ЭКИП Льва Щукина
23
12
2013
ЭКИП (сокр. от экология и прогресс) — проект многофункционального безаэродромного летательного аппарата без крыльев. Функцию крыла несет дисковидный фюзеляж. Безаэродромность достигается применением взлетно-посадочного устройства на воздушной подушке. Является экранолетом, работающим в режиме экраноплана и самолёта.
Конструктивной особенностью является наличие специальной системы стабилизации и снижения лобового сопротивления, выполненной в виде вихревой системы управления течением пограничного слоя, обтекающего кормовую поверхность аппарата (запатентованной в России, в Европе, США и Канаде), и дополнительной плоскосопельной реактивной системы — для управления аппаратом на малых скоростях и взлетно-посадочных режимах.
Необходимость системы стабилизации и снижения лобового сопротивления обусловлена тем, что корпус аппарата в форме толстого крыла малого удлинения, обладает высоким аэродинамическим качеством (подъемная сила в несколько раз выше, чем у тонкого крыла), но низкой устойчивостью из-за срыва потоков и образования зон турбулентности. Применение аэродинамически несущего корпуса позволяет иметь полезные внутренние объемы в несколько раз большие чем у перспективных самолетов равной грузоподъемности. Такой корпус повышает комфортность и безопасность полетов, существенно экономит топливо и снижает эксплуатационные расходы.
Для уменьшения аэродинамического сопротивления применяется система управления пограничным слоем. Этот слой в виде совокупности последовательно расположенных поперечных вихрей всасывается внутрь корпуса, чем обеспечивается безотрывное аэродинамическое обтекание аппарата. Благодаря этому машина движется в ламинарном аэродинамическом потоке с меньшим сопротивлением. Система позволяет при низком уровне энергозатрат (в 6-8 % от тяги вспомогательных двигателей) обеспечить низкое аэродинамическое сопротивление и устойчивость аппарата для диапазона углов атаки вплоть до 40° на крейсерском и взлётно-посадочном режимах полёта.
Аппарат изобретён в СССР Л. Н. Щукиным в начале 80-х годов. Имеет несколько модификаций в зависимости от назначения. ЭКИП может летать на высотах от 3 до 10 000 метров со скоростью от 120 до 700 км/ч.
Относительный вес корпуса аппарата к взлетному весу, по оценке специалистов DASA, при использовании композитных материалов, на 1/3 ниже, чем для самолетов. Это достигается тем, что конструкция позволяет равномерно распределить нагрузки на корпус аппарата. Благодаря применению композитных материалов можно существенно снизить акустическую, тепловую и радиокационную (см.стелс-технология) заметность аппарата.
Силовая установка может включать два и более маршевых высокоэкономичных двухконтурных турбореактивных двигателя и несколько вспомогательных высокоэкономичных двухгенераторных турбовальных двигателей.
При отключении всех маршевых двигателей и при работающем хотя бы одном вспомогательном двигателе аппарат способен совершить безаварийную посадку на неподготовленные грунтовые площадки или на воду.
Перечень основных преимуществ аппаратов «ЭКИП» над самолетами:
Безаэродромность за счет использования струйно-посадочного устройства на воздушной подушке.
Экономичность за счет низкого аэродинамического сопротивления аппарата и совершенных двигателей.
Высокая грузоподъемность (100 и более тонн), способность транспортировать крупногабаритные грузы обеспечивается за счёт:
- большой подъемной силы несущего корпуса-крыла. Несущая площадь аппарата в З-4 раза больше, чем у современных самолетов, а значение подъемной силы толстого крыла существенно выше, чем у тонкого крыла, характерного для современного самолета при том же значении коэффициента подъемной силы. Это позволяет существенно снизить взлетно-посадочные скорости и уменьшить дистанции разбега и пробега.
- большой относительной толщины корпуса. Это позволяет иметь полезные внутренние объемы в несколько раз большие, чем у традиционных и перспективных современных самолетов равной грузоподъемности;
Безопасность полета.
Низкие взлетно-посадочные скорости. Применение вихревой системы дает возможность применять более эффективное торможение днищем при заходе на посадку с большими углами атаки (до 40 градусов), а реверс маршевых двигателей — существенно сократить пробег. Аппарат способен совершить посадку на неподготовленную площадку или водоем с выключенными маршевыми двигателями при работающем хотя бы одном вспомогательном двигателе. При работающем хотя бы одном маршевом двигателе — аппарат способен продолжать полет, хоть и с меньшей скоростью. Эти особенности аппарата — существенный момент в обеспечении безопасности полета.
Аэродинамические рули и плоскосопельная система управления обеспечивают управление и стабилизацию аппарата во всем диапазоне скоростей;
Многократное резервирование вспомогательных двигателей обеспечивает высокую безаварийность полета. Вспомогательные двигатели используются для взлёта и посадки с помощью воздушной подушки и устройства управления пограничным слоем. Двигатели работают в экономичном режиме при крейсерском полете и в форсированном режиме на взлете и при посадке.
Комфортность для пассажиров достигается просторностью салонов, недостижимой для грузопассажирских самолетов с такой же грузоподъемностью.
Экологичность аппарата изначально заложена в его конструкцию и обеспечивается существенным снижением уровня шума за счет камерного размещения силовой установки, быстрого затухания акустических волн в плоских соплах реактивных двигателей, применения более экологичного топлива, а также более крутых глиссад и в связи с этим — повышенной компактности аэропортов ЭКИП. Кроме того, аэропорты не требуют специальной подготовки взлетно-посадочных полос, что существенно снижает нагрузку на экологию.
В 1993 году правительство России приняло решение о финансировании проекта ЭКИП. К этому времени завершалось строительство 2-х полноразмерных аппаратов ЭКИП, с полным взлётным весом в 9 тонн. Д. Ф. Аяцков выступил с инициативой начать серийное производство. Она была поддержана на госуровне Министерством оборонной промышленности, министерством обороны (головной заказчик) и министерством лесного хозяйства. В 1999 году разработка аппарата ЭКИП (в г. Королёв) была включена отдельной строкой в бюджет страны. Несмотря на это финансирование было прервано и деньги так и не были получены. Создатель ЭКИПа Лев Щукин сильно переживал за судьбу проекта и после многочисленных попыток продолжить проект на личные средства умер от сердечного приступа в 2001 году.
При полном отсутствии интереса со стороны российского государства руководство Саратовского авиационного завода, находящегося в критическом финансовом состоянии и входящего в концерн ЭКИП начало искать инвесторов за рубежом, что увенчалось успехом в 2000 году. В январе директор Саратовского авиазавода Александр Ермишин ездил на переговоры в США, в штат Мэриленд, где через три года должны пройти испытания ЭКИПа. На территории базы ВМФ США, он выступил перед американскими военными и авиастроителями. Несколько лет назад ему и генеральному конструктору концерна делали предложение построить в США завод, так как предполагаемый рынок аппаратов класса ЭКИП в США оценивают в 2-3 миллиарда долларов, но стороны договорились о партнёрском сотрудничестве. Непременное условие директора завода Александра Ермишина о финансировании параллельного производства в России американской стороной было сразу отвергнуто. С 2003 года после договоренности о сотрудничестве работы по созданию ЭКИПа на саратовском авиазаводе были остановлены ввиду кризисного финансового состояния предприятия. Российско-американский летательный аппарат, созданный на основе ЭКИПа, должен был пройти летные испытания в США в штате Мэриленд. Теперь США имеют хороший старт для разработки и производства этих аппаратов, имеющих многочисленные преимущества.
Оригинальные идеи Льва Щукина получили мировую огласку.
Консорциум, объединяющий несколько европейских и российских исследовательских групп из университетов и промышленных предприятий, получил грант на проведение исследований течений, подобных обтеканию ЭКИПа. Этот проект называется «Вихревая ячейка-2050» (Vortex Cell 2050) и выполняется в рамках 6-й Европейской рамочной программы.
Видео об испытании ЭКИПа
Конструктивной особенностью является наличие специальной системы стабилизации и снижения лобового сопротивления, выполненной в виде вихревой системы управления течением пограничного слоя, обтекающего кормовую поверхность аппарата (запатентованной в России, в Европе, США и Канаде), и дополнительной плоскосопельной реактивной системы — для управления аппаратом на малых скоростях и взлетно-посадочных режимах.
Необходимость системы стабилизации и снижения лобового сопротивления обусловлена тем, что корпус аппарата в форме толстого крыла малого удлинения, обладает высоким аэродинамическим качеством (подъемная сила в несколько раз выше, чем у тонкого крыла), но низкой устойчивостью из-за срыва потоков и образования зон турбулентности. Применение аэродинамически несущего корпуса позволяет иметь полезные внутренние объемы в несколько раз большие чем у перспективных самолетов равной грузоподъемности. Такой корпус повышает комфортность и безопасность полетов, существенно экономит топливо и снижает эксплуатационные расходы.
Для уменьшения аэродинамического сопротивления применяется система управления пограничным слоем. Этот слой в виде совокупности последовательно расположенных поперечных вихрей всасывается внутрь корпуса, чем обеспечивается безотрывное аэродинамическое обтекание аппарата. Благодаря этому машина движется в ламинарном аэродинамическом потоке с меньшим сопротивлением. Система позволяет при низком уровне энергозатрат (в 6-8 % от тяги вспомогательных двигателей) обеспечить низкое аэродинамическое сопротивление и устойчивость аппарата для диапазона углов атаки вплоть до 40° на крейсерском и взлётно-посадочном режимах полёта.
Аппарат изобретён в СССР Л. Н. Щукиным в начале 80-х годов. Имеет несколько модификаций в зависимости от назначения. ЭКИП может летать на высотах от 3 до 10 000 метров со скоростью от 120 до 700 км/ч.
Относительный вес корпуса аппарата к взлетному весу, по оценке специалистов DASA, при использовании композитных материалов, на 1/3 ниже, чем для самолетов. Это достигается тем, что конструкция позволяет равномерно распределить нагрузки на корпус аппарата. Благодаря применению композитных материалов можно существенно снизить акустическую, тепловую и радиокационную (см.стелс-технология) заметность аппарата.
Силовая установка может включать два и более маршевых высокоэкономичных двухконтурных турбореактивных двигателя и несколько вспомогательных высокоэкономичных двухгенераторных турбовальных двигателей.
При отключении всех маршевых двигателей и при работающем хотя бы одном вспомогательном двигателе аппарат способен совершить безаварийную посадку на неподготовленные грунтовые площадки или на воду.
Перечень основных преимуществ аппаратов «ЭКИП» над самолетами:
Безаэродромность за счет использования струйно-посадочного устройства на воздушной подушке.
Экономичность за счет низкого аэродинамического сопротивления аппарата и совершенных двигателей.
Высокая грузоподъемность (100 и более тонн), способность транспортировать крупногабаритные грузы обеспечивается за счёт:
- большой подъемной силы несущего корпуса-крыла. Несущая площадь аппарата в З-4 раза больше, чем у современных самолетов, а значение подъемной силы толстого крыла существенно выше, чем у тонкого крыла, характерного для современного самолета при том же значении коэффициента подъемной силы. Это позволяет существенно снизить взлетно-посадочные скорости и уменьшить дистанции разбега и пробега.
- большой относительной толщины корпуса. Это позволяет иметь полезные внутренние объемы в несколько раз большие, чем у традиционных и перспективных современных самолетов равной грузоподъемности;
Безопасность полета.
Низкие взлетно-посадочные скорости. Применение вихревой системы дает возможность применять более эффективное торможение днищем при заходе на посадку с большими углами атаки (до 40 градусов), а реверс маршевых двигателей — существенно сократить пробег. Аппарат способен совершить посадку на неподготовленную площадку или водоем с выключенными маршевыми двигателями при работающем хотя бы одном вспомогательном двигателе. При работающем хотя бы одном маршевом двигателе — аппарат способен продолжать полет, хоть и с меньшей скоростью. Эти особенности аппарата — существенный момент в обеспечении безопасности полета.
Аэродинамические рули и плоскосопельная система управления обеспечивают управление и стабилизацию аппарата во всем диапазоне скоростей;
Многократное резервирование вспомогательных двигателей обеспечивает высокую безаварийность полета. Вспомогательные двигатели используются для взлёта и посадки с помощью воздушной подушки и устройства управления пограничным слоем. Двигатели работают в экономичном режиме при крейсерском полете и в форсированном режиме на взлете и при посадке.
Комфортность для пассажиров достигается просторностью салонов, недостижимой для грузопассажирских самолетов с такой же грузоподъемностью.
Экологичность аппарата изначально заложена в его конструкцию и обеспечивается существенным снижением уровня шума за счет камерного размещения силовой установки, быстрого затухания акустических волн в плоских соплах реактивных двигателей, применения более экологичного топлива, а также более крутых глиссад и в связи с этим — повышенной компактности аэропортов ЭКИП. Кроме того, аэропорты не требуют специальной подготовки взлетно-посадочных полос, что существенно снижает нагрузку на экологию.
В 1993 году правительство России приняло решение о финансировании проекта ЭКИП. К этому времени завершалось строительство 2-х полноразмерных аппаратов ЭКИП, с полным взлётным весом в 9 тонн. Д. Ф. Аяцков выступил с инициативой начать серийное производство. Она была поддержана на госуровне Министерством оборонной промышленности, министерством обороны (головной заказчик) и министерством лесного хозяйства. В 1999 году разработка аппарата ЭКИП (в г. Королёв) была включена отдельной строкой в бюджет страны. Несмотря на это финансирование было прервано и деньги так и не были получены. Создатель ЭКИПа Лев Щукин сильно переживал за судьбу проекта и после многочисленных попыток продолжить проект на личные средства умер от сердечного приступа в 2001 году.
При полном отсутствии интереса со стороны российского государства руководство Саратовского авиационного завода, находящегося в критическом финансовом состоянии и входящего в концерн ЭКИП начало искать инвесторов за рубежом, что увенчалось успехом в 2000 году. В январе директор Саратовского авиазавода Александр Ермишин ездил на переговоры в США, в штат Мэриленд, где через три года должны пройти испытания ЭКИПа. На территории базы ВМФ США, он выступил перед американскими военными и авиастроителями. Несколько лет назад ему и генеральному конструктору концерна делали предложение построить в США завод, так как предполагаемый рынок аппаратов класса ЭКИП в США оценивают в 2-3 миллиарда долларов, но стороны договорились о партнёрском сотрудничестве. Непременное условие директора завода Александра Ермишина о финансировании параллельного производства в России американской стороной было сразу отвергнуто. С 2003 года после договоренности о сотрудничестве работы по созданию ЭКИПа на саратовском авиазаводе были остановлены ввиду кризисного финансового состояния предприятия. Российско-американский летательный аппарат, созданный на основе ЭКИПа, должен был пройти летные испытания в США в штате Мэриленд. Теперь США имеют хороший старт для разработки и производства этих аппаратов, имеющих многочисленные преимущества.
Оригинальные идеи Льва Щукина получили мировую огласку.
Консорциум, объединяющий несколько европейских и российских исследовательских групп из университетов и промышленных предприятий, получил грант на проведение исследований течений, подобных обтеканию ЭКИПа. Этот проект называется «Вихревая ячейка-2050» (Vortex Cell 2050) и выполняется в рамках 6-й Европейской рамочной программы.
Видео об испытании ЭКИПа
