Selon la définition formulée dans les « Lignes directrices provisoires pour la sécurité des sols WIG » adoptées par l'OMI : un ekranoplan est un navire multimode qui, dans son mode opérationnel principal, vole en utilisant « l'effet écran » au-dessus de l'eau ou d'autres surface, sans contact constant avec elle, et est maintenu dans l'air, principalement par la portance aérodynamique générée sur le(s) profil(s), le corps ou des parties de celui-ci, qui sont conçus pour tirer parti de l'effet de « l'effet air »

L'objectif principal que nous nous sommes fixé est de créer un dispositif de sauvetage capable de porter rapidement assistance aux personnes en train de se noyer ou en détresse sur l'eau et, avec une perte de temps minimale, de transporter les victimes jusqu'au rivage pour obtenir de l'aide. soin d'urgence. Bien entendu, un tel appareil peut également être utilisé pour la communication. Il nous a semblé qu'avec l'aide d'un simple dispositif d'aile monté, il était possible de conférer des qualités complètement nouvelles à presque tous les navires produits en série par notre industrie - qu'il s'agisse d'un bateau à moteur ou d'un hors-bord.

Pour commencer, nous avons choisi comme base la coque d'un bateau à moteur en fibre de verre aux contours trimaran, dit « Crystal » (ce bateau a été produit en petite série par les entreprises OSVOD). Des avions facilement démontables en forme de flèche (en plan) y ont été installés, ayant un grand V négatif et un bord de fuite immergé dans l'eau (la vue générale est représentée sur la figure 1, le schéma en trois projections est sur la figure 2) . Dans le même temps, le bateau lui-même n'a subi aucune modification sérieuse, à l'exception du renforcement du tableau arrière et du collage des bossages pour la fixation du support moteur.

Au cours du processus de test, nous avions l'intention de tester deux options de propulsion : d'abord une hélice à eau, puis une hélice à air, entraînée dans les deux cas par la tête motrice du moteur hors-bord Whirlwind-25. Dans le premier cas, le contrôle est effectué en faisant tourner l'ensemble du moteur, dans le second, à l'aide d'un gouvernail pneumatique d'une superficie de 1,2 m2, situé directement derrière l'hélice.

Comme mentionné ci-dessus, à grande vitesse, de nombreux bateaux motorisés ont tendance à décoller de l'eau et à entrer en mode vol à une très basse altitude, généralement déterminée par la profondeur de l'hélice (si une hélice est installée, cette hauteur peut être beaucoup plus grande). . Très souvent, les navires équipés d'hélices à eau, sautant hors de l'eau, continuent de se déplacer sans toucher l'eau du tout, comme disent les experts, "sur une seule hélice".

Mais un tel mouvement est pratiquement incontrôlable et même dangereux. Le système d'aile que nous avons développé, grâce à sa forme particulière, rend le vol près de la surface de l'eau plus stable et, surtout, autorégulé : lorsqu'un roulis se produit sur l'aile en descente, la force de portance augmente rapidement et le vol rectiligne est restauré par lui-même. Grâce à une telle autorégulation, il n'est pas nécessaire d'installer des ailerons de type avion et le contrôle d'un tel navire ne nécessite pas une longue formation du conducteur.

Le vol lui-même (si un moteur hors-bord classique est installé) se déroule comme suit : en position statique, avec un tirant d'eau normal du bateau, le bord de fuite des deux avions est immergé dans l'eau jusqu'à une profondeur de 80-100 mm ; au départ d'un arrêt et à des vitesses d'environ 20-30 km/h, ces sections immergées des ailes créent une force de portance hydrodynamique supplémentaire, facilitant le « flottement » du bateau ; en même temps, une force de portance aérodynamique apparaît sur la partie non immergée des ailes, et lorsque le bateau atteint une vitesse d'environ 50 à 55 km/h, le système d'ailes est séparé de la surface de l'eau. L'espace étroit qui se forme entre les bords de fuite des ailes et l'eau facilite le flux venant en sens inverse du bateau le long de la coque, augmentant ainsi la force de portance et, pour ainsi dire, « lissant » les vagues et les jets d'eau. Le bateau décolle et continue de se déplacer à une hauteur de 0,3 à 0,5 m, en utilisant l'effet d'un coussin d'air dynamique.

De ce qui précède, il est clair que le moyen le plus avantageux pour un décollage rapide est de se déplacer contre le vent - dans ce cas, sa vitesse se résume à la vitesse du bateau, et la vitesse requise est atteinte plus rapidement si un hors-bord. le moteur est installé, l'altitude de vol est ajustée automatiquement ; À mesure que l’hélice sort de l’eau, elle peut diminuer à mesure que la poussée de l’hélice diminue. Cette interdépendance facilite le contrôle du dispositif et permet d'espérer dans un avenir proche une généralisation des « bateaux volants » à moteur hors-bord.

Une installation entraînée par une hélice élargit considérablement le champ d'application des « bateaux volants », car ils deviennent indépendants de l'eau et sont capables de continuer à voler au-dessus de presque toutes les surfaces sous-jacentes, qu'il s'agisse de sable, de prairies humides, de zones de papillons de réservoirs ou glace. Dans ce cas, l'altitude de vol peut augmenter (avec le dispositif d'aile décrit) jusqu'à 1-1,5 m.

L'installation de moteur à hélice que nous avons développée et construite se compose de la tête motrice d'un moteur de bateau hors-bord « Vikhr-25 » avec un entraînement par chaîne jusqu'à l'hélice. Réduction 1:3, qui permet une utilisation maximale de l'efficacité de l'hélice. Le moteur Whirlwind étant refroidi par eau, il devait être équipé d'un radiateur à eau et d'un vase d'expansion d'une capacité de 2 litres. En tant que radiateur à eau, vous pouvez utiliser un refroidisseur d'huile d'une voiture Moskvich-412 ou l'un des chauffe-eau de voiture disponibles, en l'installant de manière à ce qu'il soit soufflé par le flux d'air de l'hélice.

Les tests effectués sur l'eau ont montré que, dans l'ensemble, le système d'ailes montées se justifiait. Mais cela ne veut pas dire qu'il faut le copier : il est trop tôt pour en parler, car le principe même du vol à basse altitude n'a pas encore trouvé une large application et sa technologie n'a pas été suffisamment étudiée. Jusqu’à présent, nos travaux ne fournissent que des données de départ pour des expériences ultérieures.

Y. Makarov, V. Anikin, A. Sobolev

Riz. 1. Vue générale et détails de conception : A - système d'aile en combinaison avec un moteur hors-bord : 1 - coque de type trimaran ; 2 - console à ailes battantes ; 3 - feu latéral (gauche - rouge, droite - vert); 4 - longeron de la section centrale avant ; 5 - longeron de la section centrale arrière ; 6 - moteur de bateau hors-bord d'une puissance de 25 à 30 ch. Avec.; 7 - point de fixation du bord de fuite de l'aile à la caisse ;

B - conception du bâti de charge de la section centrale : 1 - longeron avant ; 2 - brides de fixation sur les côtés de la coque du bateau à moteur ; 3 - longeron arrière ; 4 - boulons coniques ; 5 - pointe tubulaire du longeron arrière ; 6 - point d'attache du bord de fuite de l'aile ; 7 - pointe tubulaire du longeron avant ;

B - installation moteur-hélice avec hélice : 1 - moteur (tête motrice du moteur hors-bord Vikhr-M) ; 2 - radiateur à eau ; 3 - transmission par chaîne du moteur à l'hélice ; 4 - feu de gabarit de protection d'hélice (droite - vert, gauche - rouge) ; 5 - cadre tubulaire ; 6 - feu de tête de mât (blanc) ; 7 - gouvernail pneumatique; 8 - garde d'hélice ; 9 - vase d'expansion systèmes de refroidissement; 10 - jambe de force de support moteur ; 11 - talon d'appui du support moteur.

Si vous pensez qu'il ne s'agit que d'un "projet dans la tête" et qu'il ne peut pas être mis en œuvre, alors vous vous trompez, voici une vidéo du vol d'un ekranoplan similaire, seulement ici un coussin d'air est également ajouté.

Commentaires du tireur d'élite :

Je pense que la protection contre les robots est plutôt faible

Commentaires sur la nourriture pour poissons :

Il faudra que j’essaie d’en faire un pendant l’hiver et de le tester sur les lacs l’été.
Du côté positif, il y a peu de résistance à l’eau ; nous volons au-dessus de la surface. Et les roseaux ne font pas peur.

Sergueï commente :

Un dispositif intéressant, basé sur un bateau « romantique », on peut le remuer, presque à fond plat. Quelqu'un sait-il comment calculer correctement l'alignement d'une telle conception d'aile ? Qui le fera réellement, écrivez au courrier - nous y réfléchirons [email protégé]

Evgeny commente :

Et si, comme sur un catamaran, on élargit les coques, il y a un plan entre elles. Ne serait-ce pas plus stable ?

Yura commente :

et s'il y a une souche ou une dérive ??? c'est tout, des ennuis)))

Komar commente :

Et en cas de problème, emportez 5 litres de vodka avec vous ! Les problèmes avec la vodka ne sont pas un problème :)

Alex commente :

On a le sentiment qu'il s'agit d'une copie d'un « modéliste-constructeur »... de telles idées y ont souvent été ajoutées.

Anton commente :

L’essentiel est que ça marche et vole, et peu importe d’où ça vient !

Evgeny commente :

cette conception pour le 25ème vortex est trop faible et doit être pompée sous les ailes

Sergueï commente :

Si vous décidez de faire un ekranoplan sur votre genou la meilleure option Sask. Il est habile et vole vraiment bien. Sur les ailes les plus proches du corps, vous avez besoin de 2-3 nervures longitudinales de chaque côté pour empêcher l'air de s'échapper de l'aile. Sur le fond, il est nécessaire de réaliser des nervures longitudinales le long des bords aux 2/3 du tableau arrière dépassant de 100 à 200 mm sous le fond. ceux-là avec des côtes sur les ailes
Ils ne permettront pas au flux d'air de se briser dans les virages et stabiliseront la stabilité directionnelle.

Sergueï commente :

J'ai parcouru le net et il n'y a plus d'informations sur cet appareil... peut-être que quelqu'un a des liens ? Logiquement, la machine est fonctionnelle, la demi-surface de l'aile, contrairement à Eska-1, est beaucoup plus petite, ce qui signifie qu'elle ne sautera probablement pas de l'écran en vol libre, ce qui se heurterait à l'absence d'élénrons. et ascenseur... La question est de savoir comment il se comportera en virage, en théorie, il sera rempli, ce ne devrait pas être l'aile extérieure, sinon le rayon sera assez grand. peut-être qu'une sorte de volets peut être ajouté qui ne sont pas défléchis symétriquement ? Comme on dit, le pompage n'est bon que pendant le décollage ; en vol libre, il ne fait que nuire. Sergey, "côtes", tu veux dire comme en ce moment-17 ? des rondelles plates ? Si le fond du bateau est plat, à quoi ça sert ? le débit va-t-il se boucher sous le fond d'une manière ou d'une autre ? Vous dites qu'il est réel, peut-être avez-vous des informations ? Quelle section transversale de longerons dois-je prendre ? Pour une aile remplie de mousse, je prévois de réaliser deux couches de fibre de verre à l'extérieur. Renfort le long du bord de fuite inférieur. En un mot, je serai heureux d'avoir des idées sensées, nous pourrons en discuter ailleurs.

Pierre commente :

Génial, tout simplement génial !

ANATOLIE commente :

J'ai construit Eska-1, seulement une monoplace, le moteur du BURAN RMZ 640 était de taille très réduite quand il était prêt à 90 pour cent, il a disparu dans le garage lors d'une inondation sur la jetée, je n'ai pas vraiment aimé le le fait que le moteur est situé derrière mon dos au dessus de ma tête s'il se détache lors d'un accident, et la masse oh mon Dieu, ce n'est pas seulement ma tête, c'est pourquoi dans le projet schéma tandem selon JORGE04

commentaires sur le luonide :

A ÉTÉ FABRIQUÉ DANS LES ANNÉES 80 SUR LA RIVIÈRE LÉNA SUR LA BASE D'UN BATEAU OB-M AVEC UN MOTEUR VIKHR-30 AVEC UNE VIS À PNEU. SELON LE DESSIN DE LA TECHNIQUE À M - TOUJOURS UN COMPORTEMENT DIGNE

Vladimir commente :

Il y a un livre sur les ekranoplanes, tout est là - centrage, stabilité et altitude de vol à l'écran. Je l'ai quelque part, on dirait qu'il est bleu.

L'objectif principal que nous nous sommes fixé est de créer un dispositif de sauvetage capable de porter rapidement assistance aux personnes noyées ou en détresse sur l'eau et, avec une perte de temps minimale, de transporter les victimes jusqu'au rivage pour obtenir une aide d'urgence. Bien entendu, un tel appareil peut également être utilisé pour la communication. Il nous a semblé qu'avec l'aide d'un simple dispositif d'aile monté, il était possible de conférer des qualités complètement nouvelles à presque tous les navires produits en série par notre industrie - qu'il s'agisse d'un bateau à moteur ou d'un hors-bord.

Y. Makarov, V. Anikin, A. Sobolev

B - installation moteur-hélice avec hélice : 1 - moteur (tête motrice du moteur hors-bord Vikhr-M) ; 2 - radiateur à eau ; 3 - transmission par chaîne du moteur à l'hélice ; 4 - feu de gabarit de protection d'hélice (droite - vert, gauche - rouge) ; 5 - cadre tubulaire ; 6 - feu de tête de mât (blanc) ; 7 - gouvernail pneumatique; 8 - garde d'hélice ; 9 - vase d'expansion du système de refroidissement ; 10 - jambe de force de support moteur ; 11 - talon d'appui du support moteur.

Commentaires du tireur d'élite :

Je pense que la protection contre les robots est plutôt faible

Commentaires sur la nourriture pour poissons :

Sergueï commente :

Evgeny commente :

Et si, comme sur un catamaran, on élargit les coques, il y a un plan entre elles. Ne serait-ce pas plus stable ?

Yura commente :

et s'il y a une souche ou une dérive ??? c'est tout, des ennuis)))

Komar commente :

Et en cas de problème, emportez 5 litres de vodka avec vous ! Les problèmes avec la vodka ne sont pas un problème :)

Alex commente :

On a le sentiment qu'il s'agit d'une copie d'un « modéliste-constructeur »... de telles idées y ont souvent été ajoutées.

Anton commente :

L’essentiel est que ça marche et vole, et peu importe d’où ça vient !

Evgeny commente :

cette conception pour le 25ème vortex est trop faible et doit être pompée sous les ailes

Sergueï commente :

Si vous décidez de faire un ekranoplan sur votre genou, la meilleure option est SK. Il est habile et vole vraiment bien. Sur les ailes les plus proches du corps, vous avez besoin de 2-3 nervures longitudinales de chaque côté pour empêcher l'air de s'échapper de l'aile. Sur le fond, il est nécessaire de réaliser des nervures longitudinales le long des bords aux 2/3 du tableau arrière dépassant de 100 à 200 mm sous le fond. ceux-là avec des côtes sur les ailes
Ils ne permettront pas au flux d'air de se briser dans les virages et stabiliseront la stabilité directionnelle.

Sergueï commente :

Pierre commente :

Génial, tout simplement génial !

ANATOLIE commente :

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Vladimir commente :

Il y a un livre sur les ekranoplanes, tout est là - centrage, stabilité et altitude de vol à l'écran. Je l'ai quelque part, on dirait qu'il est bleu.

Ce n'est pas un hasard si la création de types de navires fondamentalement nouveaux est presque toujours associée à la petite construction navale. C'est sur de petits bateaux et bateaux à moteur relativement peu coûteux qu'il convient de mener des expériences, et des vitesses élevées sont atteintes avec une puissance modérée de l'installation mécanique. Bateaux planeurs, catamarans, hydroptères et aéroglisseurs : tous ont commencé comme de petites embarcations.

Il est à noter que réalisations obtenues puis a connu un développement rapide sur des navires plus grands, donnant une plus grande effet économique. Cela se produira peut-être avec les navires en vol stationnaire - les ekranoplanes, bien qu'à l'heure actuelle (au stade expérimental) leur taille et leur capacité de charge soient faibles. Il est désormais difficile de parler des perspectives d'introduction des ekranoplanes, mais les domaines probables de leur application peuvent être associés à des vitesses élevées et. perméabilité de ces appareils. Il est probable que des ekranoplans de patrouille à grande vitesse seront créés pour de vastes embouchures de rivières marécageuses ou couvertes de roseaux ; peut-être que les athlètes s'y intéresseront également ;

Un article du candidat en sciences techniques N. I. Belavin présente aux lecteurs les principes de base de la conception et du mouvement des ekranoplanes, leurs avantages et inconvénients par rapport aux navires d'autres types.

Depuis plus de cent ans, les ingénieurs en construction navale, luttant pour la vitesse, s'efforcent de « sortir le navire de l'eau », de le soulever dans les airs - un milieu 840 fois moins dense que l'eau. Planing, hydroptères, coussin d'air - telles sont les étapes de développement de cette idée, dont la dernière est occupée par les ekranoplanes, c'est-à-dire des dispositifs qui, lorsqu'ils se déplacent, utilisent l'effet d'une pression d'air croissante sous l'aile près de la surface de l'eau - le écran. Au fait, le blindage. la surface peut aussi être le sol, donc les ekranoplans, comme les aéroglisseurs, sont des amphibiens : ils sont capables d'aller sur terre, de franchir des zones humides, de planer au-dessus de plans d'eau gelés, etc.

Les ekranoplans actuellement construits (tableau 1) sont encore loin d'être parfaits. Leur consommation d'énergie relativement faible et leurs caractéristiques aérodynamiques garantissent des vitesses comprises entre 80 et 150 km/h. Cependant, les experts sont arrivés à la conclusion qu'il est techniquement possible d'augmenter la vitesse des ekranoplanes à 350 km/h ou plus.

Pour comparer les capacités des ekranoplanes et des véhicules à grande vitesse des types que nous connaissons déjà, nous utilisons un indicateur visuel tel que la qualité aérohydrodynamique K, qui est le rapport entre la force de levage (utile) de l'appareil et la valeur de résistance. du milieu (eau, air) à son mouvement. Rappelons que la puissance nécessaire pour se déplacer à une vitesse donnée dépend de la valeur de K et, par conséquent, du poids de la centrale et, surtout, de la consommation de carburant.

Pour les planeurs avec des vitesses de 60-80 km/h, la qualité hydrodynamique est K = 6÷8, pour les navires à dérives sous-marines avec des vitesses proches K = 10÷12, pour les aéroglisseurs K = 12÷16 (en tenant compte du boost de 4-5 ), et pour les avions la qualité aérodynamique est K=16÷17. Pour les ekranoplans existants, les valeurs de A sont 19-25, ce qui signifie par exemple que pour se déplacer à la même vitesse, un ekranoplan nécessite trois fois moins de puissance qu'un planeur.

Il s’agit maintenant de concrétiser pratiquement cet avantage théoriquement incontestable. Probablement, un peu plus de temps s'écoulera et des hydravions - des ekranoplanes - apparaîtront au-dessus de nos rivières et de nos lacs. Et nous ne serons pas surpris par eux, tout comme nous ne sommes pas surpris par le spectacle de navires volant sur leurs ailes ou, surtout, d'avions volants.

De l'histoire des ekranoplanes

Apparemment, le premier d'entre eux a été créé par l'ingénieur finlandais T. Kaario. Au cours de l'hiver 1932, sur la surface gelée du lac, il teste un ekranoplan tracté par une motoneige. Plus tard, en 1935-1936. Kaario a construit un appareil amélioré, déjà équipé d'un moteur à hélice, et a ensuite constamment amélioré la conception de ses ekranoplanes ; Il a testé la dernière modification - "Aerosleigh No. 8" en 1960-1962. (Fig. 1).

En 1939, l'Américain D. Warner, impliqué dans des expériences visant à réduire la résistance des bateaux à grande vitesse, développe une conception de bateau équipé d'un système d'ailes porteuses (Fig. 2). Pour faciliter l'accès au mode de conception de vol à proximité de l'écran, il était prévu d'équiper cet appareil d'un système de gonflage doté de deux ventilateurs puissants.

Dans les années 40, de vastes expériences ont été menées en Suède sous la direction de I. Troeng. Deux ekranoplans ont été construits selon le schéma des « ailes volantes » (Fig. 3), c'est-à-dire des catamarans dotés d'une aile porteuse.

Dans les années d'après-guerre, les travaux de création d'ekranoplanes ont commencé aux États-Unis. Depuis 1958, le célèbre concepteur d'avions W. Bertelson a construit et testé trois appareils. Il s'agit des "Arcopters" "GEM-1" (Fig. 4), "GEM-2", "GEM-Z", réalisés à peu près selon le même design, mais ayant des tailles différentes. Un ekranoplan biplace - une « aile volante » (Fig. 5) avec une hélice poussante a été construit par N. Diskinson. La société américaine Lockheed a testé trois appareils, dont le dernier (« bateau volant ») est représenté sur la Fig. 6.

Un modèle habité automoteur de l'ekranoplan transcontinental à passagers de 1 000 tonnes "Big Weylandcraft" a été construit selon la conception de X. Weyland (Fig. 7). Il s'agit d'un catamaran de quatre tonnes doté de deux ailes porteuses situées l'une derrière l'autre (type tandem). Lors des premiers essais en vol, le modèle s'est écrasé.

L'hydravion à voilure X-112, conçu par A. Lippisch, est construit selon une conception purement aéronautique et ressemble à un hydravion (Fig. 8).

Au Japon, la société Kawasaki crée avec succès des ekranoplanes. Le dispositif « KAG-Z » qu'elle a construit (Fig. 9) est un catamaran doté d'une aile porteuse et d'un puissant moteur hors-bord. Une description plus détaillée en est donnée dans le prochain article.

Dans notre pays, au début des années 30, un projet très intéressant d'ekranoplan de transport bimoteur a été développé par le concepteur d'avions P. I. Grokhovsky. En 1963, les étudiants de l'OIIMF, sous la direction de Yu. A. Budnitsky, ont construit un ekranoplan monoplace conçu selon la conception « à aile volante » avec deux moteurs de moto (Fig. 10).

Aérodynamique d'un ekranoplan

La position de l'aile au-dessus de l'écran est caractérisée par sa hauteur relative :

où h est la hauteur du bord de fuite de l'aile au-dessus de l'écran, et b est la corde de l'aile. Il a été établi que l'influence de l'écran sur le fonctionnement de l'aile commence à s'affecter à partir de h
Du fait de la proximité de l’écran, la traînée de l’aile est également réduite, principalement du fait d’une diminution de sa traînée inductive (Fig. 13). Rappelons que la cause de la traînée inductive sont les tourbillons qui apparaissent aux extrémités de l'aile en raison du flux d'air du dessous du plan inférieur (zone de haute pression) vers le supérieur (zone de raréfaction). La résistance du profil, provoquée par les forces de pression et de frottement, change relativement peu à mesure que l'aile se rapproche de l'écran.

À mesure que l'aile s'approche de l'écran, la qualité K peut augmenter de 1,5 à 2 fois ou plus par rapport à sa valeur pour la même aile, mais de haute altitude; Dans le même temps, on peut noter que dans ce cas, les valeurs maximales de K sont atteintes à des angles d'attaque inférieurs. Naturellement, K près de l’écran, ainsi qu’à haute altitude, dépend fortement des caractéristiques de l’aile elle-même. A noter que les profils d'ailes utilisés sur les ekranoplans diffèrent peu dans leurs caractéristiques principales. Sur l'e-ranoplan "OIIMF-2", un profil d'une épaisseur relative de C = 10÷12% est utilisé.

Lors du calcul de la surface de l'aile, la valeur déterminante est la charge spécifique par unité de surface. Pour les ekranoplans existants, cette valeur est relativement faible (35-50 kg/m2), ce qui s'explique par la volonté de limiter la puissance du moteur du dispositif expérimental.

Dispositifs pour améliorer la qualité des ailes

Pour améliorer les caractéristiques de vol et surtout de décollage et d'atterrissage des ekranoplans, leurs ailes sont équipées (Fig. 14) de volets, de volets, d'amortisseurs et de rondelles d'extrémité. Des ailes rotatives sont utilisées.

Rappelons que la déflexion des volets et des volets entraîne une augmentation de la force de portance de l'aile, principalement due à l'augmentation de la concavité de son profil. Les rondelles d'extrémité réduisent le flux d'air à travers les extrémités des ailes, et à proximité de l'écran elles assurent la formation d'un circuit semi-fermé avec une zone de pression accrue sous l'aile. Sur les ekranoplans, on utilise généralement des rondelles unilatérales, situées uniquement sur la face inférieure de l'aile.

Caractéristiques de la disposition aérohydrodynamique

Il existe deux schémas d'aménagement pour les ekranoplanes : « aile volante » et avion.

La première se caractérise par le fait que l'aile porteuse repose à ses extrémités sur deux flotteurs, qui font simultanément office de rondelles d'extrémité. Les avantages de ce système sont une qualité aérodynamique élevée (en raison de l'absence de coque et de superstructures développées) et la possibilité d'utiliser le volume de l'aile elle-même pour accueillir des marchandises. Le principal inconvénient est la difficulté de résoudre le problème de stabilité et de navigabilité ; (surtout pour les petits véhicules).

Dans la conception d'un avion, en raison du petit rapport d'aspect des ailes λ, l'influence du corps (fuselage) de l'avion est relativement forte, ce qui réduit la qualité. Cependant, des ailes à faible allongement sont installées sur la plupart des ekranoavions modernes (à l'exception du modèle X. Weiland), car avec une augmentation de λ = l/b, la navigabilité et les qualités opérationnelles de l'appareil se détériorent considérablement, par exemple, il y a un danger que le bout de l'aile touche la crête d'une vague. Pour une surface d'aile donnée, la valeur requise de K peut être obtenue en diminuant h, ce qui, comme on le sait, nécessite, à une altitude de vol donnée, une augmentation de la corde de l'aile, c'est-à-dire une diminution correspondante de λ.

Durabilité

Un ekranoplan, comme un avion, doit être capable de maintenir un mode de vol donné et d'y revenir de manière autonome (sans intervention du pilote) après, par exemple, un coup de vent. Lorsque le véhicule se déplace, la stabilité longitudinale est largement déterminée par la position relative de son centre de gravité CG et de la focalisation aérodynamique F (Fig. 15), c'est-à-dire le point par rapport auquel le moment de la force aérodynamique totale de l'aile ne dépend pas sur l'angle d'attaque à vitesse de vol constante. Si le centre de gravité de l'avion est situé en avant du foyer, l'avion a une stabilité longitudinale statique (surcharge). Pour les ekranoplans, le problème de la stabilité est beaucoup plus compliqué, puisque la position du foyer de l'aile de l'ekranoplan dépend non seulement de l'angle d'attaque, mais aussi de h.

En soufflant des modèles, il a été établi que les ailes couramment utilisées n'ont pas de stabilité longitudinale, c'est pourquoi tous les ekranoplans modernes (comme les avions) doivent être équipés de stabilisateurs ou d'autres dispositifs qui déplacent leur F vers la queue de l'appareil (augmentant ainsi la distance entre le CG et F). Le problème de la stabilité longitudinale a été résolu avec le plus de succès sur l'avion X-112, sur lequel il est assuré principalement par un stabilisateur développé monté en hauteur sur la queue verticale, hors de l'influence de l'écran.

Quant à la stabilité latérale des ekranoplans, elle sera presque toujours assurée : si le véhicule roule sur la console d'aile en s'approchant de l'écran, la force de portance augmente et un moment de redressement apparaît.

La stabilité directionnelle (directionnelle) est assurée par à peu près les mêmes méthodes que celles adoptées dans l'aviation, c'est-à-dire par une sélection appropriée de la zone de la queue verticale (aileron aérien) et de sa position par rapport au centre de gravité de l'ekranoplan. Dans ce cas, bien entendu, la disposition générale de l'appareil joue un rôle important, notamment la position du point d'application de la poussée de l'hélice.

Contrôlabilité

Pour contrôler le cap, un ou deux gouvernails pneumatiques sont le plus souvent installés, généralement situés dans le jet à hélice pour augmenter l'efficacité. Si une hélice est utilisée, un gouvernail à eau conventionnel ou un moteur hors-bord est utilisé.

Une certaine difficulté est présentée par la forte dérive de la circulation caractéristique des ekranoplans ; après tout, ils n’ont ni partie immergée de la coque ni entretoises d’hydroptère. La possibilité d'effectuer des virages serrés avec l'aile principale coulissante est limitée par la proximité dangereuse de la surface de l'eau ou de la Terre.

Pour la contrôlabilité dans le plan longitudinal, presque tous les ekranoplans, y compris ceux à hélice, sont équipés d'une gouverne de profondeur ou d'un volet. Les mêmes appareils sont utilisés lors du lancement d'un ekranoplan et pour l'équilibrer dans le mode de vol sélectionné.

La contrôlabilité des véhicules dans le plan transversal, c'est-à-dire en roulis, nécessaire pour contrecarrer les moments d'inclinaison et effectuer des virages, s'effectue à l'aide d'ailerons, d'élevons (c'est-à-dire les mêmes ailerons, mais remplissant simultanément les fonctions de gouvernes de profondeur) ou d'ailerons planants (t , c'est-à-dire des ailerons pouvant également fonctionner en mode volets. La superficie de ces avions supplémentaires est assez grande, puisque la vitesse de l'ekranoplan est encore nettement inférieure à la vitesse de l'avion. Ainsi, la superficie totale de l'empennage en forme de V du KAG-Z est de 3,2 m 2, soit environ 35 % de la superficie de l'aile principale.

Moteurs et propulseurs

La puissance du moteur des ekranoplanes, en règle générale, est relativement faible : par rapport au poids total de l'ekranoplane, elle varie de 80 à 160 ch. St.

La plupart des ekranoplans modernes sont propulsés par une hélice. Ses avantages sont évidents : c'est la capacité d'atteindre des vitesses élevées et d'assurer les qualités amphibies de l'appareil.

Une hélice fonctionnant dans l’eau est moins couramment utilisée. Son aspects positifs sont relativement petits en taille et peu bruyants, et surtout - une efficacité plus élevée à des vitesses allant jusqu'à 100-120 km/h. Ainsi, sur les amarres, la poussée spécifique développée par les hélices varie entre 2-3 kg/l. s., et pour les bateaux à rames, il atteint 4-5 kg/l. Avec.

Dispositifs de démarrage

Pour atteindre le mode de mouvement principal, un ekranoplan, comme un hydravion ou un hydroptère, doit développer une vitesse à laquelle la force de portance des ailes devient égale au poids de l'appareil et le soulève hors de l'eau. Des tests sur modèle ont établi que la résistance maximale au mouvement (la « bosse » sur la courbe de résistance) se produit à des vitesses de 40 à 60 % de la vitesse de décollage.

De la fig. 16, on peut voir que la bosse de la résistance totale R apparaît en raison d'une augmentation de sa composante hydrodynamique W avec l'augmentation de la vitesse en mode nage. C'est la bosse de traînée à la vitesse critique υ cr qui correspond à la valeur minimale de la qualité aérohydrodynamique K de l'ekranoplan. Si la poussée maximale de propulsion est insuffisante (courbe 1), l'ekranoplan ne pourra pas surmonter la bosse de traînée et continuera à planer à une vitesse correspondant au point α.

L'ampleur des changements de résistance pendant le décollage peut être observée, par exemple, sur la courbe de résistance de l'ekranoplan X-112 (Fig. 17). En atteignant le mode de conception, R est passé de 25-35 à 10 kg et la qualité hydrodynamique K (avec un poids D = 231 kg) est passée de 7,7 à 23.

Pour surmonter la bosse de traînée pendant la course au décollage et atteindre le mode conception, il serait nécessaire d'augmenter brièvement la puissance du moteur de 2,5 à 3,5 fois par rapport à celle requise pour le vol. En pratique, l'augmentation de la force de portance qui pousse la coque hors de l'eau au moment de l'accélération est obtenue en utilisant tous les dispositifs de démarrage : volets, becs, voilure tournante, hydroskis et systèmes de gonflage.

Sur la motoneige n°8, par exemple, il s'agit de deux petites ailes rotatives installées entre les rondelles latérales du jet à hélice. Au moment du décollage, l'aile médiane est positionnée grâce à un entraînement manuel de manière à ce que le jet d'air lancé par l'hélice soit dirigé sous l'aile porteuse principale. En conséquence, un coussin d'air à pression accrue est formé dans un volume semi-fermé sous l'aile principale, clôturé sur les côtés par des rondelles flottantes, et dans la partie arrière par des volets abaissés. Ainsi, même en l'absence de mouvement vers l'avant, une force de portance importante se développe sur l'aile, soulevant l'appareil hors de l'eau.

Le dispositif de lancement sous forme d'hydroskis, c'est-à-dire d'hydroptères de faible allongement (λ = 0,1÷0,2 ou moins), n'a jusqu'à présent été utilisé que sur l'ekranoplan de X. Weiland. On pense que leurs avantages sont une qualité hydrodynamique assez élevée (K = 5÷6), la capacité de réduire les surcharges de l'appareil lors des déplacements par mer agitée et la simplicité.

Le dispositif de démarrage sous la forme d'un système de soufflage spécial composé de deux ventilateurs entraînés par une turbine à gaz est fourni uniquement sur l'ekranoplan Columbia.

Les dispositifs de lancement peuvent également être utilisés pour réduire les surcharges lors de l'atterrissage, notamment dans des conditions hydrométéorologiques difficiles.

Conception de logements

En termes de conception de la coque, des flotteurs, des ailes et d'autres éléments, les ekranoplans modernes rappellent à bien des égards un avion. La plupart des appareils sont constitués d'alliages légers, principalement d'aluminium, et l'épaisseur de la peau et des profils de l'ensemble (par exemple, pour l'ekranoplan OIIMF) est comprise entre 0,5 et 2,0 mm.

Les appareils de W. Bertelson sont quelque peu différents des autres, sur lesquels est utilisée une structure en treillis constituée de tuyaux en acier léger avec revêtement en duralumin. La conception de l'ekranoplan de N. Diskinson est originale : l'aile porteuse et les flotteurs sont constitués de blocs de mousse solides, liés entre eux par un fin câble d'acier.

De nouveaux matériaux de construction sont utilisés à plus grande échelle. Par exemple, une partie de la peau du KAG-Z est en fibre de verre.

1. Le lecteur trouvera les bases de la théorie des ailes dans l'article publié par E. A. Aframeev et V. V. Weinberg. On rappelle ici l'expression liant la puissance N p et les principales caractéristiques de conception de l'appareil :

où G est son poids, υ est la vitesse donnée.

2. Lorsque les vitesses augmentent jusqu'à 140-150 km/h, la valeur de K due à la cavitation des ailes chute à 5-6, tandis que pour les ekranoplans, elle reste inchangée. Cela rend la conclusion en faveur des ekranoplans encore plus évidente.

SANDALES DE NEIGE. Deux modèles de sandales (Fig. 13, 14), portées directement sur des chaussures de ski, ont été inventées par les Américains K. Herold et D. MacDonald. Vous pouvez confectionner vous-même une paire de sandales de votre choix en quelques heures.

Sélectionnez une planche de bouleau lisse de 30 mm d'épaisseur et des lanières de cuir. Tenez-vous sur la planche avec votre botte droite de manière à ce que le grain du bois longe la botte. Tracez son contour avec un crayon. Faites de même pour la chaussure gauche. Prévoyez une marge de 15 à 20 mm le long des contours à gauche et à droite, et de 30 à 40 mm à l'avant et à l'arrière.

Redressez le contour le long longs côtés. Coupez les pièces avec une scie à métaux. Utilisez un couteau pour couper soigneusement le fond

plat, lui conférant une légère convexité au milieu. Faites des rainures sur la surface latérale. Utilisez des clous pour meubles pour clouer les dossiers et les sangles dans les rainures. La sandale d'Herold reste fermement sur la surface de glissement

tournez les lames basses. Grâce à eux, il sera plus facile de faire des virages. Les sandales McDonald's ont un design plus faux et des orteils fermés sur le devant.

V. ZAVOROTOV Fig. V. LA PATRICE

ÉCRAN Vol

ESKA-1 est un bateau de sauvetage amphibie à effet de sol, créé par un groupe de jeunes spécialistes du Laboratoire central des nouveaux types d'équipements de sauvetage.

ESIA est un aéroglisseur, mais spécial. Généralement, les bateaux de ce type sont équipés de ventilateurs qui créent un coussin d'air. Dans un ekranojet, cela se produit en raison du flux d'air venant en sens inverse : une surpression se forme entre l'aile et l'écran (surface). Cela crée une portance sous l'aile de l'appareil.

Ekrgnolet peut glisser rapidement le long de la surface de l'eau d'un lac ou d'un réservoir, décoller facilement de l'eau et voler à un mètre d'altitude.

L'ekranolet est équipé d'un moteur de moto de 30 chevaux et peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 120 km/h.

Nous avons parlé en détail du véhicule à effet de sol ESKA-1 dans l'UT n°2, 1974.

Nous vous proposons donc de réaliser une maquette d'ekranopet.

Les dessins du modèle sont réalisés à l'échelle 1 : 33 à partir de la taille naturelle.

Pour travailler, Eam aura besoin de : du papier à dessin, du carton épais, plusieurs trombones, des morceaux de liège et du film transparent. Outils conventionnels : couteau ou scalpel, ciseaux, poinçon.

Le modèle est constitué d'un cadre en carton dont les parties sont marquées de lettres, d'un revêtement en papier - ses parties sont numérotées en chiffres arabes, et de parties en fil de fer - elles sont marquées de chiffres romains.

CADRE. Tout d'abord, réalisez les parties en carton du cadre de la coque : B, C et les cadres A, D, D, E, R, C. Vous devez copier et découper ces pièces très soigneusement - elles s'emboîteront alors exactement. A l'aide du schéma de montage, collez le châssis de la carrosserie. A l'endroit indiqué par la flèche, collez la cabine 19 avec le siège 18 et la poignée de commande V (sa base est enveloppée de ruban de papier 17 avec de la colle). Collez des morceaux de liège des deux côtés de la partie B.

Vous pouvez maintenant commencer à coller le cadre de la carrosserie avec les pièces en papier. Tout d'abord, collez les peaux 9 et 16. Collez les parties inférieures 14 et 15 par le bas et la partie 2 par le haut.

Selon les lignes de pliage indiquées sur le dessin, pliez la pièce 4 1 et insérez-la dans les interstices entre la cabine 19 et le boîtier 16. Collez la pièce 4 par dessus puis collez la pièce 3 sur la pièce 3 1. Le résultat est. Pare-brise fixer avec de la colle à l'endroit désigné.

QUILLE. Sa partie puissance - le châssis - est déjà prête, il ne reste plus qu'à coller le boîtier 10 en place.

Le STABILISATEUR est collé à partir de la partie papier 11, à l'intérieur de laquelle du carton est préalablement inséré -*

Dans les magazines scientifiques populaires soviétiques et étrangers, des rapports ont été publiés à plusieurs reprises sur des véhicules à effet de sol volant à basse altitude, notamment le bateau de sauvetage amphibie expérimental soviétique ESKA-1. Cette machine de construction amateur, qui a passé avec succès un cycle d'essais en vol, a été conçue par les ingénieurs moscovites A. Gremyatsky, E. Grunin, S. Chernyavsky, Yu. Gorbenko et N. Ivanov. Les essais en vol ont été effectués par l'ingénieur A. Gremyatsky, puis par le pilote A. Baluev. ESKA-1 a été exposé à l'une des expositions centrales du NTTM et a reçu une médaille de bronze de l'Exposition des réalisations économiques de l'URSS, et ses créateurs ont reçu le badge des lauréats du NTTM.

À PROPOS fondements théoriques le vol proche de l'écran et la conception d'ESKA-1 sont racontés par l'un de ses créateurs, E. Grunin.

L'histoire de l'ekranolet remonte au milieu des années 30, lorsqu'un hybride d'un avion, d'un hors-bord et d'un aéroglisseur a été construit. Son créateur, l'ingénieur finlandais Thomas Kaario, est considéré comme le pionnier de la construction d'ekrano-flights.

Les conceptions des premières machines, malgré la variété et l'exotisme extérieur des formes, ne se distinguaient pas par la sophistication de leur élaboration. À cette époque, il n’existait pas de théorie cohérente sur le vol sur écran. Des projets ont été créés sur la base de grande quantité les données expérimentales et les appareils se sont naturellement révélés imparfaits. La pierre d'achoppement pendant cette période et plus tard - à la fin des années cinquante - était le problème de la stabilité longitudinale.

Le premier à le résoudre fut le concepteur d'avions A. Lippisch. En 1964, il construit le véhicule à effet de sol X-112 et le teste avec succès. Puis, en 1972, un autre appareil est sorti : le X-113A. Fabriqué à partir de fibre de verre, il présentait d'excellentes propriétés de vol et atteignait un rapport portance/traînée de 30 !

Qu'est-ce qu'un ekranolet ? Il s'agit essentiellement d'un hydravion avec une aile modifiée. La disposition aérodynamique lui permet de voler aussi bien loin que près de l'écran, sur terre ou dans l'eau. surface, la figure 3 montre la courbe classique d'augmentation de la qualité aérodynamique d'un avion avec une altitude de vol relative décroissante. Une influence notable de l'écran sur les caractéristiques de l'aile se manifeste à des altitudes inférieures à la longueur de sa corde aérodynamique moyenne (MACH). Ici, le modèle de flux est différent de celui lors du déplacement en dehors de l'écran. A une très petite distance, mesurée en centimètres, l'augmentation de la pression sous l'aile est proche de la valeur de la pression de vitesse et la force de portance augmente fortement en raison de la pression dans l'écoulement stagnant. L'écoulement bidimensionnel autour du profil est représenté sur les figures 5 et 6. La physique du phénomène est claire : loin de l'écran, la force de portance se forme principalement en raison de la raréfaction au-dessus de l'aile, et à proximité - en raison de l'augmentation en pression en dessous.

1 - poignée de commande, 2 - pédales, 3 - batterie, 4 - récepteur de pression d'air, 5 - broche d'antenne, 6 - partie amovible de la lampe de poche, 7 - compartiment équipement, 8 - extincteur, 9 - hélice, 10 - moteur, 11 - capot moteur, 12 - support moteur, 13 - tige de commande de profondeur, 14 - trappes amovibles pour accéder au câblage de commande, 15 - quille, 16 - stabilisateur, 17 - gouverne de profondeur, 18 - gouvernail, 19 - gouvernail à eau, 20 - gaz réservoir, 21 - sièges pilote et passager, 22 - tableau de bord, 23 - bouton de commande moteur (secteur papillon), section B - B, V - C, G-G, D-D, E-E, F - F et nervures la section centrale a été agrandie .

Le graphique, appelé polaire en aérodynamique, montre comment la proximité de l'écran affecte la portance et la traînée (Fig. 7). À mesure que l’altitude relative de vol diminue, Cy augmente et Cx diminue. Un brusque changement polaire se produit vers le haut et vers la gauche. Elle reçoit un maximum moins prononcé, car la perturbation de l'écoulement sur le contour supérieur du profil a moins d'effet sur l'ampleur de la force de portance. Cela conduit à une augmentation significative de la qualité aérodynamique de l'ensemble de l'appareil. Pour ESKA-1, par exemple, il atteint 25.

La situation est plus compliquée en matière de stabilité et de contrôlabilité. Pour les conditions de vol, ces paramètres des véhicules à effet de sol sont encore peu étudiés, d'autant plus qu'ils changent généralement fortement lors d'un changement de mode de déplacement ou d'un changement d'altitude.

Regardons comment l'ekranolet se comporte en mode écran. Supposons qu'il se déplace à quelques centimètres au-dessus de l'eau. L’image du flux d’air autour de l’aile est la suivante : La pression sous l’aile augmente, l’effet écran commence à s’opérer et la qualité augmente. Mais il faut payer cher pour cela : à une vitesse de plus de 200 km/h, l'ekranolet perd soudainement sa stabilité et se retourne sur la poupe. C'est exactement ainsi que Donald Campbell est mort en 1967 sur le Blue Bird et sept ans plus tard - Cesare. Scotti sur le bateau-tunnel.

Ce qui s'est passé? La solution a été trouvée : une modification de l'écoulement autour de l'aile entraînait une détérioration de la stabilité longitudinale. Le foyer aérodynamique du véhicule à effet de sol, si constant en vol en altitude, s'est soudainement divisé en deux au niveau de l'écran, et chacune de ses « moitiés » a commencé à errer le long de la corde de l'aile et à se comporter différemment : on a commencé à suivre l'angle d'attaque, l'autre est devenu dépendant de la distance à l'eau. On les appelait ainsi : le plus « capricieux » - se concentre sur la hauteur, l'autre - se concentre sur l'angle d'attaque.

« capricieux » voilà pourquoi. Si une aile rectangulaire ordinaire avec un rapport d'aspect de 0,5-2 est équipée de rondelles d'extrémité (afin que l'air ne s'écoule pas de dessous) et rapprochée de l'écran dans le flux de la soufflerie, alors la mise au point en hauteur commencera pour reculer le long de la corde. Lorsque la hauteur relative de l'aile au-dessus de l'écran est égale à 5-6% du MAR, elle s'arrêtera et commencera à revenir. L'accent en termes d'angle d'attaque est plus constant et, avec une hauteur décroissante, ne se déplace que dans une seule direction - vers l'arrière, du bout du profil jusqu'à son milieu. Pour comprendre le modèle de décollage de la focalisation, les expérimentateurs ont examiné le plus Divers types ailes Il s'est avéré : en présence d'un écran, le degré de décollage dépend directement de la forme de l'aile en plan. Parmi celles-ci, une seule (!) a une course minimale au décollage - il s'agit d'une aile delta avec un bord de fuite en flèche vers l'arrière de 45-60° et un rapport d'aspect de 1,7-2. Forme géométrique Le foyer de l'aile en hauteur est placé devant le foyer en angle d'attaque. Et c'est la condition principale de la stabilité longitudinale en vol au-dessus de l'écran ! La figure 4 montre la position des principales forces aérodynamiques agissant sur le véhicule à effet de sol.

Les critères de sa stabilité longitudinale sont : la marge de stabilité en hauteur, c'est-à-dire la distance en fractions du MAR entre le centre de gravité de l'ekranolet et le foyer, à laquelle l'augmentation de portance qui se produit lors du changement d'altitude de vol est appliquée, et la marge de stabilité dans l'angle d'attaque - la distance entre le CG et le foyer dans l'angle d'attaque.

Pour que le véhicule à effet de sol puisse voler, et que le pilote n'ait pas peur de chavirer dessus, il faut, en choisissant une configuration aérodynamique, atteindre une position du foyer en hauteur devant le foyer dans l'angle d'attaque, ce qui s'exprime dans les calculs mathématiques sous la forme de l'inégalité :

ХF Н - ХF α< 0.

Si une force, par exemple une rafale de vent, pousse le véhicule à effet de sol contre l'eau, alors l'augmentation de la force de levage à la hauteur focale par rapport au centre de gravité crée un moment de plongée. L'angle d'attaque passera du positif au négatif. Immédiatement, un incrément négatif apparaîtra au point le long de l'angle d'attaque, ce qui provoquera un moment de tangage qui rétablit l'équilibre. Et rien de grave n’arrivera.

LE COMPROMIS EST L'ALLIÉ DU DESIGNER

L'ekranolet doit être léger et en même temps durable, technologiquement avancé à fabriquer et fiable en fonctionnement. Enfin, il faut que ce soit bon marché.

Après nous être posé ces exigences, parfois mutuellement exclusives, nous avons analysé un certain nombre de conceptions possibles et sommes arrivés à la conclusion que le plus simple serait un dispositif en bois utilisant largement du contreplaqué d'avion, ainsi que de la mousse plastique, de la fibre de verre et d'autres matériaux.

Pour l'aile ESKA-1, un profil TsAGI R-11-CLARK-U modifié avec un contour inférieur plat convenait. Il a fait ses preuves sur les modèles étudiés. L'aile a une torsion aérodynamique et géométrique ; l'épaisseur relative du profil au pied de l'aile est de 10 %, à l'extrémité de 12,5 %, et l'angle de déviation du profil par rapport à l'horizontale du bâtiment du véhicule à effet de sol depuis le pied jusqu'à l'extrémité de la console diminue de 4,5 à 2,5°.

L'aile est de plan triangulaire. La position du centre de gravité sous différents angles d'attaque et lors du changement de distance par rapport à l'écran change légèrement. Pour la stabilité latérale et la contrôlabilité, les consoles sont dotées de parties d'ailes amovibles (WWP) - des surfaces aérodynamiques équipées d'ailerons.

Fait intéressant : de nombreux ekranoplans ont une aile rectangulaire de faible allongement. Bien qu’il soit simple à fabriquer, il présente deux inconvénients importants. Premièrement, la position de son centre de pression dépend de l'angle d'attaque et de la distance à l'eau et varie de 15 à 65 % de la corde aérodynamique moyenne. Deuxièmement, lors de la circulation autour d'une telle aile avec des rondelles d'avion verticales d'extrémité, des tourbillons d'air se forment toujours, augmentant la résistance au mouvement et réduisant considérablement la qualité aérodynamique. C'est pour cette raison que nous avons abandonné l'aile droite.

Queue horizontale. Lors de sa conception, les éléments suivants ont été pris en compte : l'empennage monté derrière une aile à faible allongement est inefficace lorsque le véhicule quitte la zone d'influence de l'écran - une augmentation du biseau d'écoulement derrière l'aile conduit au fait que le sol Le véhicule à effet est équilibré à des angles d'attaque élevés et la queue se retrouve dans des conditions d'écoulement défavorables. Nous l'avons installé au bout de l'aileron - l'endroit le plus éloigné de l'aile où il n'y a pas lieu d'avoir peur du biseau d'écoulement. Les dimensions de la queue ont été choisies de telle sorte que la marge de stabilité statique longitudinale permette au véhicule à effet de sol de voler à la fois près de l'écran et en altitude.

Riz. 3. Dépendance de la qualité aérodynamique à l'altitude relative de vol.

Puisque ESKA-1 part de l’eau, il a besoin de flotteurs et d’une surface planante de la coque du bateau. Ce sont les parties les plus importantes de tout véhicule à effet de sol ; avec leur aide, il développe la vitesse nécessaire pour décoller de l'eau.

Lors du décollage, la traînée aérodynamique augmente rapidement, puis la portance de l'aile devient égale au poids du véhicule, sa traînée diminue et celle-ci décolle de l'eau. Pour ESKA-1, la résistance maximale - environ 70 kgf - a été observée à une vitesse de 20 à 25 km/h (Fig. 6).

Une autre caractéristique de la configuration hydrodynamique de l'ESKA-1 est que lorsqu'elle est à flot, tout le bord de fuite de l'aile est légèrement immergé dans l'eau et, à une vitesse de 40 à 50 km/h, il agit comme une surface au sol. Aucune résistance importante aux vagues n'est créée et le mouvement de l'appareil est fluide, car l'aile repose sur de nombreuses crêtes de vagues. A la vitesse de décollage, l'ekranolet touche l'eau uniquement avec le bord de la coque et l'aile ne subit pas de charges de choc...

C'est ainsi que, grâce à des compromis et des astuces de conception, nous avons conçu notre voiture. Mais cette approche de la conception a porté ses fruits : quatre années d'exploitation ont confirmé la combinaison raisonnable d'idées intégrées dans sa conception.

CONCEPTION ESKA-1

Le fuselage de l'ekranolet est un bateau. Il contient : la cabine de l'équipage, les instruments, les équipements, le carburant. Les consoles d'aile, un moteur à hélice et un aileron à empennage horizontal sont fixés à l'extérieur.

L'essentiel dans un bateau est une charpente assemblée à partir de cadres et de longerons. Il y a 15 cadres, ils sont constitués de lattes de pin reliées par des bossages en tilleul et des équerres en contreplaqué. Les cadres n°4, 7, 9, 12 et 15 sont des cadres de puissance. Le plus chargé est peut-être le neuvième : les consoles d'aile y sont amarrées, et sa partie inférieure sert de rebord redan.

Limons en pin : 4 - d'une section de 20 X 20 mm et 12 - 16 X 10 mm. Au bas du fuselage, là où les côtés rejoignent le fond, se trouvent deux longerons zygomatiques en hêtre d'une section de 20 X 20 mm.

Un élément important du groupe motopropulseur est une quille en forme de boîte située au fond du bateau le long de l'axe de symétrie. La quille est formée de deux étagères (supérieure et inférieure), reliées par des parois en contreplaqué de 2 mm d'épaisseur. Largeur de l'étagère : 20 mm, l'épaisseur est variable : dans la partie avant de l'étagère elle est de 12 mm, dans la zone du rodan - 20 mm. Sur toute la longueur du quillard, ses parois en contreplaqué sont renforcées par des entretoises.

La coque est recouverte de contreplaqué d'avion d'épaisseur variable : dans le nez - deux mm, puis l'épaisseur augmente progressivement et dans la zone redan atteint 7 mm. Nous étions convaincus de la faisabilité d'un tel renforcement après une collision avec un chicot flottant. La doublure solide n’y aurait pas résisté.

Sur les côtés il y a du contreplaqué de 2 mm d'épaisseur, sur le garrot - 1 mm. À l'extérieur, l'ensemble du bateau est recouvert d'une couche de fibre de verre de qualité ASTT(b)S recouverte de résine époxy. Pour que le bateau ne capte pas d'eau et ait une surface propre et lisse, ce qui est important pour son écoulement, la peau est nettoyée, traitée avec du mastic époxy et peinte avec de l'émail synthétique, puis recouverte d'une couche de vernis parquet.

La plupart des équipements et instruments de l'ekranolet sont situés à la proue du bateau : crochet de remorquage, PVD - récepteur de pression d'air TP-156 (pour mesurer la vitesse de vol et l'altitude), broche d'antenne de station radio, batterie.

Au milieu du bateau se trouve la cabine du pilote. Il contient deux sièges d'avion l'un derrière l'autre avec ceintures de sécurité et niches pour parachutes. La banquette arrière est située près du centre de gravité de l'ekranolet afin que le centrage du véhicule dépende moins du passager. Le plancher du cockpit est en feuille de polyéthylène ; en dessous se trouve le câblage permettant de contrôler les ailerons, les gouvernes de profondeur et les gouvernes de direction. À gauche du siège du pilote sur le panneau se trouvent une poignée de commande moteur (secteur papillon) et un bloc d'interrupteurs à bascule électriques. Dans le cockpit, sur le châssis n°4, se trouve un tableau de bord avec indicateurs de vitesse, d'altitude, de rotation et de glissement, ainsi qu'un variomètre, un compas, un indicateur d'attitude, un compte-tours, un ampèremètre, un voltmètre et des indicateurs de température de culasse moteur. La cabine est recouverte d'un auvent transparent. Sa partie avant est fixée fixement au fuselage, la partie arrière est amovible. Les verrous du toit facilitent l'ouverture de la cabine. DANS situation d'urgence L'ekranolet peut être rapidement quitté en laissant tomber la lanterne.

Suspendu au cadre n°10 sur un support spécial réservoir d'essence. Il est tiré jusqu'au berceau avec des bandes métalliques recouvertes de feutre. Les points d'attache de la quille et du longeron auxiliaire de l'aile sont montés sur le châssis n°15.

Pour faciliter le transport et la réparation de l'ekranolet, son aile est réalisée sous la forme de deux consoles, amarrées au bateau avec des boulons M10. Unités d'accueil avant et arrière - supports en acier 30KhGSA. Ils sont reliés aux ailes du longeron avec des boulons M5 et, comme l'aile elle-même, sont conçus pour résister à une surcharge quatre fois supérieure avec un facteur de sécurité de 1,5, c'est-à-dire que la marge de sécurité totale est de 6. Cette marge est tout à fait suffisante pour le fonctionnement normal de le dispositif.

La console est une structure à longeron unique avec une paroi auxiliaire arrière, quatre longerons à neuf nervures.

A - résistance aérodynamique, G - résistance hydrodynamique, C - totale, T - poussée disponible, I - poussée excédentaire ; a - mode nage, b - planage, c - surmonter la « bosse » de résistance, d - décollage de l'eau, e - vol.

Le longeron principal est constitué de deux brides, de parois et d'un diaphragme. La semelle supérieure a une épaisseur de 34 mm à la racine et de 18 mm à l'extrémité du longeron, la semelle inférieure de 25 et 18 mm, respectivement. La largeur des étagères est de 38 mm sur toute la portée. Etagères collées à partir d'un jeu de lattes en pin une résine époxy dans une couchette de serrage spéciale. Les parois du longeron sont en contreplaqué VS-1 d'une épaisseur de 1,5 mm. De plus, à résistance égale, les fibres des couches extérieures du contreplaqué sont orientées selon un angle de 45° par rapport à l'axe du longeron. Le diaphragme a été réalisé à partir de planches de pin d'une section de 34X8 mm, collées aux étagères à l'aide de coins en tilleul. La hauteur du longeron dans le sens de l'envergure est déterminée par l'épaisseur du profil de l'aile.

Les nervures n° 1, 2, 3, 4 et 5 sont constituées de fermes et de poutres en treillis constituées d'étagères et de croisillons en pin, reliées entre elles par des goussets en contreplaqué. La nervure n°1 est puissante, solide, et les points de fixation de la console d'aile sont situés dessus. Les nervures n° 6, 7, 8 et 9 sont construites en poutres, avec des étagères en pin et des parois en contreplaqué de 1,5 mm d'épaisseur.

Le longeron arrière auxiliaire est similaire au longeron principal. Ses étagères sont de largeur constante 32 mm. L'épaisseur de la semelle supérieure à la racine du longeron est de 20 mm, à l'extrémité de 12 mm ; l'épaisseur du fond est respectivement de 15 et 10 mm. Des deux côtés, le longeron est recouvert de contreplaqué de qualité aéronautique d'un millimètre d'épaisseur.

Le spectacle est situé à l'extrémité de la console, en biais par rapport à celle-ci. Cachés sous la peau en contreplaqué se trouvent deux longerons, un longeron d'arc et six nervures. Le longeron avant est en caisson avec des brides de 25 X 12 mm et des parois en contreplaqué de 1 mm d'épaisseur. Longeron de canal arrière avec les mêmes brides et paroi.

L'aileron à fente se compose d'un longeron, de longerons avant et arrière et de cinq nervures de poutre. Longeron en canal avec étagères 15X10 mm et paroi en contreplaqué de 1 mm d'épaisseur. Des bossages en pin sont collés au longeron pour y installer des unités de suspension d'ailerons.

Les cavités internes de l'aile sont enduites deux fois d'huile siccative. L'aile OCW et les ailerons à l'extérieur sont recouverts de tissu AST-100, recouverts de quatre couches de vernis NTs-551 et peints avec de la peinture alkyde blanche.

Les flotteurs en mousse PVC-1 assurent la stabilité sur l'eau. Les ailes sont recouvertes d'une couche de fibre de verre ASTG(b)S et fixées avec des boulons M5 à la console de l'aile avec quatre pattes en acier 30KhGSA.

L'empennage est une quille avec un gouvernail et un gouvernail à eau et un stabilisateur avec une gouverne de profondeur. La quille est recouverte de contreplaqué millimétrique et constitue une structure conventionnelle composée de deux longerons, de huit nervures et d'un orteil. Longeron de canal arrière avec brides en pin 28X14 mm et paroi en contreplaqué de 1,5 mm d'épaisseur. Le longeron avant est du même type que l'arrière, sauf qu'il a des brides plus petites - 14X34 mm. Pour réduire la petitesse, les pointes des nervures de la quille sont cassées et forment un angle presque droit avec le bord d'attaque de la quille.

Le gouvernail se compose d'un nez recouvert de contreplaqué, d'un longeron, d'un longeron de queue et de treize nervures. Le volant est recouvert de tissu AST-100 et suspendu à la quille en deux points.

Le stabilisateur est de plan trapézoïdal, son profil est symétrique NASA-0009, l'angle d'installation est de plus 5° par rapport à l'horizontale du bâtiment du véhicule à effet de sol. Le cadre stabilisateur est assemblé à partir du longeron de la paroi auxiliaire du longeron avant et de 13 nervures. Le stabilisateur est boulonné aux quatre pattes des ailerons. Le nez du stabilisateur est recouvert de contreplaqué BS-1 de 1 mm d'épaisseur.

Le longeron stabilisateur a une section en caisson avec des loups de pin 20X12 mm et des parois en contreplaqué millimétrique. Il y a deux pattes sur le longeron pour fixer des entretoises en tuyaux en aluminium section en forme de goutte. Les tuyaux assurent la rigidité de l'ensemble quille-stabilisateur.

L'ascenseur est semblable au volant ; suspendu au stabilisateur en trois points. Le volant et le stabilisateur sont recouverts de tissu AST-100, recouvert de peinture et de dope.

L'installation à hélice comprend un moteur de moto bicylindre à carburateur à quatre temps M-63 d'une puissance de 32 ch. pp., un réducteur spécial avec un rapport de démultiplication de 1 : 2,3, une hélice en bois SDV-2 à pas fixe Ø1,6 m et un châssis moteur en tubes d'acier Ø 26 mm.

Le moteur est fixé au support moteur avec des boulons M8 via des amortisseurs en caoutchouc et est installé derrière le cockpit sur les unités de châssis motorisés n° 9 et 12. En mode puissance maximale, le moteur développe 4 700 tr/min. L'hélice reçoit 1900-2100 tr/min de la boîte de vitesses. Cela correspond à 95-100 kgf de poussée.

L'unité d'hélice est démarrée à l'aide d'un démarreur électrique ST-4. Il est installé sur le moteur et fait tourner l'arbre à cames via des engrenages. La source d'alimentation du démarreur électrique est une batterie CAM-28 d'une tension de 12 V. Pour que le système d'allumage fonctionne de manière fiable, le moteur est équipé d'une magnéto Katek entraînée depuis l'arbre à cames via un arbre d'extension intermédiaire.

Les carburateurs standards ne nous satisfaisaient pas par leur fonctionnement irrégulier, notamment en cas de changements brusques des conditions de fonctionnement du moteur. Nous les avons remplacés par un carburateur Weber-32 DSR.

Comme vous pouvez le constater, la conception d’ESKA-1 est, en principe, simple. Le bois, le contreplaqué et le tissu prédominent. Les pièces métalliques sont réduites au minimum et des qualités d'acier et d'alliages non rares sont utilisées pour leur production. Extérieurement, l'ekranolet est également assez simple, il y a peu de surfaces courbes complexes. Par conséquent, nous pensons qu'ESKA-1 peut être facilement reproduit par ceux qui ont l'intention de construire un ekranolet en utilisant précisément une telle structure en bois comme base.

DONNÉES TECHNIQUES DE L'ESKA-1 EKRANOLET

Propagation, m……………6.9

Longueur, m……………7,8

Hauteur, …………….2.2

Corde d'emplanture de l'aile, m……..4.11

Accord de fin, m………..1.0

Rétrécissement des ailes…………4.11

Allongement…………..1 996

Corde aérodynamique moyenne (MAC), m.

Surface de l'aile, m2……….13.15

Surface portante totale, m2……13,39

Aire de la queue horizontale, m?. . . 3.0

Surface verticale de la queue, m ; . . . . 3.6

Poids de la structure, kg…….234

Poids total du vol, kg……..450

Puissance du moteur, l. s……….32

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