А ВТОЛЕТЫновый вида страницах зарубежнойи советской печати появились сообщения о так называемых автомобилях на воздушной подушке. Речь идет о новом типе летательного аппарата, который по условиям эксплуатации приближается больше к автомобилю, чем к самолету или вертолету. Этот аппарат получил название автолета. Действие его основано на использовании так называемого «эффекта влияния близости земли». Если струю воздуха направить из сопла на горизонтальную поверхность (рис. 1), то в результате появится зона повышенного давления под днищем летательного аппарата. Если сравнить получаемую при этом подъемную силу среакцией струи, вытекающей из сопла (аналогично действию реактивного двигателя), то она окажетсяв 1,5—2 раза больше. В этом и заключается «эффект влияния близости земли». По мере увеличения расстояния от днища аппарата до земли эффект уменьшается, а при высоте, равной диаметру или ширине аппарата, исчезает совсем, и тогда остается сила реактивного действия вытекающей струи. Чем меньше будет расстояние междуднищем аппарата и землей, т емменьше потребуется воздуха для создания «воздушной подушки». Впервые идея использования «эффекта влияния близости земли» возникла у К. Э. Циолковского. Еще в 1927 г. он предлагал создать новый вид дорожного транспорта с вагонами, скользящими над желобом . М еж ­ ду ними должно было быть небольшое пространство, заполненное сжа ­ тым воздухом, вытекающим из вагона. Воздух использовался в качестве воздушной смазки. Впоследствии «эффект влияния близости земли» и создаваемое им явление — «воздушная подушка» привлекли внимание советских изару ­ бежных ученых и конструкторов. В 1958 году английский конструк* и с. 1. Камерная (а) и соптор Коккерел создал аппарат «Хозая (б) схемы образования веркрафт I». Его полетный вес состащушной подушки. вил 3400 кг, из которых 1700 кг были полезной нагрузкой. Аппарат пересек пролив Ла - М анш на высоте до 200 мм со средней скоростью 24 км/час. Этот опыт показал, что «эффект влияния близости земли» м ожет быть использован для практических целей. О н послуж илтолчком для серии опытных работ, которые были проведены в ряде стран. Какими же особенностями обладает автолет по сравнению с автомобилями, самолетами, кораблями? Является ли он дей ­ ствительно прообразом транспорта будущего? Д ля его передвижения не требуется каких-либо особых до ­ рог. Автолет может двигаться по болоту, снегу, песку или воде. О н является машиной-амфибией, для эксплуатации которой не нужны пристани, причалы и т. п. П о сравнению с самолетами или вертолетами автолет обладает такими бесспорными преимуществами, как меньшие затраты мощности, необходимой для поддержания его в воздухе, внешней простотой конструкции и легкостью управления. На 1т полетного веса для самолета нужна мощность 200 л. с , для вертолета — 400 л. с , автолет же требует всего 60 — 100 л. с. Теперь сопоставим его с автомобилем. Достоинствами автолета будет высокая проходимость, иными словами везде ходность, а также ничтожные потери на трение о воздух.транспортаМ еньшие сопротивления движению удается получить при полете автолета над водой. Это позволит ему развивать значительно более высокую скорость по сравнению сморскимии речными судами. Ну, а недостатки? Автолетам присущи специфические особенности, которые могут ограничить сферу их применение. Это прежде всего дополнительные затраты мощности на «висение». Ведь ни сухопутные, ни водные транспортные средства, находясь внеподвижном состоянии, не расходуют мощности. Д ругая особенность — значительные геометрические разм еры автолетов. Грузоподъемность их обусловлена двумя факт орами : избыточным давлением под днищем аппарата и его площадью. Давление под днищем ограничено, в частности пылебрызгообразованием, к отороенеизбежно при натекании струи воздуха на поверхность. Чем выше давление, т ем больш е пыли и брызг. Обычно оно колеблется в пределах 50 — 100 кг / м 2 , или 0,005—0,010 кг/см 2 . Поэтому аппарат с полетным весом 2000 кгдолжен иметь площадь минимум 20 м2 (т. е. при ширине 2,5 м длина будет равна 8 м). Площадь же автомобиля с таким весом гораздо меньше, например, ГАЗ-12 имеет всего 10,4 м2 (1,9X5,53). Мощность, затрачиваемая только на «висение» автолета, аналогичного автомобилю ГАЗ-12, составляет 200 л. с. Если до ­ бавить еще 90 л. с , необходимых для движения со скоро ­ стью 90 — 1 00 км/час, то она будет более, ч емв три раза пре ­ вышать «земные» потребности автомобиля. О ба этих недостатка должны компенсироваться преимуще ­ ствами автолетов, иначе эксплуатация их для народнохозяйственных целей будет невыгодной. Воздушная подушка может быть образована двумя способами: нагнетанием воздуха в камеру, из-под которой он свободно вытекает (см. рисунок 1а), и вытеканием струи нагнетаемого воздуха из сопла, расположенного по периферии обвода днища (см. рисунок 16). К амерная схема проста, но неэкономична. По мере увеличения высоты подъема размер щели междуднищеми грунт ом интенсивно растет ив нее уходит воздух. Сопловая схема конструктивно и технологически сложнее, но зато экономичнее. Расход воздуха у нее ограничивается постоянными размерами сопла, поэтому менее значителен. Д ля повышения экономичности кольцевое сопло наклоняют под углом 45 — 6 0 ° к горизонту. Автолеты, выполненные по камерной схеме, применимы в основном для движения над водой, где подъем невелик (не более 50 — 1 00мм ) . Для полетов на высоте сверх 100 ммбо ­ лее целесообразны аппараты сопловой конструкции. Наиболее совершенна круглая форма автолета. В этом случае воздушная подушка имеет одинаковые показатели во всех своих точках. О днаков отношении устойчивости и габаритов предпочтительнее удлиненная форма. Оптимальным можно считать отношение ширины к длине 1 : 2. Воздух, необходимый для образования воздушной подуш ­ ки, нагнетается вентиляторами. Для подъема одной тонны на 300—350 мм зарубежные образцы автолетов расходуют 40 — 5 0м3 /сек воздуха при давлении около 0,03 кг/см 2 . Чтобы получить такое его количество, применяют осевые вентиляторы диаметром1200 — 1 500мм , с 2000 об/мин. Аппарат, выполненный по камерной схеме, статически достаточно устойчив до высоты «висения», не превышающей 0,1 его диаметра или ширины. Д ругое дело — автолеты сопловой конструкции. У них уже при высоте «висения» более 0,05 диаметра или ширины наблюдается статическая неустойчивость в области как продольной, так и поперечной осей. Причина этого в том, что воздух в момент наклона аппарата протекает от стороны, прижатой к грунту, к стороне, приподнятой над ним. К рен будет усиливаться пока борт не коснется грунта. Д ля повышения устойчивости автолетов такого типа в днищ е помимо сопла, с оздающего воздушную подушку, встраивают еще дополнительные сопла. Последние разделяют днищеН20 Р ис . 2. Устройство для получения горизонтальной тяги иРис . 3. Автономное устройство для получения горизонтальной управления автолетом с помотяги :и управления автолетом 'посредством: 1 — двух тяговых винтов: щью отбора воздуха из ресиве. — _. . , . . , .... . . — . . . . . . ••>'-i''-'' реакции от струи. ра. i — турбореактивного двигателя; 3 на несколько отсеков или образуют внутреннее кольцевое ду. Его полетный вес около 10,5 т, полезная нагрузка 2т или сопло, которое отстоит от наружного на расстоянии, равном 32 человека. Максимальная скорость около 150 км/час. Высоне менее 13—15% диаметра. При этой схеме аппарат устойчив та полета 200 мм , «висения» — до 450 мм . даже на высоте, превышающей 0,1 диаметра или ширины. Тяга осуществляется двумя винтами с помощью двух турДвижение автолета в горизонтальной плоскости и на подъебовинтовых двигателей мощностью по 450 л. с. Воздушная помы достигается разными способами. Один из них — отбор и душка создается двумя вентиляторами, также приводимыми в выпуск в атмосферу части воздуха, идущего на образование действие двумя подобными двигателями. Принцип образовавоздушной подушки, причем тяговая сила является реактивния воздушной подушки — сопловый. ной (рис. 2). Другой — использование автономных установок, Фирма Кертисс Райт (США) построила легковой автолет которые действуют независимо от вентилятора, создающего полетным весом 1300 кг (включая вес двух пассажиров). Он воздушную подушку (рис. 3). был описан на страницах журнала «За рулем». Двигатель Первый способ очень прост, но неэффективен. От него сеймощностью 300 л. с. приводят в действие два горизонтально час почти полностью отказались. Дело в том, что к.п.д. реакрасположенных вентилятора. Высота висения — около 300 мм, тивной установки при малых скоростях движения весьма нескорость — 96 км/час. Аппарат выполнен по камерной схеме велик; если же брать воздух из ресивера, то нарушается возс реактивной тягой. душная подушка. Экспериментальный автолет создала фирма Форд. Его Второй способ целесообразнее, поскольку к.п.д. значительнагрузка 2 т, скорость 65 км/час и высота висения 1,2 м. но больше. Тяга может осуществляться с помощью винтов, Преодолеваемый им подъем равен 30%. Аппарат снабжен реактивных двигателей или закрылков, стоящих на пути воздвумя турбовинтовыми двигателями мощностью по 300 л. с. духа, образующего подушку. каждый, приводящими в действие одновременно вентиляторы и тяговые винты. Собственный вес — 4 т, удельное давление в подушке — 0,007 кг/см а . Способ создания подушки — сопловый. Самое удивительное у этого автолета — высота полета, составляющая 0,16 его ширины.1 uuv1\ \ \ \ \ )%Р и с. 4. Автолет «Ховеркрафт 1»: 1 — ресивер; 2 — кабина пилота; 3 — входное отверстие вентигятора; 4 — рули управления; '5 — двигатель; 6 — воздух, используемый для поступательного движения (реактивная тяга); 7 — в ытекающая струя воздуха, о бразующая воздушную подушку. Для управления автолетами применяют рули, расположенные в струе вытекающего воздуха, два тяговых винта с переменным шагом, наконец, реактивные закрылки. Так как трение о воздух очень мало, то на управление должны затрачиваться значительные аэродинамические силы. Например, для поворота автолета на скорости 60—65 км/час по кривой радиусом 30 м требуется боковая сила, равная весу аппарата. На автолетах не так просто преодолевать подъемы и создавать ускорения, ведь они не имеют таких механизмов, как коробка передач, увеличивающих тягу за счет скоростей. А как устранить их недостаток, о котором упоминалось выше, — образование пыли и брызг? По литературным данным, при скорости свыше 60 км/час пылеобразование уменьшается. Для борьбы с ним вводят отражатели по периферии аппарата и снижают давление в подушке, Многие технические вопросы, с которыми приходится сталкиваться при создании автолета, уже решены, другие находятся в стадии разработки. В настоящее время автолетостроением занято свыше 70 зарубежных организаций и фирм, добившихся уже определенных успехов. В Англии, кроме «Ховеркрафта I» (рис. 4), построено еще 5 аппаратов различных типов. Наиболее совершенен среди них автолет ВиккерсАрмстронг (рис. 5), созданный в 1961 гоСейчас за рубежом строится и испытываете* более чем 50 опытных образцов аппаратов на воздушной подушке. Каждый новый образец приближает нас к созданию автолетов, пригодных для массовой рентабельной эксплуатации. Перед ними открываются широкие возможности. В Великобритании намечают использовать аппараты на воздушной подушке для опыления полей, разбрасывания удобрений, доставки к автомобильным дорогам риса, сахарной свеклы, бананов с заболоченных полей, непроходимых для колесных и гусеничных машин. Речники предлагают создать самоходные баржи на воздушной подушке. Уже построено и продано первое такое коммерческое судно фирмы Денни для мелководных рек Бирмы. Оно при грузоподъемности 4,5 ти мощности двигателей 120 л. с. развивает скорость около 30 км/час. Сравнительные данные о рентабельности применения автолетов, грузовиков-амфибий и вертолетов в зависимости от дальности рейсов дают основание предполагать, что у автолетов большое будущее, но прежде чем они станут такими же совершенными аппаратами, как ныне вертолет или автомобиль, пройдет еще много времени, и придется затратить немало труда. Инж. Б. МИХАЙЛОВ, кандидат технических наук.