Классификация гидросамолетов

Работы по созданию самолетов, приспособленных для взлета с водной поверхности и посадки на нее, начались практически одно­временно с работами по созданию самолетов, базирующихся на земле.

28 марта 1910 года первый полет на гидросамолете (от греч. hydor — вода) и самолет собственной конструкции совершил француз А. Фабр.

Исторически сложилось так, что у истоков отечественного воздухопла­вания и авиации стояли офицеры военно-морского флота России. Первы­ми в мире они разработали тактику морской авиации, осуществили
с воз­духа бомбардировку вражеского корабля, создали проект авианосца, пер­выми пролетели в небе Арктики.

Географические и стратегические особенности театров военных дейст­вий того времени, протяженные морские границы на Балтийском и Чер­ном морях, отсутствие специально оборудованных аэродромов для экс­плуатации сухопутных самолетов и,в то же время.обилие крупных рек, озер, свободных морских пространств обусловили потребность создания морского самолетостроения в нашей стране.

Развитие гидроавиации началось с постановки сухопутного са­молета на поплавки. Первые поплавковые гидросамолеты (рис. 8.4) имели два основных
поплавка 1 и дополнительный 2 (вспомогатель­ный) поплавок в хвостовой или носовой части.

Рис. 8.4. Схема трехпоплавкового гидросамолета

Поплавковые схемы применяются в настоящее время для легких самолетов, хотя уже в 1914 году совершил первый полет четырех­моторный тяжелый самолет «Илья Муромец», по­ставленный на поплавки по трехпоплавковой схеме с хвостовым поплавком.

По характеру посадочно-взлетного устройства гидросамолеты можно разделить на три основные группы: 1) поплавковые, 2) лодочные, 3) амфибии.

Первые две группы имеют возможность производить посадку и отрыв исключительно с поверхности воды, аппараты третьего типа (амфибии) пользуются как сухопутными, так и морскими аэродромами.

Поплавковые самолеты.

По внешнему виду поплавковый самолет является нормальным типом сухопутного самолета с тем лишь различием, что место колес занимают поплавки.

Рис. 8.5. Схемы поплавковых гидросамолетов: а) однопоплавковый; б) двухпоплавковый

а)

В однопоплавковом гидросамолете (рис. 8.5, а) практически всю гидростатическую или гидродинамическую нагрузку воспринимает поплавок. Поперечная остойчивость создается вспомогательными
поплавками малого объема, расположенными на концах крыла.

Однопоплавковые самолеты легки, малогабаритны и применялись для катапультного взлета с палубы корабля. Они производили посадку только на воду
и поднимались на борт корабля специальными грузовыми стрелами.

В двухпоплавковых самолетах (рис. 8.5,б) оба поплавка воспринимают всю нагрузку и обеспечивают продольную и поперечную остойчивость. В свое время они были распространены, но в наши дни встречаются редко, так как имеют большое аэродинамическое сопротивление.

Трехпоплавковые самолеты (рис. 8.4) имеют в настоящее время лишь исторический интерес.

Лодочные гидросамолеты. Рост размеров и масс гидросамолетов и, как следствие, pocт размеров поплавков позволил размещать в них экипаж и оборудо­вание, что привело к созданию гидросамолетов типа «летающая лодка» однолодочной схемы и двухлодочной схемы — катамаран (oт тамильского каттумарам, буквально — связанные бревна).

Летающая лодка вследствие своих высоких мореходных свойств и достаточно хорошей аэродинамики является основным типом гидросамолета в современной авиации. Однолодочные гидросамолеты бывают трех разновидностей:

1) летающие лодки с опорными поплавками;

2) лодки с несущими (водоизмещающими) поплавками;

3) лодки с плавниками.

Первая разновидность лодок является в настоящее время наиболее распространенной (рис. 8.6). Лодка воспринимает всю гидростатическую и гидродинамическую нагрузку. Опорные поплавки, которые
устанавливаются на концах крыла, служат для обеспечения поперечной остойчивости гидросамолета.
В прямом положении лодки опорные поплавки едва касаются воды или имеют небольшой зазор с водной поверхностью. Такой гидросамолет обычно плавает

с небольшим креном, опираясь на один из поплавков.

Рис. 8.6. Схемы летающей лодки:
а) с опорными поплавками; б) с несущими поплавками

Рис. 8.7. Схема летающей лодки с плавниками

В лодках с несущими поплавками (рис. 8.7) вес гидросамолета уравновешивается гидростатической подъемной силой так, что 15…20% этой силы приходится на поплавки. Устанавливаются водоизмещающие поплавки обычно под консолями центроплана и имеют больший объем, чем опорные поплавки. Вследствие больших размеров они не могут убираться в крыло и вызывают заметное дополнительное сопротивление. Поэтому в настоящее время эта схема лодки устарела и практически не применяется.

Особую разновидность лодочных гидросамолетов составляют лодки с так называемыми плавниками. Плавники можно рассматривать как развитые по ширине несущие поплавки, которые крепятся непосредственно к бортам лодки у поверхности воды. Плавники в поперечном сечении имеют форму профиля крыла и в полете создают дополнительную подъемную силу, разгружая крыло. В плане плавники имеют трапецеевидную форму с небольшим удлинением.

Несмотря на некоторые аэродинамические преимущества плавников по сравнению с несущими
поплавками, эта схема не признана удачной.

Двухлодочные самолеты (рис. 8.8) в отличие от

Рис. 8.8. Схема двухлодочного гидросамолета

двухпоплавковых не име-ют фюзеляжа. Крыло расположено непосредственно на лодках. Лодки служат для размещения экипажа, части вооружения, пассажиров или грузов и специального оборудования. Они остойчивы и в дополнительных поплавках не нуждаются.

Применялись эти гидросамолеты обычно в качестве торпедоносцев и бомбардировщиков.

Рис. 8.9. Схема самолета-амфибии

Самолеты-амфибии. Самолет-амфибия (от греч. amphibios — ведущий двойной образ жизни) приспособлен для взлета с земли и воды и посадки на них. Их отличительным признаком является наличие складного шасси с колесами, укрепленного по бортам лодки.

Поперечная остойчивость амфибий обеспечивается опорными поплавками, расположенными на концах крыла.

Несмотря на свои большие преимущества в смысле возможности базирования на сухопутные и морские аэродромы, всем амфибиям присущ общий недостаток – дополнительное лобовое српротивление и дополнительный вес конструкции шасси. Но тем не менее, амфибии применяются в настоящее время.

В зависимости от того, каким способом обеспечивается базирование и эксплуатация самолета с поверхности акваторий (от латинского aqua – вода) – гидродромов, можно провести такую классификацию гидросамолетов:

Рис. 8.10. Классификация гидросамолетов

по cnoco6v обеспечения базирования на воде

Интегральная схема наиболее целесообразна для тяжелых мно­гоцелевых океанских гидросамолетов. Частично погруженное в воду крыло позволяет уменьшить размеры лодки и повысить аэрогидродинамическое совершенство гидросамолета.

Таким образом, технические решения, обеспечивающие базирование и эксплуатацию самолета
с водной поверхности, фактически определяют аэродинамическую схему гидросамолета.