Eredeti megjelent:
Haditechnika
1999. 4.szám 32-36. old.
Villányi György
Egy érdekes kísérlet:
Az Alekszejev-féle
ekranoplán
A Haditechnika 1992. évi 2.
számában Óvári Gyula mérnök őrnagy tanulmánya ismertette a párnahatáson alapuló
vízi-légi járművek működési elvét, fizikáját és az ismertebb változatokat. (Az archiváló megjegyzése: A hivatkozott
számban nem található meg ez a cikk. Az írás a Haditechnika 1993. év 2. számban
a 2-7. oldalakon olvasható.) A cikkben említés történt a Szovjetunióban
az 1970-80-as években épített kísérleti járművekről, amelyek tervei az R. Je. Alexejev vezette
tervezőirodában készültek, s amelyek építésük és próbáik idején szigorú titkot
képeztek. A Szovjetunió felbomlása és a szovjet hadiipar titkainak
kitárulkozása után ma már részletesebb információk állnak rendelkezésre
ezekről a figyelemre méltó, különleges, úttörő jellegű járművekről.
A párnahatás
elvén működő járművek, ismertebb nevükön ekranoplánok,
átmenetet képeznek a vízi és légi járművek között. Ezek törzse a vízi
repülőgépekhez hasonlóan úszótestként van kiképezve, de mozgás közben kiemelkednek
a vízből és a szárnyfelületeiken képződő felhajtóerőt hasznosítva alacsonyan
szálló repülőgépként haladnak, a vízi járműveket nagyságrendekkel
meghaladó sebességgel. Az ekranoplánok két, már
korábban is felismert fizikai elvet hasznosítanak: az egyik az, hogy ha a levegőben
mozgó jármű repülési magassága kisebb, mint a
szárnyfelület húrhossza, akkor a gép szárnyfelületei és a felszín között
légpárna alakul ki, nagyobb lesz az alsó szárnyfelületre ható nyomás, ennek
következtében az alsó és felső szárnyfelületeken kialakuló nyomás-szívás különbsége,
azaz a felhajtóerő megnövekszik. Ezért az ekranoplánokra
a nagy húrhosszúságú szárnyak jellemzők. A másik elv szerint a párnahatás járulékos
nyomásnövekedése következtében elmarad a szárnyprofil kilépőéle
mögött az áramlás lefelé fordulása, vagyis nem jön létre az előrehaladás
hatásfokát rontó, a homlokellenállás mintegy felét kitevő indukált
légellenállás. Ezen hatások kihasználásával az ekranoplánok
kis magasságban, gazdaságos üzemanyag-felhasználással, viszonylag nagy
sebességgel haladhatnak vízfelszín, vagy más sík felület
(hó, jég) felett. Az ekranoplánok indulásához
szükséges felhajtóerőt általában a felső szárnyfelületek megfúvásával
állítják elő.
Rosztyiszlav Jevgenyijevics Alexejev önálló tervezőirodája (OKB) a háború után
sugárhajtású repülőgépek tervezésével vált ismertté. Itt készültek a
sorozatgyártásra nem került I-211, I-212 és I-215 típusjelű
vadászgépek tervei, és ez az iroda készítette a Junkers
gyár korábbi vezető konstruktőrének, Baade
professzornak az irányításával a Tu-16 távolsági bombázógép versenytípusának, a
kevéssé ismert 150 típusjelű bombázó repülőgépnek a terveit. A Nyizsnyij Novgorod-i Alexejev-tervezőiroda az 1950-60-as években számos ismert
hordszárnyas hajótípus terveit dolgozta ki, és itt tervezték a Dunán is népszerű siklóhajókat is. Ezen
fejlesztések csúcsát jelentették a párnahatású vízi-repülőjárművek, az ekranoplánok.
Az első Alexejev-féle ekranoplán az 1961-ben megépített SM-1 Utka
(Kacsa) volt. Ez egy háromszemélyes, nyitott légi jármű volt, amelyet egy M11F dugattyús repülőgépmotor hajtott, légcsavar
segítségével. Az SM-1 hordszárnyai
nyugvó helyzetben a vízen feküdtek, de menet közben a gép mintegy 2-3 m magasan
repült a felszín felett. A kísérleti gépet maga a tervező, Alexejev
is kipróbálta. Az SM-1 igazolta
a működési elv megvalósíthatóságát és életképességét. Ezt követően az Alexejev-iroda nyolc különböző kísérleti járművet épített különböző
szárny- és kormányfelület-elrendezések, valamint hajtásrendszerek kipróbálására.
Alexejev legismertebb ekranoplánja
az eddig épült legnagyobb légi jármű a Kaszpi-tengeri Szörny volt. Az 1970es
évek közepén a világ hírközlő szervei egy korábban nem ismert méretű, szokatlan
kinézésű járműről készült - gyenge minőségű - filmet mutattak be, amely
hatalmas feltűnést keltett világszerte. Ez a jármű a gorkiji (ma Nyizsnyij Novgorod) székhelyű Alexejev-iroda által tervezett és épített KM-1 típusú szállító ekranoplán volt, amelyet a típusjelzés betűi alapján a
világsajtó a Kaszpi-tengeri Szörnynek (Caspian Monster) nevezett el. A KM betűk jelentése valójában a Karablj-Maljut (Hajócska vagy Modellhajó) volt. A KM-1 a maga mintegy 100 m
törzshosszával és 10 sugárhajtóművével valóban rászolgált külföldi elnevezésére.
A KM-1 terveit az Alexejev-iroda az 1960-as évek közepén dolgozta ki. A terv
megvalósíthatóságának vizsgálatára 1:5 arányú,
személyzet által vezetett kismintát építettek. Az SM-8 típusmegjelölésű méretarányos
modellel szerzett tapasztalatokat hasznosították azután a KM-1 megépítésénél. Az építést az
iroda Kaszpi-tengeri szerelőüzemében végezték, a Volga torkolatában. A hatalmas
szerkezetet nem lehetett egyben megépíteni, ezért külön készült az úszótestként
kialakított törzs a vezérsíkokkal, a hajtóműveket magukban foglaló két első
vezetőszárny és a két szárnyfelület, a szárnyvégeken kialakított támasztóúszókkal.
A fődarabokból ezután egy szárazdokkban szerelték össze a gépet. A vízre
bocsátás 1966-ban történt meg. A törzs elején kialakított, mintegy 26 m
fesztávolságú, kacsa elrendezésű vezetőszárnyakba mindkét oldalon négy-négy Kuznyecov NK-8-4K típusú, kétáramú sugárhajtóművet építettek, amelyek
mindegyike kb. 12 kN tolóerőt szolgáltatott. A
különleges kivitelű hajtóműveket a sós vizű környezetre való tekintettel
rozsdamentes nemesacélok nagymértékű felhasználásával készítették. A hajtóművek
beömlőnyílásait a vízpermet és idegen tárgyak behatárolása ellen áramvonalas
védőburkolattal látták el, a sugárcsövekre ívelt terelőlemezt szereltek, amely
a gázsugarat a szárnyak felső felületére áramoltatta, biztosítva induláskor a
felhajtóerő létrehozásához szükséges áramlást. A megközelítően négyzet alakú,
kis vastagságú szárnyak fesztávolsága mintegy 42 m, húrhosszuk 20 m volt. A nyilazott
belépőélű, T-elrendezésű vezérsíkok V állásúak voltak,
23°-os állásszöggel. Fesztávolságuk megközelítette a szárnyakét, ez 40 m volt.
A függőleges vezérsík két oldalára szerelték a két ugyancsak Kuznyecov NK-8-4K típusú menethajtóművet. Ezeket
olyan magasan helyezték el, hogy legnagyobb sebesség mellett sem juthatott víz
a belsejükbe. A függőleges és vízszintes vezérsíkok metszéspontjában
építették be a fedélzeti radart. A gép személyzete három főből, a
parancsnokból, a segédvezetőből és a fedélzeti mérnökből állt.
A gép méretei miatt kikötői
vontatónak kellett kivontatni a nyílt tengerre. Induláskor a nyolc sugárhajtómű
működése hatalmas vízpermet-felhő képződésével járt. A felgyorsítás során a
gép hatalmas teste lassan kiemelkedett a vízből és mintegy 5 m magasban
lebegett. A párnahatás következtében a KM-1 legnagyobb repülési magassága 25-30
m lehetett, de ezt a kedvezőbb felhajtóerő-viszonyok biztosítása érdekében
általában nem használták ki. A gép nagynyomású légpárnán siklott 540 km/h
legnagyobb sebességgel, ezért üzemanyag-fogyasztása igen kedvező volt, mintegy
negyede egy hasonló tolóerejű repülőgépnek.
A KM-1 ekranoplán
1973-ban 544 t indulótömegével a repülőeszközök között korábban
elképzelhetetlen terhelési világrekordot, 540 km/h sebességével a vízi
járművek számára hihetetlen sebességi rekordot állított fel. A gépet a
próbaüzem folyamán megtévesztés céljából különböző oldalszámokkal mutatták, így
ismertek fénykép- és filmfelvételek 04, 07 és 08 oldalszámokkal, azt sugallva,
mintha a gépből 10 példány állt volna szolgálatba. Az időközben nyilvánosságra
került adatok azonban azt igazolták, hogy a KM-1-ből, minden idők eddigi
legnagyobb repülőeszközéből mindössze két példányt építettek, egyet üzemi
kísérletek, egyet pedig statikus vizsgálatok
elvégzése céljából.
Az üzemi példány sorsa
tragédiába torkollott: egy nagy sebességű próba során a gép a vízfelülettel
ütközhetett és kigyulladt. Ez a baleset rámutatott az ekranoplánok
alapvető hiányosságára, vagyis hogy azok csak viszonylag sima felület felett,
legfeljebb 3-3,5 m hullámmagasságig tudnak
üzembiztosan közlekedni.
A KM-1 megépítése után az Alexejev-tervezőiroda egy annál gazdaságosabb, polgári
célokra is hasznosítható ekranoplánt, az Orljonokot (Sasfiók) tervezte és építette meg. A gépet a taganrogi Berjev
vízirepülőgép-tervezőiroda gyárában építették meg, annak A
90 típusjelzése is a Berjevirodára utal. (A 40:
Albatrosz sugárhajtóműves vízi repülőgép, A 50: -
NATO-megjelölés Madcap - az IL-76 szállító repülőgép
légtérellenőrző AWACS változata.)
Az A 90
ekranoplán három hajtóműves, alsószárnyas vízi
repülő szállítóeszköz volt. Az újszerű elrendezés úszó és
repülőtulajdonságainak vizsgálatára ebben az esetben is először egy személyzet
által vezetett, méretarányosan kicsinyített modellt építettek, ennek típusjele
SM-6 volt. Az ismertté vált
fényképes
ábrázolásokon feltűnő a gép 6M80 jelzése, amely hasonló a szovjet hadseregben
rendszeresített tüzérségi irányított rakéták jelzésrendszeréhez.
A végleges típus a KM-1-hez hasonlóan T-elrendezésű nyilazott
vezérsíkokkal rendelkezett, ezek csatlakozási pontjába építették be a Kuznyecov NK-12M légcsavaros gázturbinás
menethajtóművet. A Tu-95, Tu-114, Tu-142
és An 22 repülőgépeken is alkalmazott, 11 033
kW (15 000 lóerő) tengelyteljesítményű hajtómű által hajtott koaxiális
légcsavarok biztosították a jármű haladásához szükséges tolóerőt. Induláskor a
felhajtóerőt két, egyenként 10,35 kN
tolóerőt szolgáltató Kuznyecov NK-8-2M típusú sugárhajtómű állította
elő, amelyek gázsugara a felső szárnyfelületet fújta meg. A sugárhajtóműveket
szokatlan megoldással a géporr két oldalán a törzsbe építették, a törzsorr
felső felületén, a vezetőkabin előtt kialakított szívónyílásokkal és a törzs
két oldalán elhelyezett, a szárnytő felső felülete felé irányított
kifúvócsatornákkal.
Az A 90 Orljonok szárnyfesztávja
31,5 m, törzshossza 58,1 m, magassága 16 m volt. A gép 3,3 m széles törzsében 28 t
hasznos terhet vagy személyszállító változatban két szinten 300 utast tudott
szállítani. A teherszállítmány be- és kirakodásakor a gép orrát a fülke és a
harci rész mögött oldalra ki lehetett hajtani. A 140 t legnagyobb indulótömegű Orljonok legnagyobb repülési távolsága a vízfelszín
felett 1-4 m magasságban 350
km/h sebességgel repülve 1500 km.
Az 1970-es évek második felében
megépített A 90 Orljonok prototípus
elsősorban katonai célokat szolgált, ezért azt a vezetőkabin mögött elhelyezett
forgatható toronyba beépített 41 mm
űrméretű gépágyúval is felszerelték. A navigációs és célfelderítő radart egy
árbocra szerelve a lövegtorony mögött helyezték el. A gépet az akkoriban kiépítés
alatt álló RSzD 10 (NATO-kód: SS 20) középtávú rakétarendszerbe
is be kívánták illeszteni mint a rakéták vízi
szállításának eszközét.
Az Alexejev-tervezőiroda
harmadik nagyméretű ekranoplán típusa a Luny (Héja) típusmegjelölést viselő harci ekranoplán volt. Az iroda 1970-ban kapott megbízást a
típus megtervezésére és kifejlesztésére, a tervezést V. V. Szokolov
főkonstruktőr irányította. Feladata egy nagy sebességű, sekélyebb part menti
vizeken is használható, hajók elleni fegyverzettel ellátott, nagy tűzerejű vízi
jármű kialakítása volt. Számos előtanulmány és tízéves, addig ismeretlen
utakon járó fejlesztési munka eredményeként a típus koncepciója 1980-ra alakult
ki. Az építési munkákat még a tervek végső jóváhagyását megelőzően,
1983-ban megkezdték a Kaszpi-tengernél lévő Volga ipari komplexumban. Az új repülőeszközt 1986. július 16-án bocsátották vízre, majd felszerelés céljából Kaszpijszkba szállították át.
1987 márciusában kezdődtek meg a
két éven át tartó üzemi próbák a tervezőiroda
irányításával, amelyek 1989 júliusában zárultak. Az állami elfogadó
vizsgálatokra 1989 decemberében került sor. Addig azonban számos műszaki
nehézséget kellett leküzdeni, mert a Luny, tekintettel a beépített fegyverrendszerre, elődeinél jóval
komplexebb rendszert képezett.
A 73,8 m hosszú, 44 m
fesztávolságú, 21 m magas Luny felépítésében
a KM-1 alapelrendezését
követte, de a fegyverrendszer alkalmazása a vezérsíkon elhelyezett menethajtóművek
elhagyását igényelte. Ezért a Luny hajtóerejét
az első hajtómű-tartószárnyakon beépített nyolc darab Kuznyecov NK-87 indító sugárhajtómű szolgáltatta.
A gép orr-részében helyezték el a navigációs radart, és a gépet újonnan
kifejlesztett vezérlési rendszerrel látták el. A 400 t induló tömegű Luny hajtóműveinek tolóereje csendes vízen 55o km/h legnagyobb
sebesség elérését tette lehetővé. Az egy üzemanyag-feltöltéssel elérhető
hatótávolság 3000 km volt.
A Luny alapfegyverzetét hat darab Masinosztrojenyie 3M80
Moszkit (NATO-jelzés: SS-N-22 Sunburn) típusú, hajók elleni irányított repülőeszköz
képezte, amelyeket a törzs felső részén, mintegy 15°-os szögben, rögzítetten beépített
indítókonténerben helyeztek el, ezek mögött megfelelő sugárterelőket képeztek
ki. A tűzvezető állást az első páros indítócső afatt
helyezték el. A függőleges vezérsíkon és a vízszintes vezérsíkok felett
beépítve három nagyméretű radardóm szolgált a célfelderítő és tűzvezető
rendszerek számára.
A Luny
harci ekranoplán állami elfogadását követően,
1990 és 1992 között próbaszolgálatot teljesített a Kaszpitengeren
az orosz haditengerészet kötelékében. Ennek során vizsgálták katonai
alkalmasságát, és több rakétaindítási próbát is végeztek különböző sebességeken. Időközben megkezdték a típus második
egységének építését is.
Az ígéretesnek induló programnak
azonban az orosz gazdaság válsága, a katonai költségvetés megkurtítása vetett
véget. A programot törölték, a háromnegyed részben elkészült második egységnek pedig új feladatot kerestek. 1990 augusztusában
kapta meg a tervezőiroda a megbízást a Szpaszatyel
(Mentőhajó) elnevezésű program megvalósítására. A programot V. N. Kirilovics főkonstruktőr irányította. A Szpaszatyel-program a következő fő célok
elérését tűzte ki:
- bajba
jutott hajók személyzetének mentése; - űrkabinok és más repülőtárgyak
kimentése;
- mentés és segítség szállítása
természeti katasztrófák esetén;
- tengeri tűzoltás;
- őrjáratozás és szállítási
feladatok ellátása.
A második Luny
fegyverrendszerét és az azt kiszolgáló
berendezéseket kiszerelték, és az ily módon átalakított Szpaszatyel
kétszintes belső terét műtőteremmel is ellátott kórházként alakították ki. Nem
nagy átalakítással azonban azt 300 személy szállítására alkalmas berendezéssel
is el lehetett látni. A krónikus pénzhiány azonban a Szpaszatyel
befejezését sem tette lehetővé, így annak üzembe helyezése a mai napig nem történt
meg.
Az Alexejev-féle óriás ekranoplánok
továbbfejlesztésére és a világpiacon történő értékesítésére amarikai-orosz
vegyesvállalatot hoztak létre, mégsem sikerült
tőkeerős gyártót találni ennek a forradalmian újszerű vízi- és légijárműnek a hasznosítására.
Az Alexejev-féle ekranoplánok
mellett még említést kell tenni egy hasonló elven működő, de kialakításában
attól jelentősen eltérő géptípusról. A VVA 14 típusmegjelöléssel épített
szerkezet főtervezője az olasz születésű, de a volt Szovjetunióban tevékenykedő
Robert Ludvigovics Bartini mérnök volt, akinek a neve az 1930-as évek közepén
a STAL 6, 7 és 8 típusú, forradalmian újszerű repülőgépek megépítésével
vált ismertté. Bartini több évtizedes szünet után
tervezte meg a VVA 14 típust, amelynek egyetlen példányát szintén a Berjev-tervezőiroda taganrogi
üzeme építette meg.
A VVA 14
szokatlan formájú repülőeszköz volt, karcsú szárnyakkal és széles, lapos
alsórészű, felhajtóerőt képező katamarán-jellegű törzsközéprésszel.
A szárazföldi repülőterekre behúzható futóművel felszerelt gép a vízfelületen
két kiereszthető úszótestével feküdt fel. Noha a szakirodalom az ekranoplánok közé sorolja, ezen besorolás nem tekinthető
egyértelműnek. Egyes szakemberek véleménye szerint a Bartini-féle
szerkezet inkább volt tekinthető függőlegesen felszálló (VTOL) repülőgépnek,
hiszen induláskor a felhajtóerőt 12 darab függőleges helyzetben beépített Koleszov RD 36-35PR emelő sugárhajtómű
szolgáltatta volna. A vízszintes repüléshez szükséges tolóerőt a törzs tetején,
a kettős kormányfelületek között elhelyezett két hajtóműgondolába beépített Szolovjov D 30N kétáramú
sugárhajtóművek fejtették ki. A gép típusjelzése is a 14 beépített hajtóműre
utal.
Az egyetlen elkészült Aeroflot cégjelet viselő, CCCP 19172 lajstromjelű prototípusba az emelő hajtóműveket soha nem építették be, azt csak mint egyszerű, kétéltű (amfibia) repülőgépként felszálló, menet közben párnahatást kifejtő repülőgépet vetették alá üzemi próbáknak. A Bartini-Berjev-féle ekranoplán ma az orosz légierő monyinói múzeumában látható.
Forrás: Flieger Revue 1/1996. és 511996. sz. nyomán.
Jablonszkíj P. P.: Krilatie Szuda Otyecsesztva
1997.
Moszkva
A szerkesztőség köszönetét fejezi ki Daczi
Pálnak a rendelkezésre bocsátott szakirodalomért.
Villányi György
♣ Archiválta SRY 2005 augusztus
24. ♣ CANON LiDE system
♣ Microsoft Word ♣ SRY MODELL 2005