Проект экраноплана VRC "Columbia" (США. 1961-1965 год)
Оценив на основе анализа результатов научно-теоретических исследований и характеристик построенных энтузиастами конструкций возможности транспортных средств на динамической воздушной подушке, Министерство обороны США поставило задачу создать подобные аппараты для нужд флота. С этой целью Управление военно-морских операций штаба ВМС США решило объявить в 1961 г. конкурс на разработку проекта большого военно-транспортного аппарата-амфибии. В конкурсе приняло участие несколько американских фирм, в том числе «Вийкл рисерч корпорейшн» (Veihcle Research Corporation - VRC), заинтересовавшаяся созданием экранопланов, и «Локхид», проводившая разработки и постройку опытных аппаратов с 1960 года.
Победителем в конкурсе стала фирма VRC со своим военно-транспортным экранопланом «Колумбия». Этот проект стал одним из первых среди «фирменных» транспортных аппаратов. Он интересен с точки зрения сравнения уровня развития экранопланостроения того времени за рубежом и в нашей стране. По аэрогидродинамической схеме «Колумбия» представляла собой катамаран с обтекаемым корпусом в виде толстого крыла малого удлинения, установленного на двух поплавках.
Корпус-крыло пронизывали два круглых туннеля, в которых размещались вентиляторы, подающие воздух в кольцевую прорезь по периметру. При старте этот воздух образовывал под кораблем воздушную подушку, которая поднимала поплавки над водой. Затем включались маршевые винтовые двигатели, и корабль начинал движение подобно обычному аппарату на воздушной подушке. При этом вытекающий из кольцевой прорези воздух служил завесой, препятствующей утечке воздуха из-под крыла.
По мере разгона аппарата скоростной напор встречного воздушного потока постепенно достигал такой величины, что позволял убрать переднюю часть воздушной завесы. Задняя же часть завесы сохранялась еще некоторое время, обеспечивая ускоренное наполнение воздушной камеры, но в момент выхода на крейсерский режим отключалась и она. После этого мощность вентиляторной установки тратилась лишь на поддержание боковых завес, препятствующих вытеканию сжатого крылом воздуха в стороны, и аппарат удерживала над водой лишь подъемная сила его корпуса.
Большое внимание разработчики катамарана уделили энергетической установке. Две группы газовых турбин Т-64 мощностью по 2270 л.с. каждой (суммарная мощность 13620 л.с.) должны были обеспечить скорость полета 185-220 км/ч. Группа маршевых двигателей, состоящая их двух ГТД, устанавливалась на специальных пилонах в кормовой части верхней палубы корабля. Группа стартовых (поддувных) двигателей из четырех аналогичных ГТД предназначалась для выхода экраноплана на расчетный режим околоэкранного полета. По мнению авторов проекта, значительный резерв мощности энергетической установки позволял эксплуатировать корабль в более тяжелых условиях и при увеличенной нагрузке, а также существенно повышать моторесурс двигателей.
Для управления экранопланом на крейсерской скорости служили два руля, действующих в воздушной струе, создаваемой винтами маршевых двигателей. На малых скоростях применялись поворотные сопловые устройства, а реверс осуществлялся с помощью винта регулируемого шага. Стабилизация корабля обеспечивалась вертикальными килями.
Основные несущие элементы конструкции предполагалось выполнить из алюминиевых сплавов, а верхнюю палубу со сложными обводами - из стеклопластика. Согласно расчетам, запас прочности корпуса был достаточен для эксплуатации экраноплана в условиях волнения моря 4-5 баллов.
В транспортно-десантном варианте в корпусе трансатлантического экраноплана с высотой межпалубного пространства около 2,4 м располагалось грузопассажирское отделение, рассчитанное на размещение 120 десантников или четырех стандартных грузовых контейнеров размерами 2,4x2,4x6,1 м. Считалось, что такое расположение грузопассажирского отделения обеспечит необходимую центровку аппарата при различной его загрузке, что весьма важно для обеспечения продольной устойчивости.
Для выполнения погрузочно-разгрузочных операций на аппарате предусматривались бортовые лацпорты и грузовой люк в верхней палубе. Благодаря автоматизации управления кораблем и техническими средствами (энергетической установкой и др.) в состав его экипажа предполагалось включать всего двух человек, которые размещались в ходовой рубке в носовой части корпуса. При разработке проекта экраноплана большое внимание уделялось вопросам обитаемости экипажа и десантников, в частности, звукоизоляции.
В грузопассажирском варианте аппарат проектировался в расчете на перевозку 150 пассажиров или 36 т груза через океан со скоростью 150-220 км/ч. Вес аппарата длиной около 55 м и шириной 24 м с нагрузкой должен был составлять около 100 т. Дальность беспосадочного полета экраноплана на высоте 2,7 м равнялась 800 км.
Для базирования подобных катамаранов наиболее целесообразным было признано устройство специального берегового слипа. С этой целью вдоль поплавков монтировались усиленные вертикальные кили с поперечным набором. При стоянке на суше система гибкого ограждения, закрепленного по внешнему борту поплавков, оставалась ненагруженной, а для перемещения при неработающих двигателях на специальной колесной платформе в конструкции были предусмотрены подкрепления основного корпуса.
В процессе разработки экраноплана «Колумбия», помимо экспериментальных исследований на маломасштабных моделях, в 1964 г. по проекту сотрудника фирмы С. Ретхорта была построена полунатурная самоходная модель VRC-1 массой 2,3 т и длиной 6,3 м. Аппарат был выполнен по схеме «составное крыло» с двумя развитыми поплавками. Закрытая обтекаемая кабина экипажа размещалась в центральной части несущего крыла. Вертикальное двухкилевое хвостовое оперение, установленное в кормовой части поплавков, дополнялось сверху горизонтальным стабилизатором с рулем высоты.
Газотурбинный двигатель приводил во вращение два двухлопастных воздушных винта и два вентилятора. Воздушные винты размещались на вертикальных килях хвостового оперения. Одна из особенностей этого экраноплана - стартовое устройство, обеспечивающее выход на расчетный режим движения и представляющее собой саморегулируемую двухструнную сопловую систему образования воздушной подушки.
Аэродинамическая компоновка модели отличалась от схемы экраноплана обводами поплавков. С бортов они имели обтекаемый профиль, который создавал в полете зону разрежения, препятствуя перетеканию воздуха на верхнюю поверхность крыла и повышая таким образом его несущую способность. Аппарат мог совершать полет и под действием тяги лишь одной реактивной сопловой системы старта. Таким образом, конструкция совмещала аппарат на воздушной подушке и экраноплан. В 1964 г. модель VRC-1 проходила всесторонние испытания на базе ВВС Эдварде (штат Калифорния) , при этом в режиме движения на воздушной подушке, создаваемой сопловой системой, была зафиксирована скорость полета 96 км/ч, аналогичный показатель околоэкранного полета составил 137 км/ч.
