Посадка гидросамолета на воду
Обновлено: 02.07.2024
Влияние ветра и волн значительно сказывается на эксплоата — ции гидросамолета на воде, иначе говоря на его взлете, посадке и свободном плавании. Если в некоторых случаях (обычно при сверхрасчетной перегрузке гидросамолета) встречается затруднение при взлете в штиль или с мертвой зыби, то при наличии большого волнения и сильного ветра взлет и посадка гидросамолета могут привести самолет к гибели.
Фактором, определяющим мореходные качества гидросамолета, является его конструктивная схема.
Трудность проектирования гидросамолетов состоит в том, что мореходность и его летные качества очень часто находятся в полном противоречии друг с другом. Получение высокой прочности, необходимой при посадке на волну, и хорошей остойчивости ведут к увеличению веса и воздушного сопротивления (подкрыльные поплавки и другие устройства). Поэтому конструктор вынужден для каждого задания, в зависимости от условий экспло — атации гидросамолета на воде, поступаться или летными качествами для получения необходимой мореходности, обеспечивающей работу гидросамолета в заданных условиях, или давать летные качества, определяя допустимую эксплоатационную обстановку для получившейся схемы.
Продольная остойчивость гидросамолета при гидропланаже зависит от надлежащего выбора метацентрической высоты, величина которой должна обеспечить остойчивость в конце пробега для предупреждения тенденции к капотированию. Этого можно достигнуть рациональным подбором обводов плавательных приспособлений и соответствующим распределением грузов.
Для летающих лодок, имеющих отрицательную метацентриче — скую высоту, продольная остойчивость достигается путем придания площади грузовой ватерлинии такой формы, которая обеспечивала бы при небольших углах диферента наибольшее значение восстанавливающих моментов. Увеличивая длину носовой части и высоту надводного борта, можно, кроме указанного выше, увеличить его мореходность, так как высокий борт и удлиненная носовая часть с явно выраженной килеватостью меньше принимают на себя воды и легче всходят на волну.
Остойчивость поплавковых гидросамолетов достигается выносом поплавков вперед, что обеспечивает самолет от капотирования.
Осуществление’поперечной остойчивости, как мы уже видели, достигается при помощи целого ряда специальных устройств, так как высокое положение ЦТ обусловливается необходимостью удалить по возможности выше от воды несущие поверхности
и винтомоторную группу для предохранения от брызг и ударов волн. Это особенно ярко выражено на конструктивных схемах современных гидросамолетов открытого моря (рис. 98).
Ведущиеся работы по размещению моторов в лодке и по устройству передачи от них к винтам, расположенным высоко над лодкой, пока практических результатов не дали из-за сложности конструкции и большого добавочного веса.
Наличие подкрыльных поплавков у летающих лодок, особенно расположенных близко к концам крыльев, понижает мореходные качества гидросамолетов, так как даже при незначительных
ударах поплавков о волны получаются большие моменты, разворачивающие гидросамолет около его вертикальной оси, тем самым сбивая его при рулежке или гидропланаже с курса.
При зарывании пбплавка в волну может произойти резкий разворот, и гидросамолет скапотирует. Кроме этого, удар волны о поплавок может его отломить, и гидросамолет, потеряв остойчивость, перевернется.
Наиболее выгодными способами обеспечения остойчивости с точки зрения мореходности являются жабры.
Плавность входа в воду при посадке плавательного приспособления гидросамолета зависит исключительно от обводов его подводной части. Чем плавнее происходит погружение гидросамо
лета, тем меньше нагружается вся система инерционными силами и тем меньше будет ударная нагрузка от гидродинамических и гидростатических давлений воды.
Английские и американские конструкторы, преследуя цели амортизации удара при посадке, применяют V-образную форму днища (рис. 99). Некоторые конструкторы весьма продолжительное время придавали плавательным приспособлениям плоскодонную форму (рис. 100) и только в последних конструкциях ее изменили (рис.
101), считая, что плоское дно дает больший гидродинамический эффект.
Итальянский конструк — Рис. m Шоскодон- тор Маркетти весьма нне поддавки долго строил летающие
лодки с вогнутым днищем (рис. 102). Эта форма днища, обладая хорошими гидродинамическими данными, получала амортизацию за счет образования в момент посадки между днищем и водой воздушной подушки, а также распределения первоначальной нагрузки от скул к середине днища. Но и Маркетти отказался от такой формы подводной части при постройке гидросамолетов 5-55, выполнивших перелет через Атлантический океан. Его последняя модель 5-66 имеет явно выраженную килеватость.
Рве. 101. Киевахые иошавви
Маневренность плавания, обеспечивающая возможность гидросамолету удерживать определенное направление как при взлетах и посадках, так и совершать все маневры на воде при волне и ветре, нужна для выруливания на старт, расположенный часто вдали от постоянной стоянки гидросамолета, и для того, чтобы, развернувшись, лечь на нужный куре.
В случае вынужденной посадки на море гидросамолет должен занять наивыгоднейшее положение относительно волны и ветра и хорошо удерживать это положение. Для этой цели он должен быть управляем, т. е. под действием рулей и тяги винтомоторной групцы совершать нужные маневры. Чем меньше необходимая для манев
рирования мощность мотора, тем больше времени гидросамолет сможет продержаться в море’ в управляемом состоянии без перегрева мотора.
Из-за малой поперечной остойчивости, а следовательно, при наличии подкрыльных поплавков у летающих лодок или большом разносе поплавков у поплавковых гидросамолетов маневренность весьма ограничена. Благодаря большой поверхности крыльев оперения и плавательного приспособления воздействие ветра, особенно бокового, вееьма велико, и гидросамолет не в состоянии держаться на курсе; при боковом ветре подветренный поплавок погружается в воду, и гидросамолет сворачивает с курса. Для одномоторных гидросамолетов при сравнительно небольших волнах и ветре часто управление становится невозможным. Маневренность многомоторных гидросамолетов повышается за счет комбинированной работы отдельных моторов.
Наличие килеватого днища, развитого вертикального оперения и водяного руля значительно улучшает маневренность.
Безопасное плавание гидросамолета должно быть обеспечено его непотопляемостью. Непотопляемость обеспечивается невозможностью проникновения внутрь плавательных приспособлений воды. Вода может проникнуть внутрь или через открытые горловины и люки, или через пробоины в корпусе.
Для сохранения остойчивости плавания необходима определенная площадь грузовой ватерлинии, поэтому для обеспечения ее надлежащих размеров устраиваются внутри плавательных приспособлений водонепроницаемые перегородки, разделяющие корпус на ряд отсеков. Понятно, что чем больше в плавательном приспособлении будет отдельных небольших отсеков, ограничивающих в нем распространение воды, тем меньше будет потерь площади грузовой ВЛ и тем меньше изменится осадка.
Обычно требуется определить размер отсеков так, чтобы при затоплении двух соседних отсеков гидросамолет сохранял бы пловучесть и остойчивость. При этом необходимо учесть, что по мере удаления от ЦТ гидросамолета объем отсеков должен уменьшаться для сохранения постоянства опрокидывающего момента при затоплении отсека водой.
В поплавках водонепроницаемые переборки могут быть размещены в любых местах, и только экономия веса может ограничить их число.
Для лодки, нагруженной различными грузами в определенных местах, занимающими значительное пространство по длине лодки, осуществить рациональное расположение водонепроницаемых переборок почти невозможно, особенно для гидросамолетов небольшого тоннажа. В этом случае лучше совсем отказаться от водонепроницаемых переборок, так как гидросамолет, получив пробоину, начнет погружаться, не теряя остойчивости, и сможет продержаться на поверхности воды значительное время. ‘
При изоляции передней части лодки от кормовой в случае получения пробоины в носовой части вода быстро заполнит переднюю часть, и гидросамолет перевернется (рис. 103).
Гидросамолеты большого тоннажа (открытого моря) находятся в этом случае в значительно лучших условиях и имеют водонепроницаемые перегородки в вертикальной и в горизонтальной плоскостях, что в полной мере обеспечивает их непотопляемость. Кроме этого, несущие поверхности на концах имеют водонепроницаемые отсеки, обеспечивающие плавание при повреждении подкрыльных поплавков.
Для уменьшения возможности заплескивания больших количеств воды через борт лодки надводному борту дается необходимая высота, а носовая часть имеет соответствующие обводы; кроме того, на палубе устраиваются козырьки-волнорезы, отражающие попадающую воду.
Чрезмерное увеличение надводного борта увеличивает воздушное сопротивление, поэтому обычно высота надводного борта не
превышает двойной осадки гидросамолета при полной нагрузке.
В заключение необходимо сказать несколько слов о мореходности поплавковых и лодочных гидросамолетов. Для гидросамолетов до 5 т водоизмещения оба типа с точки зрения мореходности почти равноценны и в равной степени не удовлетворяют ее основным требованиям. Если считать, что поплав^вый гидросамолет обладает ббльшей мореходностью благодаря высокому расположению несущих поверхностей, ббльшей устойчивости пути (направления), меньшей подверженности крыльев ударам волн и лучшей обеспеченности непотопляемости, то низкое расположение пропеллера и незащищенность его от волн и брызг, увеличенное лобовое сопротивление, большая нагрузка шасси ударами волн понижают мореходность в значительной степени.
Летающая лодка хороша высоким расположением винтомоторной группы, ббльшей прочностью корпуса по сравнению с поплавковым шасси, меньшей парусной поверхностью, но страдает от низкого положения несущих поверхностей, недостаточной поперечной остойчивости, следствием чего является необходимость устройства специальных приспособлений, нагружающих несущие поверхности.
С увеличением тоннажа явные преимущества имеют летающие лодки. В настоящее время в гидроавиации, насчитывается большое количество вполне мореходных летающих лодок, что подтверждает это положение.
ГИДРОСАМОЛЁТ (от гидро … и самолёт ), самолёт, способный взлетать с водной поверхности, садиться на неё, а также маневрировать на воде; базируется на гидроаэродроме . Г. должен обладать плавучестью, остойчивостью, непотопляемостью, устойчивостью движения по воде и др. мореходными качествами, определяющими возможность его эксплуатации в акваториях при различных гидрометеорологических условиях. При нахождении на плаву вес Г . полностью компенсируется гидростатической подъёмной силой. В процессе разбега гидродинамическая подъёмная сила глиссирующей поверхности днища корпуса и аэродинамическая подъёмная сила крыла при достижении взлётной скорости обеспечивают отрыв Г . от водной поверхности. Профилированные обводы днища корпуса Г . повышают устойчивость хода, обусловливают достижение минимальных перегрузки и брызгообразования (при разбеге и пробеге гидросамолёта). Наличие на днище корпуса Г . поперечного уступа (редана) способствует отрыву Г . от водной поверхности на предвзлётных скоростях. Г . обычно строятся по схеме моноплана с высокорасположенными двигателями во избежание их заливания и забрызгивания.
Проигранная гонка
Гидроавиация родилась почти одновременно с авиацией обычной и долгое время не просто не отставала, но иногда даже перегоняла наземных коллег. В Первую мировую стало ясно, что самолёты-амфибии незаменимы как морские разведчики, имеют неплохой потенциал как бомбардировщики и торпедоносцы, и даже могут применяться как истребители. Межвоенный же период стал настоящей золотой эрой гидроавиации.
В 20-е годы 20-го века казалось, что гидроавиация почти победила наземных коллег и скоро вступит в настоящее противоборство с флотом, в том числе и догнав корабли и по размерам
Амфибии было проще увеличивать в размерах, чем их наземных коллег. Самые роскошные и большие авиалайнеры были именно летающими лодками. Более того, рекорд скорости долгое время принадлежал гидросамолёту Macchi M.C.72, который в 1934 году взял рубеж в 700 километров в час. Для наземных самолётов той эпохи это были недостижимые цифры. Неудивительно, что многие теоретики предсказывали отход обычной авиации на второй план — в пользу самолётов-амфибий.
Macchi M.C.72 удерживал рекорд скорости почти пять лет, с 1934 по 1939 год
Вторая мировая показала, что эти прогнозы были слишком оптимистичными. Но хоть главная роль в войне принадлежала обычным летающим машинам, гидроавиация всё равно показала себя хорошо, особенно в ходе боевых действий на Тихом океане. Уже никто не предсказывал, что гидросамолёты потеснят самолёты обычные, но никто не сомневался в безоблачной судьбе амфибий. Однако приход реактивной эпохи смешал все карты.
Казалось бы, ничего сложного тут нет — просто поставить вместо поршневых двигателей реактивные, и всё в порядке. Именно по такому принципу и были выполнены первые проекты реактивных гидросамолётов. Но всё было совсем не просто.
Saunders-Roe SR.A/1 — британский экспериментальный гидроистребитель 1947 года. Компоновка не отличалась от реактивов той поры, а надёжность была крайне низкой. Потом воздухозаборник пытались переделать, но проект уже не вызвал интереса у военных
Реактивный двигатель очень не любил попадания воды в камеру сгорания, а избежать этого при взлёте и посадке на воду довольно сложно. Можно было экранировать сопло от брызг крылом или фюзеляжем, или же спроектировать воздухозаборник специальной формы, чтобы туда не попадала вода. Всё это требовало дополнительных исследований.
Convair Skate — проект американского гидроистребителя, предшественника F2Y SeaDart. Необычное расположения воздухозаборников объясняется именно желанием экранировать их от попадания воды
Проблему несоответствия аэродинамики и гидродинамики пытались решить. Например, в Convair предложили проект сверхзвукового бомбардировщика со сбрасываемым поплавком-фюзеляжем. Изображение из архива Роберта Бредли
К чёрту аэродромы, будем летать с воды!
Реактивные двигатели принесли с собой не только много пользы, но и некоторые серьёзные проблемы. Наверное, главной занозой были возросшие требования к аэродромам. Реактивные самолёты выросли в размерах и плохо летали на малых скоростях — а значит, им требовалась длинная взлётно-посадочная полоса, желательно — хорошего качества. Строительство их требовало много денег, времени, а главное, они были уязвимы.
Один удачный налёт противника — и пока полосу не отремонтируют, ничего с неё не взлетит.
Не меньше проблем было и на море — реактивные самолёты еле-еле влезали на самые большие авианосцы, и то — часто взлетая и садясь на пределе, рискуя вылететь за борт.
На воде было безопасно базировать и ядерную авиацию, особенности если вынести базы на далёкие острова или в океан. Если случится авария — ничего страшного. На картинке проект бомбардировщика летающей лодки с ядерной силовой установкой фирмы Northrop
Гидроавиация стала отличным решением проблем — причём не только для флота, но и для обычных ВВС, особенно для стратегических бомбардировщиков. На море длина взлётной полосы не ограничена; надо разгонятся километр или два — никаких проблем. Вражеский налёт не сможет навредить водной глади — а значит, самолёт всегда сможет взлететь и приземлиться.
Для моряков было важно, что гидроавиацию могут нести не только авианосцы, но и почти любые корабли, вплоть до переделанных гражданских транспортов. Просто спусти его на воду — а после подними на борт. Так можно и деньги сэкономить на строительстве дорогостоящих авианосцев, и обеспечить весь флот воздушным прикрытием.
Летающая лодка Martin P6M Sea Master была важна для флота США по политическим причинам. Она должна была стать главным носителем флотского ядерного оружия, ответом на В-52 у ВВС. Но это место заняли крылатые, а затем баллистические ракеты на подлодках
Для стратегической авиации было важно, что бомбардировщик-амфибию ничто не ограничивало в разбеге — он мог быть и два, и три километра, если бы потребовалось. Кроме того, стратегические гидросамолёты было проще рассредоточить.
Особое внимание стратегическим бомбардировщикам-амфибиям уделяли в СССР — из-за большой уязвимости перед американским ядерным оружием. Один из таких проектов — составной сверхзвуковой бомбардировщик/разведчик А-57, спроектированный Робертом Бартини
В пятидесятых по обе стороны железного занавеса шло проектирование реактивных боевых гидросамолётов, причём по достаточно схожему пути. Сначала предполагалось создать гидроистребитель и патрульный самолёт/разведчик. Потом планировали перейти к созданию сверхзвуковых машин — перехватчика и стратегического бомбардировщика.
Бе-10 во многом напоминал американский проект P6M Sea Master, но был больше заточен под патрулирование и охоту на подводные лодки
Советские проекты гидроистребителей, в отличие от американского F2Y Sea Dart, до реализации так и не дошли
В середине 50-х первые прототипы стали выходить на испытания. В 1953 году полетел Convair F2Y Sea Dart — сверхзвуковой гидроистребитель (изначально он проектировался как дозвуковой, но быстро стало ясно, что время таких машин прошло). В 1955 году полетел патрульный Martin P6M Sea Master, в 1956-м — его коллега из СССР Бе‑10.
Convair F2Y Sea Dart — по сей день единственный гидросамолёт, преодолевший звуковой барьер
Крах гидроавиации
Все три машины проходили испытания достаточно неплохо, но и не без проблем. Оказалось, что посадка реактивного гидросамолёта на воду на порядок сложнее, чем посадка на взлётную полосу. Даже пилот высокой квалификации имел все шансы разбить машину, что уж говорить о новичках. Из-за попадания брызг воды двигатели часто сбоили и быстро изнашивались, и это добавляло проблем обслуживающему персоналу. А главное — стало ясно, что гидросамолёт всё равно уступал своим аналогам наземного или авианосного базирования.
При прочих равных он нёс меньше груза, летал на меньшую дальность и был менее манёвренным.
Тот же Sea Dart имел хоть какие-то шансы в воздушном бою разве что против дозвуковых истребителей, всем остальным он гарантированно бы проиграл.
Последняя известная попытка создать истребитель-амфибию — проект Lockheed Hydro Star, середины 70-х годов. Самолёт значительно уступал даже первым самолётам четвёртого поколения и потому интереса не вызвал
Более того — программа развития гидроавиации была слишком дорогой, и не только из-за самолётов. Хоть для них и не надо было строить взлётные полосы, требовались береговые базы, специальные корабли-носители — и всё это надо было создавать с нуля за большие деньги. При этом инфраструктура для обычных самолётов уже была готова, и её надо было лишь поддерживать и потихоньку улучшать.
К концу 50-х американцы полностью потеряли интерес к гидроавиации и свернули все проекты. В СССР Бе-10 всё же приняли на вооружение, но выпустили меньше трёх десятков и достаточно быстро сняли с вооружения — вместо него приняли турбовинтовой Бе‑12.
Кроме того, турбовинтовые патрульные летающие лодки использовали Китай и Япония.
В Японии военные до сих пор используют только турбовинтовые летающие лодки. Но были попытки создать и полноценные реактивные машины с необычными решениями. Так, в проекте ASR-544-4 для посадки и взлёта с воды использовалась надувная воздушная подушка
Несмотря на столь явный провал, разные фирмы пытались воскресить идею реактивного гидросамолёта. Выдвигались самые необычные проекты — от гигантских транспортных летающих лодок до гидроистребителей (последний подобный известный проект датируется серединой 70-х). Но итог всегда был один.
Слишком сложно, слишком дорого, не имеет значимых преимуществ перед аналогами.
При этом небольшие винтовые гидросамолёты, особенно в частном секторе, продолжали спокойно существовать. Да, они не могли похвастаться крутыми лётно-техническими характеристиками или рекордами, но в своей узкой нише до сих пор практически незаменимы.
В рамках разработки противопартизанского штурмовика/разведчика LARA исследовали возможность оснастить его поплавками — для базирования на реках. Но потери в ЛТХ были слишком большие, и от идеи отказались
Лишь в середине 80-х в СССР снова создали боевой реактивный гидросамолёт. Летающая лодка А-40 должна была заменить уже устаревшие винтовые Бе-12 и стать первым серийным представителем своего рода. На ней вроде бы удалось решить проблемы с посадкой и с живучестью моторов (по крайней мере, по заверениям разработчиков), ведь наука и техника на месте не стояли. Но СССР развалился — и проект снова оказался никому не нужен.
Лишь упрощённый спасательный/пожарный вариант Бе-200 всё же удалось довести до мелкосерийного производства; было и несколько зарубежных заказов. А в этом году даже полетел первый гидросамолёт, заказанный для ВМФ России.
Пока реактивная гидроавиация по-прежнему находится на грани исчезновения. Некоторые работы идут в Китае, ходят слухи про японские проекты, а в КБ Бериева мечтают о возрождении проекта А-40. Но есть ли на самом деле у военной гидроавиации хоть какой-то шанс — или её окончательный закат неизбежен?
Ключевые условия
Необходимость аварийной посадки может возникнуть по всевозможным причинам. В большинстве случаев это происходит ввиду технической неисправности судна, вызвавшей отказ оборудования борта.
Метеоусловия
Как показывает статистика, удачная посадка самолёта на воду в первую очередь зависит от погодных условий. Сложные метеоусловия влекут за собой неспокойную водную поверхность. Это требует необходимого учета направления волн и их высоты. Именно от этого зависит поведение борта в момент контакта. Если правильно оценить эти критерии, сложности между посадкой на спокойную гладь или в бушующее море не обнаружится.
Самолёт в это время оказывается под колоссальными нагрузками, а малейшая ошибка экипажа станет причиной его разрушения. Грамотные действия командира судна, выбор правильного курса снижения, высоты и скорости – всё это играет немаловажную роль в спасении жизней, собственных и пассажиров.
Важно! Борт должен заходить на посадку параллельно волнам, сажать самолёт по их направлению категорически запрещено.
Тип судна
В ситуации, когда самолёт падает в воду, тип судна является довольно важным нюансом. Здесь необходимо учитывать такие критерии:
- Запас прочности фюзеляжа должен обладать существенным резервом.
- Чем больше масса и размеры лайнера, тем выше шансы на успех.
- Шасси самолёта обязательно должны быть сложены. В противном случае в момент контакта с поверхностью, они будут играть роль якоря, что приведёт к крену и поломке крыльев.
Сравнение гражданских самолетов
Современные пассажирские авиалайнеры обладают всем необходимым, поэтому при возникновении такой ситуации, проблем возникнуть не должно. Исключением являются случаи, когда та или иная техническая неисправность не позволяет гарантировать выполнения безопасной посадки.
Грамотные действия экипажа
Команда может контролировать поведение самолёта до первого соприкосновения с водой. После этого экипаж теряет управление, и лайнер маневрирует по инерции. Таким образом, если командир и пилот выполнили все необходимые действия и расчёты верно, риск серьёзного повреждения судна и опасности для людей минимизирован.
Порядок действий пассажира после посадки на воду
Как правильно одевать спасательный жилет
Время, за которое спасательный плот готов к эксплуатации, составляет 1 минуту летом и 3 зимой. Количество человек на 1 плавучее средство должно быть в рамках разрешенного (в зависимости от разновидности), превышение не допускается. После распределения всех пассажиров и экипажа на плотах, отойти на расстояние 50–100 м от самолёта и бросить плавучий якорь. Это снизит вероятность дрейфа и будет удерживать пострадавших в месте аварии до прибытия спасателей.
Самостоятельно покидать плот не рекомендуется, так как это увеличивает риск быть потерянным во время спасательной операции. Время прибытия помощи зависит от расстояния до берега или находящихся поблизости кораблей.
Если самолёт затонул, а спасателей ещё нет, отплывать далеко не рекомендуется. Авиалайнер оборудован маячками, передающими сигнал о своём местонахождении. Потому, рано или поздно помощь придёт именно в место посадки.
Исключением является ситуация, когда береговая линия находится в зоне видимости. В этом случае можно попытаться добраться до берега на плотах. Для этого они укомплектованы вёслами. Помогать гребцам допускается подручными предметами.
До прибытия спасателей, руководство принимает на себя командир воздушного судна.
Порядок действий экипажа
Сразу после того как скорость самолёта снизилась, командир судна обязан оценить его состояние и принять решение о дальнейшей эвакуации. Аварийные люки следует использовать в зависимости от ситуации.
Пассажиры должны забраться на надувной спасательный плот
При этом нужно учитывать ряд факторов:
Прочность фалиня рассчитана таким образом, что если перерезать его не успели, а самолёт резко ушёл под воду, трос разорвётся.
Историческая статистика
В мировой истории не так много случаев, когда пассажирский самолёт садился на воду. Отдельно стоит сказать, что этот вариант развития событий не самый лучший из всех. Даже если посадка прошла успешно, у людей есть не более 30 мин. для того чтобы покинуть борт. Дальше, он просто уйдёт на дно. С другой стороны, каждый авиалайнер имеет необходимое количество надувных спасательных плотов, поэтому избежать гибели он вполне может.
Схема полета Airbus A320
Если вспоминать, сколько было таких случаев, статистика не так велика:
Читайте также: