Экспериментальный экраноплан «КМ» (Корабль-макет) (СССР)

Экспериментальный экраноплан «КМ» (Корабль-макет) (СССР)

Экспериментальный экраноплан «КМ» (Корабль-макет), за рубежом также известен как «Каспийский Монстр», разработан в конструкторском бюро Р.Е.Алексеева в 1964-1965 годах. Пока проводились исследования на самоходных моделях, на кульманах проектировщиков всё отчетливее просматривались контуры гигантского 12-двигательного экраноплана противолодочной обороны проекта 1133, разработка которого началась осенью 1962 года. Гигант поражал не только своими размерами, но и формами. На нём стояло восемь ТРД и четыре турбовинтовых двигателя (ТВД) НК-12М с соосными воздушными винтами диаметром 5,6 м. Для обеспечения отработки этого аппарата в 1963 году построили первую двухместную самоходную модель СМ-5, компоновка которой соответствовала первоначальному облику корабля, за исключением горизонтального оперения.

На противолодочном экраноплане оно имело поперечное V. Ответа на вопрос «Зачем?» до сих пор нет. Поскольку горизонтальное оперение по площади и несущим свойствам было под стать крылу, то можно предположить, что это сделали для достижения требуемого запаса поперечной устойчивости аппарата при его полёте на предельной высоте. С другой стороны, V-образность горизонтальному оперению могли придать для защиты воздушных винтов и воздухозаборников ТВД от водяных струй и брызг, вылетавших из-под корпуса и крыла аппарата. На СМ-5 установили два газотурбинных двигателя, один из них использовался для создания воздушной подушки за счёт поддува газовых струй под крыло. Для облегчения взлёта под корпусом лодки предусмотрели два редана. Но оперение сделали без поперечного V. В ходе испытаний СМ-5 не всё получалось, какхотелось. В1964 году аппарат показал свой трудноукротимый норов. Попав в сильный порыв встречного ветра, машина задрала нос и, уйдя от экрана, потеряла устойчивость и рухнула в воду.

Тем не менее опыт, полученный в ходе исследований самоходных моделей, позволил уточнить компоновку экраноплана, способного устойчиво летать вблизи водной поверхности. Чтобы свести к минимуму риски в ходе испытаний, на предприятии организовали лётно-испытательный отдел. Создание отечественных экранопланов, несмотря на закон о 30-летнем сроке хранения секретных материалов, до сих пор окутан таинственностью, хотя с момента начала разработки гигантской машины прошло полвека и надеяться на живых свидетелей не приходится, а архивы до сих пор закрыты. По логике, с учётом активной позиции Алексеева этот проект после отказа заказчика от противолодочного экраноплана послужил основой для корабля-макета «КМ», добиться финансирования которого было гораздо проще, чем аппарата целевого назначения.

В апреле того же 1963 года, не дожидаясь результатов лётных исследований самоходной модели, «КМ» был заложен в стапели и летом того же года для знакомства с ним предприятие посетил С.П.Королёв. Какую цель преследовал визит в Горький создателя ракетно-космической техники, история пока умалчивает. Возможно, экранопланы рассматривались для поисково-спасательных работ в океане, а возможно, и в качестве носителей баллистических ракет. В 1964 году в жизни страны произошли серьёзные изменения. Вместо Н.С.Хрущёва первым секретарём ЦК КПСС избрали Л.И.Брежнева, и в том же году, похоже, изменилась доктрина ВМФ. Высокоскоростной аппарат для борьбы с ракетными подводными лодками противника оказался не нужен. Эту задачу возложили на противолодочные самолёты Ил-38 и Ту-142. В итоге, боевую машину переквалифицировали в корабль-макет, а ЦКБ по СПК выдали задание на разработку транспортно-десантного экраноплана, но об этом разговор впереди.

«КМ» создавали под непосредственным руководством Алексеева (ведущий конструктор В.П.Ефремов). Расчётная взлётная масса экраноплана, исходя из поставленных перед ним задач, достигла 430 тонн. В те годы в авиации не было ничего подобного. Военно-транспортный самолёт Ан-22 «Антей», которому в 1965 году удивлялся весь мир, был в два раза легче «Каспийского монстра» (так окрестили «КМ» американцы, обнаружившие его позже из космоса с разведывательного спутника во время испытаний на Каспийском море). «КМ» строился по схеме, предварительно исследованной на самоходных моделях, отличавшихся друг от друга не только массогабаритными характеристиками, но и аэродинамическими компоновками. Поэтому создание гигантского аппарата «КМ» было большим риском. Но уверенность главного конструктора передалась всем создателям необычной машины. В итоге, проект экраноплана был согласован в отраслевых институтах, Министерстве судостроительной промышленности и с заказчиком. Подключили к этой работе и предприятия Министерства авиационной промышленности.

Активизации работ по «КМ» способствовал и визит на предприятие Л.И.Брежнева в декабре 1965 года. В постройке «КМ» были задействованы многие предприятия страны, в частности судостроительный завод «Красное Сормово», авиационный завод «Сокол», машиностроительный завод «Гидромаш». Постройка гигантского летающего судна завершилась весной 1966 года и в апреле объединённый научно-технический совет министерств судостроительной и авиационной промышленности дал «добро» на начало ходовых испытаний. Предварительные расчёты показали, что для полёта тяжёлого экраноплана будет достаточно восьми самых мощных отечественных газотурбинных двигателей ВД-7 (видимо, ВД-7Б – модификация ТРД, использовавшегося на межконтинентальных бомбардировщиках 3М конструкции В.М.Мясищева) тягой по 10 750 кгс и двух ВД-7КМ («оморяченных» ТРДФ, заимствованных со сверхзвукового бомбардировщика Ту-22). Первые в двух блоках (по четыре в каждом) расположили по бокам носовой части аппарата, а двигатели с форсажными камерами – на киле. Как следует из опубликованных материалов, тяги двух маршевых ВД-7КМ было достаточно для крейсерского полёта корабля. Исходя из этого можно сделать вывод, что при расчётной полётной массе 430 тонн аэродинамическое качество «КМ» не будет превышать 13, а при массе 500 тонн – не более 15,6. Скорее всего, истина находится где-то посередине.

В июне 1966 года, отстыковав консоли крыла и оперение, корпус «КМ», построенный на судостроительном заводе «Волга», поместили в плавучий док и отбуксировали в Каспийское море, где в районе острова Чечень была создана испытательная станция. Туда же доставили и другие агрегаты машины. Для проведения испытаний «КМ» и других перспективных аппаратов в Каспийске на удалении около 120 км от острова Чечень организовали филиал ЦКБ по СПК. Испытания «КМ» на воде начались 18 октября 1966 года. В первом же полёте аппарата (продолжительностью 40 минут), пилотируемого начальником лётно-испытательного отдела (в прошлом военным лётчиком) В.Ф.Логиновым (командир) и Р.Е.Алексеевым, выявилась недостаточная жёсткость лодки, которую пришлось усиливать. Дальнейшие испытания проводили пилоты Д.Гарбузов и В.Трошин.

При взлётной массе 430 тонн тяговооружённость аппарата (соотношение тяги двигателей и полётного веса) составляла 0,274, была такой же, как у считавшегося весьма перспективным экраноплана «Лунь». Корпус лодки «КМ» отличался очень большим удлинением, что способствовало снижению его гидродинамического сопротивления. Много позже по такому же пути пошли конструкторы АНТК имени Г.М.Бериева при создании самолёта-амфибии А-40. Вслед за СМ-5 для дальнейшей отработки «КМ» построили ещё одну самоходную модель СМ-8 (ведущий конструктор В.А.Пикунов). Как и предшественницу, её изготовили в масштабе 1:4. Силовая установка СМ-8 включала один газотурбинный двигатель РД-9 с отводом части газовых струй в восьмисопловый аппарат, расположенный на пилоне носовой части корпуса для создания более равномерного поддува под крыло и горизонтальной тяги. Помимо этого для создания горизонтальной тяги использовались ТРД КР-7-300, два сопла которого располагались на верхней палубе корпуса в начале зализов между ним и вертикальным оперением, а воздухозаборник защищался от попадания воды экраном.

Испытания СМ-8 (пилоты В.Логинов и В.Печенов) начались в 1968 году. Летом следующего года СМ-8, вышедший на берег с травяным покровом, впервые продемонстрировал свою амфибийность. Экраноплан, двигаясь со скоростью около 60 км/ч, свободно преодолевал неровности грунта вьюотой до 0,2 м. На СМ-8 также впервые опробовали систему автоматической стабилизации в канале тангажа. В испытаниях СМ-8 и «КМ» участвовали также пилоты Н.А.Семёнов и B.C.Кудинов. Испытания «КМ» завершились в 1969 году. При этом государственная комиссия во главе с контр-адмиралом Б.Н. Ламой дала высокую оценку экраиоплану. Особенно отмечались его мореходные и эксплуатационные качества. В ходе испытаний «КМ» обнаружилось, что в воздухозаборники задних двигателей попадает вода, и в 1978 году их перенесли в носовую часть корпуса, расположив на высоком пилоне.

Около пятнадцати лет первенец отечественного экранопланостроения использовался для различных исследований. Однако после смерти Алексеева, в очередном полёте (он состоялся уже 15 декабря 1980 года) из-за ошибки лётчика-испытателя М.А.Семёнова, ранее пилотировавшего лишь «Орлёнок», корабль-макет «КМ» потерпел катастрофу. Лётчик, не разогнав «КМ» до нужной скорости, начал уходить от воды, увеличивая угол атаки. Аппарат, поднявшись на 30 метров, потерял скорость и свалился на правое полукрыло, которое оторвалось от удара о воду. При этом «КМ» нырнул под воду, погрузившись до фонаря кабины экипажа. Когда «монстр» всплыл, вспыхнул керосин, выливавшийся из разрушенных трубопроводов. Все 15 человек, находившиеся на борту, успели покинуть аварийное судно. Тех, кто получил травмы, посадили в спасательную шлюпку, а остальные, держась за её борта, находились в холодной воде до подхода тральщика из состава кораблей обеспечения. До появления в СССР самолёта Ан-225 «Мрия» экраноплан «КМ» считался самым тяжёлым летательным аппаратом в мире.

Лётно-технические характеристики экраноплана «КМ» (Корабль-макет)
Размах крыла: 37,60 м
Размах хвостового оперения: 37,00 м
Длина: 92,00 м
Высота: 21,80 м
Площадь крыла: 662,50 м
Масса пустого экраноплана: 240,000 кг
Масса максимальная взлетная: 544,000 кг
Тип двигателя: 10 ТРД ВД-7
Тяга: 10 x 13000 кгс
Максимальная скорость: 500 км/ч
Крейсерская скорость: 430 км/ч
Практическая дальность: 1500 км
Высота полета на экране: 4-14 м
Мореходность: 3 балла

КМ / Корабль-Макет

Автор: DIMMI
Создана: 20.11.2011 01:24:16
Изменена: 15.05.2012 00:35:16
Комментариев: 0
Категории: ВОДА / Экранопланы / КМ /

Экспериментальный экраноплан. Разработан ЦКБ по судам на подводных крыльях (СПК) главного конструктора Р.Е.Алексеева (ныне – ЦКБ по СПК им Р.Е.Алексеева), ведущий конструктор – В.П.Ефимов. Экраноплан создавался в качестве экспериментального прототипа для проверки возможностей экранопланов таких размеров. Проектирование велось в 1964-1965 г.г. Строительство экраноплана в единственном экземпляре завершено в марте 1966 г. на заводе “Волга” (г.Чкаловск, Нижегородской области). Первый полет экраноплан КМ совершил 18 октября 1966 г. в Каспийске. Пилотировали экраноплан Р.Е.Алексеев и В.Ф.Логинов. Дальнейшие испытания КМ проводили ведущие лётчики-испытатели Д.Т.Гарбузов и В.Ф.Трошин. В 1980 г. во время испытательного полета из-за ошибки пилота КМ потерпел аварию без человеческих жертв, после которой не восстанавливался.

Организационно экранопланы в СССР и России относились и относятся к ВМФ. За рубежом экраноплан больше известен как “Каспийский монстр”. До появления самолета Ан-225 “Мрия” экраноплан КМ являлся самым тяжелым аэродинамическим летательным аппаратом в мире.

Экраноплан КМ борт №04 на испытаниях (http://www.airwar.ru).

Экраноплан КМ в Каспийске на испытаниях (Komissarov S. Russia’s Ekranoplans. England, Midland, 2002 г.).

Двигатели – 10 х ТРД ВД-7 тягой по 13000 кг (8 ТРД – подъемно-маршевые, расположены в носовой части аппарата, 2 ТРД – маршевые, установлены на хвостовом оперении).

Экраноплан КМ борт №01 в Каспийске на испытаниях (http://www.airwar.ru).

ТТХ экраноплана:
Длина – 92 м
Размах крыла – 37.6 м
Размах оперения – 37 м
Высота – 21.8 м
Площадь крыла – 662.5 кв.м

Масса взлетная максимальная – 544000 кг
Масса пустого – 240000 кг

Скорость максимальная – 500 км/ч
Скорость крейсерская – 430 км/ч
Дальность полета – 1500 км
Выота полета на экране – 4-14 м
Мореходность – 3 балла

Экраноплан КМ борт №07 на испытаниях (http://www.airwar.ru).

Проекции экраноплана КМ (http://www.airwar.ru).

Статус: СССР
– 1966 г. – построен в единственном экземпляре, начаты испытания.
– 1980 г. – во время испытательного полета из-за ошибки пилота КМ потерпел аварию без человеческих жертв, после которой не восстанавливался.

Первые советские экранопланы – экспериментальные экранопланы СМ

Экраноплан – в официальной советской классификации так назывались суда на динамической воздушной подушке – транспортные средства, обладавшие высокой скоростью, летящие в пределах действия аэродинамического экрана, то есть на сравнительно малой высоте (до нескольких метров) от поверхности воды, льда, снега или земли. При равных скорости и массе, площадь крыла экраноплана была существенно меньше, чем у самолётов. Согласно международной классификации (ИМО) данный тип техники относится к морским судам.

Экранопланы – это уникальные аппараты, которые могут эксплуатироваться на самых разнообразных маршрутах, в том числе и тех, которые являются недоступными для обычных судов. Вместе с более высокой мореходностью и гидроаэродинамическими качествами, чем у других высокоскоростных судов, экранопланы практически всегда обладают еще и амфибийными свойствами. Они способны передвигаться не только по водной поверхности, но и по твердой (лед, земля, снег), а также базироваться на ней. Таким образом, экранопланы сочетают в себе лучшие качества самолета и судна.

Стоит отметить, что развитие судостроения было связано с решение достаточно острой проблемы по повышению максимальной скорости движения судов. При этом максимальная скорость водоизмещающих судов ограничена волновым сопротивлением и составляет порядка 25-30 км/ч для речных и 50-60 км/ч для морских судов. Применение для снижения волнового сопротивления подводных крыльев или глиссирования позволяет довести данные показатели до 100-120 км/ч. Однако из-за своей низкой мореходности глиссеры не получили широкого распространения на практике и сохранились в основном лишь в роли спортивных судов. В то же время различные суда на подводных крыльях получили гораздо большее распространение, а решающий вклад в их создание внес российский ученый и конструктор Р. Е. Алексеев (1916-1980). Усилиями данного конструктора в 1940-60-х годах XX века был создан советский морской и речной пассажирский флот на подводных крыльях, который сохраняет мировое лидерство в скоростном водном транспорте по сей день.

Еще в 1940-е годы, работая над проектами торпедных катеров на подводных крыльях, Алексеев столкнулся с проблемой кавитации подводных крыльев – явлением, которое связано с кипением воды в зоне его разрежения, что резко снижает его гидродинамические характеристики, нарушает обтекание крыла, ограничивает экономически целесообразную скорость передвижения судна на подводных крыльях максималкой в 100 км/ч. Так удалось выяснить, что суда на подводных крыльях оказались бесперспективными в отношении работ по дальнейшему увеличению их скоростных характеристик.

Это открытие послужило одной из основных причин в судостроении для активизации работ по поиску нового принципа движения судов, который бы был свободен от отмеченных принципиальных недостатков – кавитационный и волновой барьеры. Устранить эти барьеры, одновременно избавившись и от волнообразования, и от кавитации удалось бы только, исключив контакт судна с поверхностью воды.

Работа над такими судами была начата в 1930-40-е годы XX века, когда возникли первые реальные предложения по созданию судов, использующих аэродинамические силы поддержания. Для создания таких судов, которые могли бы на равных конкурировать с уже существующими техническими решениями, понадобилось значительное количество времени и усилий. Такие суда впервые в мировой практике были представлены российскими высокоскоростными кораблями-экранопланами конструкции Алексеева – ударным экранопланом «Лунь» и десантным экранопланом «Орленок».

Однако путь до создания этих машин был достаточно длителен. Первые отечественные предложения по использованию аэродинамических сил вблизи экрана при движении скоростных судов Р. Е. Алексеев высказал в 1947 году, а в 1958 году он возглавил работы по созданию практических образцов экранопланов для нужд ВМФ СССР. На основе образованной конструктором научно-экспериментальной базы для развития скоростных судов уже к 1960 году была созданная первая аэрогидродинамическая компоновка экраноплана, получившая название «тандем» или «двухточка». Это было логическое воплощение в жизнь схемы судна на 2-х малопогруженных подводных крыльях.

В 1961 году по данной схеме была создана и построена первая самоходная модель экраноплана, получившая название СМ-1. 22 июля того же года во время испытаний был выполнен первый полет советского экраноплана. В первом испытательном полете машину пилотировал сам Р. Е. Алексеев, который являлся начальником ЦКБ по СПК и главным конструктором аппарата. К осени 1961 года техника пилотирования экраноплана была освоена им до такой степени, что он, будучи полностью уверенным в надежности аппарата, стал приглашать на демонстрационные полеты гостей из Москвы. Полеты первого советского экраноплана СМ-1 демонстрировались в частности Главкому ВМФ С. Г. Горшкову, секретарю ЦК КПСС Д. Ф. Устинову, Председателю Госкомсудостроения Б. Е. Бутоме. Демонстрации возможностей экраноплана оказались более чем убедительными. Высокие гости из столицы оценили новинку и выразили желание прокатиться на экраноплане, под личную ответственность Р. Е. Алексеева. Их желание было удовлетворено. В процессе проведения испытаний СМ-1 смог развить скорость порядка 200 км/ч.

В дальнейшем проводились работы по совершенствованию аэрогидродинамической компоновки аппарата. Новая самоходная модель – СМ-2 была готова в 1962 году. Для улучшения ее взлетно-посадочных характеристик впервые в мировой практике был использован поддув двигателями под несущее крыло. Идею поддува Алексеев выдвигал еще в конце 1959 года, но потребовалось провести целый комплекс экспериментов, прежде чем удалось разработать практические рекомендации по выбору принципиальной схемы поддува. Аэрогидродинамическая компоновка, реализованная на СМ-2, стала прообразом компоновки всех первых отечественных экранопланов.

По предложению Устинова, который уже был знаком с проектом, в начале мая 1962 года экраноплан СМ-2 был продемонстрирован лично Н. С. Хрущеву, а также другим членам советского правительства. Демонстрация была организована на водах Химкинского водохранилища под Москвой, неподалеку от дачи Хрущева. Из Горького экраноплан был доставлен в Подмосковье на вертолете-кране Ми-10К. Хотя во время выполнения показательных полетов СМ-2 так и не смог выйти на расчетные режимы, экраноплан сумел произвести на Хрущева достаточно благоприятное впечатление. Возможно, именно благодаря этому вскоре была принята госпрограмма, которая включала в себя создание новых экранопланов, а также создание боевых экранопланов для нужд ВМФ и других родов войск. Тогда же было принято решение о постройке полноразмерного экспериментального экраноплана получившего обозначение КМ.

В 1962 году был готов еще один экраноплан, который отличался от уже созданных, он получил обозначение СМ-3. Экраноплан был построен для проведения исследований аэродинамической компоновки с использованием крыла малого удлинения. На нем была реализована схема поддува под крыло: сопла, расположенные в носке крыла на его нижней поверхности создавали струйную завесу по всей передней кромке, в то время как сами двигатели были расположены в фюзеляже.

В 1963 году был готов еще один образец экспериментального экраноплана, получивший обозначение СМ-4. Он представлял собой дальнейшее развитие модели СМ-3 с двумя двигателями – маршевым и стартовым, а также с увеличенным до 3-х человек экипажем. За соплом первого двигателя была расположен газовый руль для управления экранопланом на малых скоростях. Регулируемая сопловая система стартового двигателя направляла газовые струи под крыло экраноплана.

В этом же 1963 году была закончена постройка масштабной копия гигантского экраноплана КМ под названием СМ-5, копия была выполнена в масштабе 1:4. В следующем 1964 году экраноплан СМ-5 потерпел катастрофу. Экраноплан разбился, попав в очень сильный встречный воздушный поток. Машину очень резко качнуло и приподняло. Пилоты экраноплана включили форсаж, пытаясь набрать высоту, но СМ-5 оторвался от экрана и потерял устойчивость, в результате данной катастрофы погиб экипаж. Данная авария стала первой катастрофой с экранопланами семейства «СМ».

После этого строительство новых экспериментальных экранопланов семейства СМ несколько замедлилось. Следующий экраноплан СМ-6, предназначавшийся для исследования проблем гидро- и аэродинамики, а также прочности был спроектирован и построен в 1972 году в Сормово в Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ СПК), которое возглавлял Р. Е. Алексеев. Данная машина была создана в том числе и для отработки технологических решений созданного позже на базе СМ-6 тяжелого десантно-транспортного экраноплана «Орленок». Силовая установка данного экраноплана включала в себя 3 двигателя: маршевый ТВД АИ-20, который был установлен на киле и 2-х подъемно-маршевых ТРД, которые предназначались для облегчения взлета.

Экспериментальный экраноплан СМ-6, так же как и «Орленок» был спроектирован по нормальной аэродинамической схеме лодочного низкоплана, обладающего Т-образным хвостовым оперением. Планер экраноплана был изготовлен и сплава и стали АМГ-61, в качестве антикоррозийной защиты использовалось спецпокрытие, а также электрохимический протектор. Фюзеляж экраноплана был балочно-стрингерной конструкции, днище было образовано системой реданов, а также 2-мя гидролыжами, к которым крепились носовая и основная опоры шасси.

До 1972 года был построен еще один экраноплан, получивший обозначение СМ-8. Он был изготовлен в 1967 году уже после катастрофы с СМ-5 и был вторым аналогом будущего экраноплана КМ, выполненным в масштабе 1:4. Данный экраноплан стал последним в линейке экспериментальных экранопланов семейства «СМ». Результаты работ над данными машинами позволили создать не просто теорию, но и разработать методику создания и проектирования новых образцов тяжелых гражданских и боевых экранопланов.

Испытания экраноплана СМ-8 шли параллельно с испытаниями самого большого в мире летательного аппарата КМ (корабля-макета), который по своей аббревиатуре получил на Западе неофициальное прозвище «Каспийский монстр». На экраноплане СМ-8 отрабатывалась методика испытаний КМ. Одновременно на СМ-8 и КМ совершали полеты ведущие летчики-испытатели, а также командир летно-испытательного отряда ЦКБ по СПК В.Ф.Логинов.