Экраноплан пр. 903 Лунь

Если в полёте, подъемная сила экраноплана, как правило, создается, как у самолета, за счет скоростного напора, т.е. только при наличии поступательной скорости, то при движении по воде, льду, снегу, и т. п., подъемная сила экраноплана должна создаваться уже при нулевой или очень малой поступательной скорости. Для этой цели используют различные способы создания воздушной подушки.
Наибольшее распространение пока получил «поддув» - подача спереди струй винтовых или реактивных двигателей под крыло, оборудованное сзади щитками- закрылками, с боков - концевыми шайбами, а спереди иногда устанавливают щитки-предкрылки.
Вся эта механизация крыла делается для того, чтобы уменьшить истечение воздуха из воздушной подушки. Однако, после того, как экраноплан «разгрузился» и «вспух», т. е. когда подъемная сила стала равна его весу и он поднялся на определенную высоту, в образовавшиеся по всему периметру щели, из воздушной подушки во все стороны устремляется воздух, унося безвозвратно с собой энергию, сообщенную ему двигателями.
При всей относительной простоте «поддува», его экономичность оставляет желать лучшего.
Для обеспечения старта экраноплана с взволнованной водной поверхности (волнение 3-5 баллов) требуется иметь тягу двигателей равную 30 - 35 % от его взлетного веса. Потом, в полете, эта тяга не нужна и приходится возить с собой лишние двигатели как ненужный балласт массы, сопротивления, и стоимости.
Основная часть энергии поддува уносится струями, вытекающими сзади крыла, даже не изменившими своего направления, и лишь частично заторможенными и перешедшими в статическое давление. Это давление и создает разгрузку, т.е. подъемную силу.

...выдержки из отчета по испытаниям, выпущенного 24.01.93 г.

«Введение.
Поддув струй двигателей под низкорасположенное крыло оказался эффективным средством обеспечения амфибийности экранопланов, снижения сопротивления движению на режимах взлета с взволнованной водной поверхности и уменьшения перегрузок при движении, как над взволнованной поверхностью воды, так и над твердой поверхностью.
В результате многолетних исследований поддува струями реактивных двигателей струями воздушных винтов родилось, кроме экранопланов, целое семейство амфибийных аппаратов на динамической воздушной подушке, где поддув используется постоянно для создания части или всей подъёмной силы при движении на крейсерском режиме. Другая часть подъёмной силы создается в некоторых аппаратах за счет скоростного на¬пора набегающего потока воздуха. Это, во-первых, семейство ЛАВП - лёгких аппаратов, зачинателем которых был Владимир Моисеев. Это семейство аппаратов «Волга-2», «Ракета-2» и «Вихрь-2», задуманных ещё Р.Е. Алексеевым. Это серия проработок, так называемых «ТАПов», - транспортно-амфибийных платформ водоизмещением от 30 до 700 тонн.

Традиционный поддув спереди и его недостатки.
В первых двух типах аппаратов применен винтовой поддув, в третьем - реактивный.
Однако в результате тех же многолетних исследований различных схем СДВП (судов с динамической воздушной подушкой) и экранопланов с поддувом были выявлены и недостатки этого способа создания подъёмной силы.

Применительно к экранопланам, где эти недостатки наиболее заметны, можно отметить следующее.
1. Для организации эффективного поддува реактивными двигателями, их необходимо располагать на значительном расстоянии перед передней кромкой крыла, либо на пилоне, либо в корпусе «ёлочкой», что влечет за собой следующие отрицательные последствия:
- увеличение длины корпуса экраноплана и увеличение изгибающих его моментов;
- увеличение сопротивления экраноплана за счет сопротивления пилона со стартовыми двигателями, которые не используются в крейсерском полете, или используются частично;
- увеличение дестабилизирующего момента от пилона или удлиненного в нос корпуса, что влечет за собой увеличение размеров горизонтального стабилизатора;
- увеличение массы и сопротивления экраноплана по причинам, перечисленным выше;
- увеличение потребной тяговооруженности экраноплана для компенсации увеличения сопротивления и массы, вызванных организацией поддува.

2. Кроме недостатков, перечисленных в пункте 1, можно отметить следующие недостатки создания подъёмной силы путем направления реактивных или винтовых струй под крыло спереди:
- происходит реверс струй по концам крыла в районе концевых шайб и вблизи корпуса, снижающий эффективность поддува, требующий установки специальных носовых щитков и вызывающий значительное брызгообразование.
- неполное торможение струй под крылом (частичный, а не полный переход динамического напора струй в статическое давление воздушной подушки), что снижает эффективность поддува и дает значительную остаточную горизонтальную составляющую тяги двигателей, не позволяющую эффективно использовать поддув на режиме посадки и торможения (экраноплан не может остановиться);
- повышенные скорости, индуцированные струями двигателей под крылом, особенно в районе его передней кромки, вызывают разрежение на нижней поверхности, в районе носка крыла, что, во-первых, дополнительно снижает подъёмную силу от поддува, а, во-вторых, сдвигает центр давления к задней кромке крыла;
- центр давления при поддуве спереди лежит за 50% хорды крыла, в то время как в полете у экрана он находится в районе 25-30% хорды, что усложняет проблему обеспечения оптимальной центровки экраноплана на всех эксплуатационных режимах и приводит к большим потерям на балансировку;
- пилон поддувных двигателей, во взаимодействии со струйной пеленой за ним, создаёт значительные скосы потока в зоне установки горизонтального оперения, меняющиеся при изменении режима движения, что усложняет проблему обеспечения продольной устойчивости экраноплана;
- струи двигателей, проходящие вблизи верхней поверхности крыла в крейсерском полете, тормозятся крылом, что приводит к уменьшению эффективной тяги двигателей и равноценно увеличению сопротивления экраноплана;
- для отклонения струй двигателей под крыло на режимах взлета, посадки и движения на поддуве применяются поворотные козырьки или поворотные сопловые насадки, установка которых приводит к значительным потерям тяги, в том числе и на крейсерском режиме, к увеличению массы, сложности, и стоимости силовой установки, к снижению её надежности.

Перечисленных недостатков вполне достаточно для того, чтобы задуматься над проблемой совершенствования поддува и искать альтернативные решения