Экспериментальный самолет на воздушной подушке Ан-14Ш.
Разработчик: ОКБ Антонова
Страна: СССР
Первый полет: 1983 г.
Попытки оснастить самолет шасси на воздушной подушке (ШВП) предпринимались неоднократно. Впервые такой аппарат был создан в СССР в 1939 году инженерами ЦАГИ Н.И.Ефремовым и А.Д.Надирадзе. На учебно-тренировочный самолет УТ-2 (получил обозначение СЕН — самолет Ефремова и Надирадзе) вместо колесного шасси установили резиновый баллон с вентиляторной установкой, напоминающий надувную лодку дном вверх. Вентилятор, работавший от мотоциклетного двигателя в 25 л.с., нагнетал воздух в пространство (камеру) внутри кольца баллона. СЕН вел себя нормально, полет на нем почти не отличался от обычного. В 1940 году испытания провел летчик-испытатель И.Шелест, летали также М.Громов, А.Юмашев и А.Чернавский.
В 1941 году эти же авторы разработали аналогичную конструкцию ШВП для Пе-2, разместив баллоны под мотогондолами. По замыслу, после взлета воздух из баллонов выпускался, и они втягивались в задние отсеки мотогондол, где закрывались створками.
Устройство действовало исправно, Пе-2 рулил, но до полетов дело не дошло — помешала начавшаяся война. Такая же схема гибкого ограждения (ГО) для ШВП была принята при создании на базе серийного Ан-14 экспериментального самолета Ан-714. В этом названии цифра 7 означала 7-е ГУ МАП, которому подчинялось Куйбышевское КБ шасси самолетов и вертолетов под руководством И.Бережнова, выполнившее эту работу. ШВП состояло из трех одинаковых устройств массой по 28 кг, расположенных на местах крепления стоек шасси. Каждое из них представляло собой несущую систему из ГО в виде трех «бубликов» и центробежного ротора с гидроприводом от маршевых двигателей. 20 октября 1970 года летчик-испытатель антоновского ОКБ В.А.Калинин впервые поднял Ан-714 в воздух. Испытания показали, что рабочее давление подушки, равное 850 кг/м2, оказалось завышенным, а общая площадь опорной поверхности ШВП соответственно заниженной. Сегодня известно, что струи воздуха под давлением 400 кг/м2 размывают грунт средней прочности до такой степени, что его частицы разлетаются во все стороны, попадая в воздухозаборники двигателей и агрегаты ШВП. При этом из-за возникающей неравномерности истечения воздуха через зазор между ГО и грунтом подушка может вообще потерять несущую способность. Так, например, случилось в 1975 году при испытании американо-канадского самолета ХС-8А «Буффало», оснащенного в порядке эксперимента ШВП с высоким рабочим давлением.
Поэтому, когда в 1971 году в ОКБ О.К.Антонова приступили к проектированию ШВП для самолета Ан-14 (получившего обозначение Ан-14Ш), сразу же пошли по пути уменьшения давления на выходе воздуха из-под ГО. Ограждение состояло из надувного тороидального баллона со специальными внутренними торами (4 пары) вокруг точек, через которые подавался воздух. Конструкция позволяла автоматически создавать восстанавливающий момент при кренении самолета. Благодаря расположению расходных точек на значительном расстоянии от края ГО, наличию нескольких рядов износостойких протекторов, образовывавших лабиринтное уплотнение, создавалось значительное сопротивление истекающему воздуху. В результате он на выходе имел энергию, меньшую по сравнению с предыдущими схемами ГО. Так, на Ан-14Ш давление в районе крайнего протектора было в два раза ниже расчетного подушечного, тогда как у ХС-8А -примерно в 2 раза выше. ГО с общей площадью, равной площади крыла Ан-14, могло убираться в специальный контейнер, что уменьшало сопротивление ШВП в полете. Такая схема ГО была отработана на двух самоходных моделях весом 600 кг и на платформе с натурным ШВП, на которой проводились уборка и выпуск ГО. Воздух для подушки отбирался от турбоагрегата ТА-6А-1, который установили внутри фюзеляжа Ан-14.
Инициатива оснащения самолетов «Ан» шасси на воздушной подушке принадлежала лично О.К.Антонову. Работу вела группа энтузиастов из 8 человек во главе с Б.М.Коломийцем по утвержденному МАП 20.08.1975 г. плану. В 1980 году на серийный Ан-14 (зав. № 500404) был пристыкован отсек с ШВП, который являлся моделью (М 1:2) аналогичного отсека для Ан-12. Рулежные испытания Ан-14Ш начались в декабре 1981 года, а зимой 1983 года на аэродроме летно-испытательной базы ОКБ самолет совершил первый полет. Он проходил на высоте 15-20 м без выключения турбоагрегата и уборки ШВП. Машину пилотировали летчик-испытатель В.Лысенко и бортинженер В.Мареев. За время испытаний самолет прошел более 700 км по грунтовым и бетонированным ВПП, при этом зазор между ГО и поверхностью составлял 6-10 мм, системы ШВП наработали более 150 ч. В результате выявлены многие положительные свойства предложенной схемы ШВП, в том числе удовлетворительная путевая устойчивость при боковом ветре до 12 м/с и эффективная работа тормозной системы, удерживавшей самолет на месте на всех режимах работы двигателя, вплоть до взлетного. Летчик В.Лысенко в своем отчете подчеркивал, что «устойчивость шасси на ВП как при зависании на месте, так и при рулении и пробежках до скорости 100 км/ч хорошая. Управляемость самолета при рулении и пробежках хорошая, но требует определенных навыков». Из-за многочисленных перерывов на доработки и ремонт ГО испытания продолжались до апреля 1986 года, но уборка ШВП в полете так ни разу и не производилась.
В 1985 году были проведены эксперименты с целью уменьшения расхода воздуха по линии контакта ограждения с опорной поверхностью (избыток воздуха сбрасывался в атмосферу по специальному воздухопроводу). В результате достигнуто значительное уменьшение эрозии грунта по сравнению с расходной схемой ВП.
Таким образом, в 70-80 годах в Киеве были созданы и испытаны все элементы практически пригодного шасси на воздушной подушке. При этом найден метод, позволяющий свести к минимуму один из самых значительных недостатков ШВП — эрозию грунта и сильное пылеобразование. Приобретенный опыт и полученные экспериментальные данные позволяют надеяться, что в случае признания целесообразности создания ШВП для тяжелых транспортных самолетов у АНТК им. О.К.Антонова имеются все возможности успешно выполнить такую работу.
ЛТХ:
Модификация: Ан-14Ш
Размах крыла, м: 21.99
Длина самолета, м: 11.36
Высота самолета, м: 4.63
Площадь крыла, м2: 39.72
Масса, кг
-пустого самолета: 2720
-максимальная взлетная: 3420
-топлива: 290
Тип двигателя: 2 х ПД АИ-14РФ
-мощность, л.с.: 2 х 300
Максимальная скорость, км/ч: 209
Крейсерская скорость, км/ч: 165
Практическая дальность, км: 450
Практический потолок, м: 4500
Экипаж, чел: 2.
Экспериментальный самолет на воздушной подушке Ан-14Ш.
Экспериментальный самолет на воздушной подушке Ан-14Ш.
Ан-14Ш на испытаниях.
Ан-14Ш на испытаниях.
Ан-14Ш на испытаниях.
Ан-14Ш на стоянке.
Натурный стенд для испытаний ШВП самолета Ан-14Ш.
Экспериментальный самолет на воздушной подушке Ан-714.
Ан-714 на взлете.
Ан-14Ш. Компоновочная схема.
Ан-14Ш. Схема.
.
.
Список источников:
Архив АНТК им. О.К.Антонова
Журнал «Авиация и Время» № 01 за 1996 г. Вячеслав Заярин, Николай Шиврин. Ан-14 на воздушной подушке.
Журнал «Авиация и Время» № 05 за 2016 г. Ростислав Мараев. «Золушка», не ставшая принцессой.
Yefim Gordon, Dmitriy Komissarov. Soviet and Russian Testbed Aircraft.