Ekranoplány (3) - Pokusné ekranoplány SM-1 až SM-8

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔04.06.2008 📕22.613

V minulých dílech jsme se zabývali historií transportního ekranoplánu Orljonok. Další vývojovou větví byl projekt ekranoplánu vyzbrojeného protilodními řízenými střelami. Na jeho vývoj se zaměříme v dalším pokračování seriálu, ale předtím se seznámíme s rodinou pokusných ekranoplánů, bez kterých by ty operačně použitelné nikdy nemohly vzniknout.

Druhá vývojová větev ekranoplánů má vlastně starší kořeny než ta, na jejímž konci byly transportní ekranoplány Orljonok. Všechno začalo již koncem padesátých let.

První pokusy

V té době byla v Nižním Novgorodě vytvořena nová konstrukční kancelář námořnictva, CKB-SPK (Centarlnoje Konstruktorskoje Bjuro po Sudam na Podvodnych Kryljach), která se zabývala především stavbou křídlatých člunů.V jejím čele stál nadaný konstruktér Rostislav Jevgenievič Alexejev (*1916 - †1980). Jeho zásadním přínosem bylo vyřešení autostability rychlostních člunů. Tento Alexejevův konstrukční princip byl potom aplikován na řadě vojenských i civilních křídlatých plavidel.

Alexejevovy konstrukce prvních ekranoplánů vycházely ze zkušeností s křídlatými čluny a další práce na obou typech dopravních prostředků šly souběžně. Jeho první pokusný ekranoplán SM-1 (Samochodnaja Model) byl po konstrukční stránce spíš člunem s pomocnými křídly. Stavba pokusných ekranoplánů byla v té době jedinou možností jak ověřit nové konstrukční principy.

SM-1 byl dokončen v roce 1961 a svůj první „let“ uskutečnil 22. června téhož roku. V té době byla stavba pokusných ekranoplánů jedinou možností jak v praxi ověřit nové konstrukční principy a otestovat nové technologie.

Pokusný ekranoplán SM-1 se podobal spíše rychlostnímu, člunu, teprve pozdější typy se začaly blížit konstrukcí i vzhledem letounům

Pokusný ekranoplán SM-1 měl ověřit především možnost pohybu takto koncipovaného stroje v oblasti vlivu přízemního efektu, jeho stabilitu a řiditelnost. Dále bylo nutné zjistit rychlost nutnou k „odlepení“ ekranoplánu od hladiny, cestovní rychlost a prakticky ověřit požadovaný výkon pohonné jednotky, který by zajistil bezpečnost ale na druhé straně i ekonomiku provozu.

Ekranoplán SM-1 měl dva páry krátkých tandemových křídel, přičemž zadní byla vybavena výškovými kormidly. Celková délka SM-1 byla 20 m, rozpětí 10,3 m a vzletová hmotnost 2 830 kg. Osádka seděla za sebou ve třech samostaných otevřených kokpitech. K pohonu sloužil zcela nekapotovaný proudový motor umístěný na pylonech nad trupem.

Přehled verzí pokusných ekranoplánů

Pokusy potvrdily uspokojující stabilitu a řiditelnost nad zamrzlými, zasněženými i vodními plochami. Běžně bylo dosahováno rychlostí kolem 200 km/h.

Co bylo shledáno absolutně nevyhovujícím, byla schopnost námořních operací. Vzhledem k tomu, že krátká tandemová křídla byla účinná pouze ve velmi malé výšce, byl ekranoplán SM-1 schopen provozu pouze na klidné hladině jezer nebo velkých řek. Navíc k odlepení od hladiny bylo nutné dosáhnout vysoké rychlosti, což prodlužovalo rozjezd a kladlo vysoké nároky na výkon motoru. To bylo do budoucna důvodem změny základní koncepce. Nejprve opuštění tandemových křídel a později využití startovacích boosterů.

V lednu 1962 došlo k havárii, při které byl SM-1 ztracen. Během zkušebního letu nad zamrzlou plochou se ekranoplán vzepjal, pilot stačil akorát vypnout motor a „přetažený“ SM-1 dopadl na led. Osádka naštěstí utrpěla jen drobná zranění, ale SM-1 putoval do šrotu.

Nástupce SM-1

Další pokračovatel řady testovacích ekranoplánů, typ SM-2 byl vybaven stejně jako jeho předchůdce tandemovým křídlem. Byl postaven v roce 1962, ale před zahájením testů byl poškozen při požáru hangáru. Na základě neuspokojivých výsledků SM-1 byl SM-2 při opravě přestavěn.

Pokusný ekranoplán SM-2 v plné rychlosti těsně nad hladinou

Po konzultacích s CAGI (Centralnyj Aero-Gydrodynamičeskij Institut), který speciálně k tomuto účelu postavil a v aerodynamickém tunelu nechal ofukovat deset maket různých konfigurací křídla, trupu a kormidel, byla navržena nová koncepce ekranoplánů, která se stala charakteristickou pro všechny další Alexejevovy konstrukce.

Ekranoplány dostaly krátké křídlo s malou štíhlostí, ocasní plochy ve tvaru T a vzhledem se začínaly více podobat letadlu s „useknutými“ křídly. Ocasní plochy ve tvaru T byly navrženy proto, aby se výškové kormidlo dostalo mimo úplav za křídlem.

Ekranoplán SM-2 byl jako první na světě vybaven systémem ofukování křídla výtokovými plyny proudového motoru umístěného v přídi. Nasávací otvor byl umístěný na horní straně přídě a dvě ploché výstupní trysky na bocích směřovaly proud vzduchu pod krátká křídla a pomáhaly „odtrhnout“ ekranoplán od hladiny.

Pokusný ekranoplán SM-2 při výjezdu na břeh

Zpočátku měl tento motor fungovat i jako letový, ale ukázalo se, že v této konfiguraci je málo účinný. Proto byl do zadní části trupu ekranoplánu vestavěn druhý motor stejného typu.

Letový motor měl nasávací otvor u kořene svislé ocasní plochy a trysku na zádi pod směrovým kormidlem. Oba motory byly „navalizované“ verze typu Tumanskij RU19-300 s tahem 8,6 kN se zvýšenou ochranou proti korozi.

Rozměrově odpovídal SM-2 přibližně svému předchůdci, ale vzletová hmotnost vzrostla na 3 200 kg. Zároveň stouply i letové výkony a maximální rychlost dosahovala 270 km/h.

SM-2 sloužil především k ověření účinnosti ofukování křídla výtokovými plyny a vlivu tohoto řešení na snížení rychlosti odlepení a dosednutí respektive na zkrácení vzletu a přistání. Na základě výsledků testů bylo původně lichoběžníkové křídlo s mírně šípovou náběžnou hranou nahrazeno novým obdélníkovým a ekranoplán byl označen SM-2P (Prjamougolnoje krylo).

Vyjetí na břeh nebylo jednoduché, jak dokazuje "vzpínající" se příď SM-2

Toto řešení zajišťovalo vyšší účinnost ofukování křídla díky, čemuž se zlepšily vlastnosti ekranoplánu na malých rychlostech a zkrátil se vzlet i přistání. K samotnému letu potom bohatě stačil výkon letového motoru. Další krok na cestě k definitivnímu řešení ekranoplánu.

Testy konstrukčních řešení

V roce 1962 postavila Alexejevova konstrukční kancelář jednomístný jednomotorový ekranoplán SM-3 jehož cílem bylo ověřit vlastnosti nosného křídla s velkou hloubkou profilu. Štíhlost dosahovala pouze 0,48.

Zvláštností konstrukce byl neobvyklý systém ofukování mezní vrstvy. Z kompresoru motoru Tumanskij RU19-300 umístěného v přídi byl odebírán stlačený vzduch, který byl přiváděn na spodní stranu profilu křídla. Tím bylo upraveno proudění v mezní vrstvě prakticky na celém rozpětí křídla. Ekranoplán se vzletovou hmotností 3 400 kg dosahoval cestovní rychlosti 140 km/h a maximální rychlosti 180 km/h.

Další pokusy s touto koncepcí byly ukončeny pro malou účinnost takto koncipovaného pohonu.

Pokusné ekranoplány při zkouškách na zamrzlé vodní hladině, vpředu SM-4

 

Derivátem SM-3 byl trojmístný ekranoplán SM-4 postavený v roce 1963. SM-4 byl vybaven dvěma motory. Jeho cílem bylo ověřit možnost zlepšení nevalné ovladatelnosti ekranoplánů kolem svislé osy.

Startovací booster v přídi byl vybaven dvojicí plochých otočných trysek, které směřovaly výtokové plyny podél trupu pod křídlo. Letový motor byl umístěn v zadní části trupu. V jeho trysce bylo umístěno plynové kormidlo, které mělo zlepšit ovladatelnost ekranoplánu při malých rychlostech. Plocha směrovky byla značně redukována, ale na příď přibyla plovoucí svislá plocha.

K člunovému trupu byla připevněna obdélníková křídla se štíhlostí 2 s koncovými deskami omezujícími „přefukování“ na jeho koncích. Na odtokové hraně byla křídla vybavena dvojdílnými jednoduchými vztlakovými klapkami, které byly na pružinových závěsech, aby se zabránilo jejich poškození při kontaktu s vodní hladinou při vzletu a přistání.

V trupu byly dvě výškově stupňované tandemové kabiny pro piloty a třetí samostatný otevřený kokpit pro palubního technika.

Ekranoplán SM-8 byl přímým předchůdcem KM (Korabl Maket - Kaspian Monster)

Celková hmotnost ekranoplánu SM-4 dosahovala 4 800 kg, cestovní rychlost 140 km/h a maximální rychlost 230 km/h.

V roce 1964 byl postaven další pokusný ekranoplán, jehož konstrukce tentokrát vycházela z typu SM-2P. Byl označen SM-2P7 a od svého předchůdce se lišil tím, že původní booster Tumanskij RU19-300 v přídi byl nahrazen mnohem výkonnějším motorem Izotov KR-7-300 s tahem 20 kN, který sloužil zároveň jako booster i jako letový motor.

Výtokové plyny z motoru byly vyfukovány řadou trysek umístěných paralelně s náběžnou hranou křídla přibližně do poloviny celého rozpětí. Deflektory na tryskách směřovaly při vzletu proud výtokových plynů pod křídlo.

Toto řešení mělo být klíčem k definitivní podobě koncepce pohonu ekranoplánu. SM-2P7 měl vzletovou hmotnost 6 300 kg, cestovní rychlost 130 km/h a maximální rychlost 270 km/h.

Předchůdci Kaspické příšery

Posledními pokusnými ekranoplány série SM byly typy SM-5 a SM-8. Ty byly navrženy jako čtvrtinové analogy plnorozměrného ekranoplánu KM. SM-5 byl dokončen v roce 1963.

SM-5 byl zničen v srpnu 1965 při havárii. Příčinou byly silné poryvy větru, které "podfoukly" příď, která se vzepjala a ekranoplán začal ztrácet rychlost. Přestože se piloti snažili zvýšením otáček udržet rychlost a tím i ovladatelnost SM-5, ekranoplán byl zcela odkázán na "podporu" přízemního efektu. Jakmile opustil vrstvu vzduchu, kde se přízemní efekt projevoval, sklouzl po křídle a rozbil se o vodní hladinu. Osádka zahynula.

Stavba ekranoplánu SM-8 se opozdila, takže byl dokončen až v roce 1967, tedy o rok později než jeho velký sourozenec KM, zvaný Kaspian Monster.

Čtvrtinový analog KM, pokusný ekranoplán SM-5

SM-5 a SM-8 měly experimentálně ověřit a potvrdit celkovou koncepci ekranoplánu tak, jak měla být používána u budoucích velkých ekranoplánů KM a Lun, případně i u civilních variant velkých ekranoplánů o jejichž stavbě se také uvažovalo.

Tomu odpovídala jejich koncepce, ve které najdeme všechny znaky jejich následovníků. Jednalo se o středoplošníky se dvěma motory. Jeden byl umístěn ve střední části trupu. Nasávací otvor tohoto motoru byl na hřbetě trupu na úrovni náběžné hrany křídla. Proti vodní tříšti byl chráněn svislým difuzorem. Výstupní plyny byly rozváděny speciálně tvarovanými čtveřicemi trysek umístěnými těsně za kabinou. Ty simulovaly činnost baterie startovacích boosterů na budoucím ekranoplánu KM.

Pohled na otočné trysky ekranoplánu SM-5

K samotnému pohonu ekranoplánů SM-5 a SM-8 sloužil letový motor umístěný v zadní části trupu. Jeho vstup byl proti vodní tříšti chráněn podkovovitým krytem. Výstupní tryska byla rozvětvená a ústila po obou stranách svislé ocasní plochy, což zase simulovalo ofukování svislé ocasní plochy dvojicí po stranách umístěných letových motorů většího KM.

Celková hmotnost SM-5 byla 7 300 kg. Celková hmotnost SM-8 byla 8 100 kg, takže byl nejtěžším ze série a dosahoval cestovní rychlosti 220 km/h.

Veškeré zkoušky SM-8, který byl jeho náhradou probíhaly paralelně s testy KM a analog sloužil pro předběžné ověření testovacích metod KM a k testování všech přestaveb, které byly později prováděny i na KM.

Fotografie: archiv KB Berjev a VMF
Kresby: autor

Prameny:
Komissarov Sergej: Russian ekranoplans and other WIG planes ISBN 1-85780-146-6
Petrov G.: Gidrosamoljoty i ekranoplany Rossii 1910-1999
Periodika: Aviacia i vremja, Technika i vooruženije, Mir aviacii, Modelist konstruktor, M-hobby
Web:
http://www.beriev.com/eng/core_e.html
http://www.se-technology.com/wig/index.php
http://xplanes.free.fr/
Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔04.06.2008 📕22.613

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře