Экранолетный спасательный катер-амфибия ЭСКА-1.

Экранолетный спасательный катер-амфибия ЭСКА-1.

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

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.

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. 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.

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 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.

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.

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.

ЛТХ:

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».