АН-14 на воздушной подушке

Взлетает Ан-714

Вячеслав М.Заярин/ «АиВ», Николай А.Шиврин/ Киев Фото из архивов АНТК им. О.К.Антонова и авторов

Попытки оснастить самолет шасси на воздушной подушке* (ШВП) предпринимались неоднократно. Впервые такой аппарат был создан в СССР в 1939 г. инженерами ЦАГИ Н.И.Ефремовым и А.Д.Надирадзе. На учебно-тренировочный самолет УТ-2 (получил обозначение СЕН -самолет Ефремова и Надирадзе) вместо колесного шасси установили резиновый баллон с вентиляторной установкой, напоминающий надувную лодку дном вверх. Вентилятор, работавший от мотоциклетного двигателя в 25 л.с., нагнетал воздух в пространство (камеру) внутри кольца баллона. СЕН вел себя нормально, полет на нем почти не отличался от обычного. В 1940 г. испытания провел летчик-испытатель И.Шелест, летали также М.Громов, А.Юмашев и А.Черновский.

В 1941 г. эти же авторы разработали аналогичную конструкцию ШВП для Пе-2, разместив баллоны под мотогондолами. По замыслу, после взлета воздух из баллонов выпускался, и они втягивались в задние отсеки мотогондол, где закрывались створками.

Натурный стенд для испытаний ШВП самолета Ан-14Ш

Устройство действовало исправно, Пе-2 рулил, но до полетов дело не дошло - помешала начавшаяся война. Такая же схема гибкого ограждения (ГО) для ШВП была принята при создании на базе серийного АН- 14 экспериментального самолета Ан-714. В этом названии цифра 7 означала 7-е ГУ МАП, которому подчинялось Куйбышевское КБ шасси самолетов и вертолетов под руководством И.Бережнова, выполнившее эту работу. ШВП состояло из трех одинаковых устройств массой по 28 кг, расположенных на местах крепления стоек шасси. Каждое из них представляло собой несущую систему из ГО в виде трех «бубликов» и центробежного ротора с гидроприводом от маршевых двигателей. 20 октября 1970 г. летчик-испытатель антоновского ОКБ В.А.Калинин впервые поднял Ан-714 в воздух. Испытания показали, что рабочее давление подушки, равное 850 кг/м2, оказалось завышенным, а общая площадь опорной поверхности ШВП соответственно заниженной. Сегодня известно, что струи воздуха под давлением 400 кг/м2 размывают грунт средней прочности до такой степени, что его частицы разлетаются во все стороны, попадая в воздухозаборники двигателей и агрегаты ШВП. При этом из-за возникающей неравномерности истечения воздуха через зазор между ГО и грунтом подушка может вообще потерять несущую способность. Так, например, случилось в 1975 г. при испытании американо-канадского самолета ХС-8А «Буффало», оснащенного в порядке эксперимента ШВП с высоким рабочим давлением.

Поэтому, когда в 1971 г. в ОКБ О.К.Антонова приступили к проектированию ШВП для самолета Ан-14 (получившего обозначение Ан-14Ш), сразу же пошли по пути уменьшения давления на выходе воздуха из-под ГО. Ограждение состояло из надувного тороидального баллона со специальными внутренними торами (4 пары) вокруг точек, через которые подавался воздух. Конструкция позволяла автоматически создавать восстанавливающий момент при кренении самолета. Благодаря расположению расходных точек на значительном расстоянии от края ГО, наличию нескольких рядов износостойких протекторов, образовывавших лабиринтное уплотнение, создавалось значительное сопротивление истекающему воздуху. В результате он на выходе имел энергию, меньшую по сравнению с предыдущими схемами ГО. Так, на Ан-14Ш давление в районе крайнего протектора было в два раза ниже расчетного подушечного, тогда как у ХС-8А -примерно в 2 раза выше. ГО с общей площадью, равной площади крыла Ан-14, могло убираться в специальный контейнер, что уменьшало сопротивление ШВП в полете. Такая схема ГО была отработана на двух самоходных моделях весом 600 кг и на платформе с натурным ШВП, на которой проводились уборка и выпуск ГО. Воздух для подушки отбирался от турбоагрегата ТА-6А-1, который установили внутри фюзеляжа Ан-14.

Инициатива оснащения самолетов «Ан» шасси на воздушной подушке принадлежала лично О.К.Антонову. Работу вела группа энтузиастов из 8 человек во главе с Б. М.Коломийцем по утвержденному МАП 20.08.1975 г. плану. В 1980 г. на серийный Ан-14 (зав. №500404) был пристыкован отсек с ШВП, который являлся моделью (М 1:2) аналогичного отсека для

* Шасси на воздушной подушке - совокупность устройств, служащих для создания воздушной подушки (область повышенного статического давления под некоторой частью фюзеляжа и крыла) как основного опорного элемента, обеспечивающего взлет, посадку и передвижение самолета по ВПП (Энциклопедия "Авиация"). Благодаря небольшому удельному давлению на опорную поверхность ШВП дает возможность эксплуатировать ЛА с неподготовленных площадок с различным покрытием.

Ан-14Ш на испытаниях

АН-12. Рулежные испытания Ан-14Ш начались в декабре 1981 г., а зимой 1983 г. на аэродроме летно-испытательной базы ОКБ самолет совершил первый полет. Он проходил на высоте 15-20 м без выключения турбоагрегата и уборки ШВП. Машину пилотировали летчик-испытатель В.Лысенко и бортинженер В.Мареев. За время испытаний самолет прошел более 700 км по грунтовым и бетонированным ВПП, при этом зазор между ГО и поверхностью составлял 6-10 мм, системы ШВП наработали более 150 ч. В результате выявлены многие положительные свойства предложенной схемы ШВП, в том числе удовлетворительная путевая устойчивость при боковом ветре до 12 м/с и эффективная работа тормозной системы, удерживавшей самолет на месте на всех режимах работы двигателя, вплоть до взлетного. Летчик В.Лысенко в своем отчете подчеркивал, что «устойчивость шасси на ВП как при зависании на месте, так и при рулении и пробежках до скорости 100 км/ч хорошая. Управляемость самолета при рулении и пробежках хорошая, но требует определенных навыков». Из-за многочисленных перерывов на доработки и ремонт ГО испытания продолжались до апреля 1986 г., но уборка ШВП в полете так ни разу и не производилась.

В 1985 г. были проведены эксперименты с целью уменьшения расхода воздуха по линии контакта ограждения с опорной поверхностью (избыток воздуха сбрасывался в атмосферу по специальному воздухопроводу). В результате достигнуто значительное уменьшение эрозии грунта по сравнению с расходной схемой ВП.

Таким образом, в 70-80 гг. в Киеве были созданы и испытаны все элементы практически пригодного шасси на воздушной подушке. При этом найден метод, позволяющий свести к минимуму один из самых значительных недостатков ШВП - эрозию грунта и сильное пылеобразование. Приобретенный опыт и полученные экспериментальные данные позволяют надеяться, что в случае признания целесообразности создания ШВП для тяжелых транспортных самолетов у АНТК им. О.К.Антонова имеются все возможности успешно выполнить такую работу.

1. Контейнер воздушной подушки (ВП)

2. Створки контейнера ВП в открытом (рабочем) положении

3. Створки контейнера ВП в закрытом (полетном) положении

4. Внешняя полость

5. Турбоагрегат ТА-6А-1

6. Эжектор нагнетания

7. Воздухозаборник для турбоагрегата (только на левом борту)

8. Воздухозаборник для эжектора

9. Ресивер

10. Трубопровод подвода воздуха из эжектора в ресивер ВП

11. Рулежное колесо

12. Протектор

13. Тор-демпфер

14. Полугор

15. Внутренняя полость

16. Стояночный баллон

17. Выхлопноеустройст-во турбоагрегата (только на правом борту)

Дополнительное колесное страховочное шасси не показано