В период 1935-39 годов комплекс экспериментальных и теоретических
работ по исследованию экранного эффекта провели Я.М. Серебрийский и
Ш.А. Биячуев ( “Труды ЦАГИ” , вып. 267 , 1936 и вып. 437 , 1939 ) .
Первые практические разработки экранопланов в нашей стране были
выполнены известным авиационным инженером и изобретателем П.И. Гр-
оховским во второй половине 30-х годов .
Большой вклад в популяризацию идеи экранопланов , разработку схе-мных решений и проведение экспериментальных исследований моделей
в аэродинамических трубах внес известный авиаконструктор Р.Л. Бартини
который настойчиво и плодотворно работал в этом направлении в последние годы своей жизни ( 70-е годы ) .
Однако , вне всякого сомнения , главная и определяющая роль в разработке и реализации экранопланов принадлежит Р.Е. Алексееву - выдаю-щемуся ученому и конструктору , идеологу и основоположнику отечественного крылатого судостроения . Вместе с коллективом ЦКБ по СПК он в значительной мере способствовал ускорению научно - технического прогресса
в области скоростного судостроения , сначала создав суда на подводных крыльях , а затем и экранопланы . Работа над экранопланами - самая зна-чительная и яркая страница творческой биографии Р.Е. Алексеева и ЦКБ
по СПК , которая приоткрывается только теперь .
Немало усилий для развития экранопланов приложили ученые многих организаций и институтов страны , и в частности ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова , ЦАГИ имени профессора Н.Е. Жуковского и летно - ис-
следовательского института имени М.М. Громова .
Успехам отечественного экранопланостроения во многом способствовало удачное стечение обстоятельств . Р.Е. Алексеев - талантливый конст-
руктор , изобретатель и архитектор , познавший водную стихию и законы гидродинамики на занятиях парусным спортом и апробировавший свои знания гидродинамики в работах по созданию судов на подводных крыльях , возглавил коллектив ЦКБ по СПК . Одновременно многие самолето-строительные организации и авиационные институты внесли в работы по
экранопланам достижения авиационных технологий . В стране имелось
необходимое материально-техническое обеспечение , прежде всего , соответствующие конструкционные материалы и высоко надежные авиационные двигатели Генерального конструктора Кузнецова и , наконец , все работы по экранопланам строго планировались и контролировались государственными органами .
Активная разработка экранопланов в ЦКБ по СПК ведется с начала
60-х годов , то есть с того времени , когда была создана серия СПК , определены границы их эффективного применения по сокрости движения и сфор-мированы научно-технические предпосылки для разработки экранопла-
нов .
На начальном этапе разработки экранопланов было закономерным использование идей , апробированных в работах по СПК на малопогруженных подводных крыльях . Первой была идея самостабилизации крыла
относительно границы раздела двух сред - воздуха и воды . Происходящие
физические процессы при обтекании воздушного крыла в условиях близости поверхности являются практически зеркальными по отношению к тем ,
которые имеют место при движении малопогруженного подводного крыла.
Отличие состоит лишь в том , что , во-первых , подводное крыло движется в значительно более плотной ( примерно в 800 раз ) среде и за счет этого им-еет значительно меньшую потребную площадь для создания необходимой
подъемной силы и , во-вторых , при приближении его к границе раздела
сред подъемная сила снижается , а у воздушного крыла наоборот возрастает . Такая идея полностью себя оправдала и является основной во всех разработках экранопланов .
Вторая идея - обеспечение продольной устойчивости за счет применения компоновки из двух крыльев , расположенных по схеме “тандем” - двух
точечная схема .
На первых порах обе идеи казались безупречными и по ним были проведены широкие исследования на малых моделях и созданы первые экспериментальные экранопланы , управляемые человеком , а также выполнены пректные разработки натурного экраноплана взлетной массой до 500
тонн . Однако более глубокие исследования показали , что схема “тандем”
работоспособна только в узком диапазоне высот , то есть в непосредственной близости от поверхности и не обеспечивает необходимой устойчивости
и безопасности при удалении от нее ( эксперименты на одном из таких экранопланов закончились аварией , а проектные разработки такого натурного экраноплана остановлены ) .
Дальнейший поиск компоновочного решения экраноплана привел к
использованию классической самолетной схемы ( одно несущее крыло - од-ноточечная схема и хвостовое оперение ) с необходимой модернизацией ее
для обеспечения устойчивости и управляемости при движении вблизи экранирующей поверхности .
Существо такой модернизации свелось в основном к двум аспектам :
- первый - выбор параметров основного несущего крыла и оптимизация его положения относительно других элементов компоновки ;
- второй - применение развитого ( увеличенного по размерам ) горизонтального оперения и расположение его по высоте и длине относительно
основного крыла на таком расстоянии , чтобы оно было наименее чувствительно к изменениям скосов воздушного потока , индуцируемых крылом в
зависимости от высоты движения и угла тангажа .
Указанные аспекты составили основу концепции , определившей око-нчательный выбор принципиальной компоновки экранопланов , принятых к реализации в начале 70-х годов . По такой компоновке было создано
десять экспериментальных экранопланов с постепенным увеличением их размеров и массы .
Самый большой экраноплан из этого ряда - экраноплан КМ был уникальным инженерным сооружением , дерзновенным творением Алексеева
Созданный в 60-х годах , он имел длину более 100 метров , размах крыла около 40 м , а в рекордном полете его масса достигала 540 тонн , что было в то время неофициальным мировым рекордом для летательных аппаратов.
Он был побит лишь недавно самолетом Ан-225 “Мрия” .
Экраноплан КМ прошел всесторонние испытания на протяжении поч ти 15 лет и замкнул цикл работ , связанных с апробированием идеи экранопланов в целом , а также отработкой научных основ их проектирования ,
строительства и испытаний .
Результаты этих работ позволили создать теорию и методологию проектирования и строительства практических образцов экранопланов . Одним из них стал транспортный экраноплан “Орленок” со взлетной массой
до 140 тонн , способный перевозить груз 20 тонн со скоростью 400 км/ч на дальность до 1500 км . Такой экраноплан может взлетать и садиться на воду при волнении моря до 2 м . Он обладает амфибийностью , то есть способностью самостоятельно выходить на относительно ровный берег с естественным покрытием , а также на специальную мелкосидящую понтон-пло-
щадку или по гидроспуску на подготовленную береговую площадку , что необходимо для базирования экраноплана .
Экраноплан “Орленок” представляет собой свободнонесущий моноплан , включающий в себя фюзеляж обтекаемой формы с гидродинамическими и амфибийными элементами в нижней части и развитое ( что отмечно выше ) хвостовое оперение .
Фюзеляж экраноплана имеет простую балочно-стрингерную конструкцию . В нем размещаются кабина экипажа , помещение для отдыха экипажа , отсеки радиоэлектронного и радиосвязного оборудования , грузовой
отсек , а также отдельный отсек вспомогательной силовой установкии бортовых агрегатов , обеспечивающих запуск двигателей главной силовой установки , работу гидравлической и электрической систем экраноплана .
Грузовой отсек занимает основную часть фюзеляжа , имеет силовой пол , оборудованный швартовочными устройствами со специальными гне-здами , которые позволяют выполнять несколько вариантов раскрепления грузов и колесной техники , а также блоков сидений для перевозки людей .
Для погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов и колесной техники
в носовой части экраноплана предусмотрен специальный грузовой разъем
представляющий собой уникальное устройство , не имеющее аналогов в отечественной и зарубежной практике .
Главная силовая установка состоит из одного маршевого турбовинтового двигателя типа НК-12 и двух стартовых турбовентиляторных двигателей типа НК-8 конструкции Генерального конструктора Кузнецова , доработанных применительно к морским условиям эксплуатации .
Турбовинтовой двигатель типа НК-12 обеспечивает экономичный кре-
йсерский полет и размещается на вертикальном оперении экраноплана в
районе установки стабилизатора . Такое относительно высокое расположение двигателя обусловлено необходимостью удаления его от брызг морской воды при старте , посадке и пробеге экраноплана , а также снижения
возможного засоления двигателя в полете от аэрозолей морской атмосферы , насыщенность которой , как известно , зависит от высоты над поверхностью моря .
Стартовые двигатели работают только при взлете экраноплана и оборудуются поворотными газовыхлопными насадками , предназначенными
для изменения направления струй двигателей при разбеге - под крыло для создания воздушной подушки ( режим поддува ) и при переходе в крейсерский режим - на горизонтальную тягу , обеспечивающую разгон экраноплана до крейсерской скорости движения . Необходимость указанных режимов работы стартовых двигателей с изменением направления газовых струй обусловили размещение их в носовой части фюзеляжа с определенным углом расположения относительно продольной оси экраноплана .
Воздухозаборники стартовых двигателей также , как и сами двигатели ,
вписаны в общий контур носовой части экраноплана с целью снижения аэродинамического сопротивления на крейсерском режиме движения .