкой из набора сосновых реек. Стены лонжерона сделаны из 1,5-миллиметровой фанеры БС-1. При этом волокна внешних слоев фанеры для равной прочности сориентированы к оси лонжерона под углом 45 градусов. Диафрагма делалась из сосновых планок (сечение 34х8 мм), которые к полкам приклеены при помощи липовых уголков. По размаху строительная высота лонжерона определяется шириной профиля крыла.

Нервюры №№ 1-5 – ферменно-балочной и ферменной конструкции из полок и раскосов (применена сосна), связанных меж собой при помощи фанерных косынок. Нервюра №1 – силовая, сплошная, служит для размещения узлов крепления консоли крыла. Нервюры №№ 6-9 имеют балочную конструкцию, с сосновыми полками и 1,5-миллиметровыми фанерными стенами.

Задний вспомогательный лонжерон подобен основному. Его полки имеют постоянную ширину – 32 мм. У корня лонжерона толщина верхней полки составляла 20 мм и 12 мм – на конце; толщина нижней – 15 и 10 мм соответственно. Лонжерон с обеих сторон обшивается авиационной доской шириной 1 мм.

Отъемная часть крыла размещена под углом к консоли на ее конце. Под фанерной обшивкой находится два лонжерона, 6 нервюр и носовой стрингер. Фронтальный лонжерон имеет коробчатое сечение с полками 25х12 мм и стенами из миллиметровой фанеры. Задний лонжерон-швеллер имеет такие же полки и стену.

Элерон щелевого типа состоит из лонжерона, 5 балочных нервюр, фронтального и заднего стрингеров. Лонжерон-швеллер имеет полки 15х10 мм и стену 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 покрашены масляной краской белоснежного цвета.

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

Хвостовое оперение – стабилизатор с рулем высоты и киль с водяным рулем и рулем поворота. Киль обшит доской шириной 1 мм и представляет собой обыденную конструкцию, состоящую из носка, восьми нервюр и 2-ух лонжеронов. Задний лонжерон – швеллер с полками 28х14 мм из сосны и 1,5-миллиметровой фанерной стеной. Фронтальный лонжерон таковой же, как и задний, но имеет полки 14х14 мм. Носки килевых нервюр для уменьшения малковки изломаны и с фронтальной кромкой киля образуют угол практически 90 градусов.

Руль поворота состоит из носка, обшитого доской, лонжерона, 13-ти нервюр и хвостового стрингера. 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 собирался из лонжерона, фронтального стрингера, вспомогательной статей и 13 нервюр. Крепится стабилизатор на 4 ушках киля болтами. Носик стабилизатора зашивался миллиметровой доской БС-1.

Лонжерон стабилизатора имел коробчатое сечение с полками 20х12 мм из сосны и стенами из фанеры шириной 1 мм. На лонжероне имеется два ушка для крепления подкосов сделанных из дюралевых труб. Трубы присваивают композиции “киль-стабилизатор” твердость.

Руль высоты имеет конструкцию аналогичную рулю поворотов; к стабилизатору подвешивается в 3-х точках. Стабилизатор и руль обтягиваются тканью АСТ-100 и покрываются аэролаком и краской.

Винтомоторная установка состоит из двухцилиндрового четырехтактного карбюраторного мотоциклетного 32-сильного мотора М-63, специального понижающего зубчатого редуктора (передаточное отношение 1:2,3), древесного воздушного винта СДВ-2 фиксированного шага (поперечник 1,6 м) и моторной рамы из железных труб поперечником 26 мм.

К мотораме движок крепится через резиновые рессоры болтами М8 и устанавливался на узлах силовых шпангоутов №№ 9, 12 за кабиной экипажа. Движок в режиме наибольшей мощности развивает 4700 об/мин. Воздушный винт от редуктора получает 1900-2100 об/мин, что соответствует примерно 95-100 кгс тяги.

Пуск винтомоторной установки делается электростартером СТ-4, установленным на движке и крутит его распределительный вал через шестерни. Источник питания электростартера 12-вольтовый аккумулятор САМ-28. Для надежной работы системы зажигания, движок оборудован магнето “Катэк”.

Стандартные карбюраторы из-за несогласованной работы при резких конфигурациях режимов мотора не удовлетворяли, потому были изменены одним карбюратором “Вебер-32 ДСР”.

Как видно из описания, конструкция экранолета ЭСКА-1 легкая. В его конструкции преобладают фанера, дерево, ткань. Количество железных деталей малое и для их производства применены недефицитные марки сплавов и сталей. Снаружи ЭСКА-1 тоже достаточно прост, криволинейных сложных поверхностей не достаточно.

Летно-технические свойства:
Модификация – ЭСКА-1;
Размах крыла – 6,90 м;
Длина – 7,80 м;
Высота – 2,20 м;
Площадь крыла – 13,85 м2;
Масса пустого оснащенного – 234 кг;
Полетная масса – 450 кг;
Тип мотора – поршневой М-63;
Мощность – 32 л.с.;
Наибольшая скорость – 140 км/ч;
Крейсерская скорость – 100 км/ч;
Практическая дальность – 350 км;
Высота полета на дисплее – 300-1500 мм;
Экипаж – 2 человека.