Как влияет неровная поверхность на экраноплан?

Способность экранолета (самолета) летать с (небольшими) отклонениями высоты от земли называется устойчивостью по высоте. В общем случае устойчивость по высоте достигается, если производная коэффициента подъемной силы с увеличением высоты отрицательна. В этом случае уменьшение высоты (из-за волн и т. д.) вызывает увеличение подъемной силы. В результате самолет возвращается к исходной высоте за счет увеличения подъемной силы (при увеличении высоты происходит обратное).

Поскольку экранный эффект увеличивается по мере уменьшения высоты, проектирование экранолета с устойчивостью по высоте не очень сложно, и большинство спроектированных и эксплуатируемых экранопланов имеют стабильность по высоте. Хорошим примером является экраноплан «Лунь », который вернулся на свою высоту после того, как высота была изменена примерно на 0,5 м (из-за пуска ракеты).

" Лунь Экраноплан " ВМФ СССР - Фондовый архив ВМФ СССР. Через Википедию .

Кроме того, ограничения по состоянию моря являются масштабным явлением: чем крупнее экраноплан, тем с более суровым волнением он может справиться. Россияне (Советы) имеют наибольший опыт эксплуатации экранопланов, и, по их словам, предел волнения моря для 500-тонного самолета составляет около 2,5 м, а безопасная рабочая высота с точки зрения средней высоты волны определяется выражением:

$h = \frac{1.54 H_{\frac{1}{3}}}{2} + 0.1 c$

куда,

$h$- высота по вертикали, измеренная от средней высоты волны,

$c$это аккорд,

$H_{\frac{1}{3}}$является средним значением 1/3 самой высокой волны.

Когда эта высота превышает высоту эффекта земли, корабль работает как самолет с более низким КПД.

Основные проблемы при эксплуатации экраноплана в неспокойной воде (как вы заметили, в основном они эксплуатируются в «спокойном» море) двоякие:

• Взлет и посадка опасны при волнении моря из-за ударных нагрузок на корпус и крылья. Это самое важное ограничение для работы в бурном море.

• Устойчивость — Крыло уже неустойчиво, а у земли в районе большой подъемной силы тем более; по этой причине большинство экранопланов имеют пропорционально большую площадь хвостового оперения по сравнению с обычными самолетами. Хорошим примером является советский В -90 «Орленко» , площадь хвостового оперения которого составляла почти 50% поверхности крыла.

" А-90 Орленок " Каболды - Собственная работа. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Commons .

Основная проблема с волнами (или вообще с колебаниями высоты) заключается в том, что стабильность тангажа меняется с высотой. Это приводит к необходимости большой мощности управления для поддержания дифферента - еще одна причина для больших поверхностей управления хвостом. Как правило, самолет стабилен по крену (наклонное крыло создает большую подъемную силу, и самолет корректируется).

Еще одна вещь, которую следует отметить, это то, что маневренность самолета с эффектом земли довольно ограничена, если он не может летать в OGE (вне эффекта земли). Советские самолеты GE могли летать в ОГЭ для преодоления препятствий.

Ссылки: Крыло в обзоре корабля с эффектом земли Майкла Хэллорана и Шона О'Мира.