Ekranoplan MT-2011 latający model dydaktyczny

Ekranoplan MT-2011

ODROBINA TEORII

Ekranoplan (ros. ???????????, en. screen plane, Wing-In-Ground -> WIG, WISE) to rodzaj pojazdu poruszającego się na niewielkiej wysokości nad wodą, lodem lub inną gładką powierzchnią, wykorzystującego zjawisko wzrostu siły nośnej na skutek zwiększonego ciśnienia pomiędzy poruszającym się płatem nośnym a podłożem. Stosowana w Polsce nazwa przyjęta została z języka rosyjskiego jako zbitek słów ekran (w domyśle powietrzny ? rodzaj poduszki powietrznej, powstający np. między kładzionymi szybko taflami szkła) oraz słowa planować (w znaczeniu szybować ? to słowo już dziś rzadziej w Polsce używane).

Zjawisko zwiększenia noszenia w pobliżu podłoża znane jest pilotom samolotów niemal od początku lotnictwa ? tym wyraźniejsze, im doskonalszy aerodynamicznie jest płatowiec (szybownikom w pewnym sensie nawet przeszkadza w lądowaniu), jednak budowę statków powietrznych, przeznaczonych wyłącznie do lotów z wykorzystaniem tego zjawiska, rozpoczęto dopiero po drugiej wojnie światowej. Doceniono wiele zalet ekranoplanów, na przykład:

• niema połowę mniejsze zużycie paliwa w stosunku do tej samej masy samolotu konwencjonalnego,
• większy udźwig przy tej samej mocy silników,
• brak choroby lokomocyjnej u pasażerów ekranoplanów (nie występują tu ani turbulencje ani falowanie),
• duża samostateczność konstrukcji lotniczej,
• niskie koszty utrzymania,
• łatwość obsługi,
• duże bezpieczeństwo.

Międzynarodowa Organizacja Morska (International Maritime Organization) rozróżnia trzy klasy statków WIG.

• Typ A - w tej klasie statek powietrzny nie może funkcjonować poza obszarem występowania zjawiska powierzchniowego.
• Typ B - te statki powietrzne mogą pokonać przeszkody poprzez chwilowe przekształcenie ich energii kinetycznej w potencjalną (np. uzyskanie większej wysokości dla uniknięcia kolizji z innym obiektem pływającym). Nie może jednak pozostać w locie na takim poziomie przez dłuższy czas.
• Typ C - w tej kategorii znajdują się w zasadzie standardowe statki powietrzne, dostosowane do bezpiecznego długotrwałego, bezpiecznego funkcjonowania z wykorzystaniem działania zjawiska powierzchniowego. Statki te muszą posiadać certyfikat statku powietrznego (ICAO).

Ekranoplany najczęściej używane są na rzekach, jeziorach lub wodach przybrzeżnych.

HISTORIA

Dynamiczny rozwój tego typu konstrukcji nastąpił po II wojnie światowej, głównie w latach siedemdziesiątych w ZSRR, gdzie ich projektowaniem zajmował się przede wszystkim Rościsław Alieksjejew. Zwany jest on ojcem rosyjskich wodolotów i ekranoplanów. Najbardziej znane radzieckie ekranoplany to właśnie projekty Alieksjejewa:

• KM Kaspijski Potwór - prototyp radzieckiego wojskowego ekranoplanu transportowego [1],
• A-90 Orlionok - radzieckie wojskowe ekranoplany desantowe [2b] (pierwotne, nie zrealizowane zamówienie floty ZSRR wynosiło 120 szt. tych statków powietrznych),
• Projekt 903 Łuń - radziecki wojskowy ekranoplan uderzeniowy [2a] ? zwany ?pogromcą lotniskowców?.

Ekranoplany były stosowane w radzieckiej marynarce wojennej jako jednostki desantowe i patrolowe. Używane były na Morzu Kaspijskim i Morzu Czarnym. Obecnie rosyjska flota wycofała ze służby wszystkie swoje wyeksploatowane jednostki WIG i nie ma informacji by wprowadzała nowe.

Współczesne, choć znacznie mniejsze, ekranoplany są budowane na całym świecie w pojedynczych egzemplarzach lub w niewielkich seriach. Mają przede wszystkim zastosowanie cywilne ? doświadczalne, sportowe, oraz jako statki pasażerskie (turystyczne i ratownicze).

MODELE LATAJĄCE WIG

Ze względu na niezwykłość konstrukcji ekranoplany są ciekawym i często podejmowanym tematem przez modelarzy. Projektują je tak amatorzy jak i profesjonaliści. Wśród konstrukcji zdalnie sterowanych warto zwrócić szczególną uwagę na serię projektów ?Ekranoplanowieka? - Grahama Taylora [13]. Również uniwersyteccy pracownicy naukowi promują WIG poprzez modele ? bodaj najprostszy o nazwie ?RAM? ? dzieło doktora Syozo Kubo (z Zakładu Zastosowań Matematyki i Fizyki Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Tottori w Japonii) można pobrać w pliku pdf. Wiele modeli tego typu wykonaliśmy w naszych modelarniach we Wrocławiu ? to dobry początek do dalszych prac nad modelami ekranoplanów. Ten model oraz inne konstrukcje rodem z kraju kwitnącej wiśni były też inspiracją do zaprojektowania opisanego niżej ?Ekranoplanu MT-2011?.

EKRANOPLAN MT-2011

To bardzo prosty model ? niewiele tylko trudniejszy niż wspomniany wcześniej ?RAM? ? jednak zdaniem wielu, atrakcyjniejszy wizualnie i dający więcej satysfakcji z budowy i eksploatacji. Do jego budowy potrzebujemy dwóch arkuszy A4 (mogą być kolorowe) brystolu 180g/m2 (warto sprawdzić oznaczenie na bloku technicznym) [5].

Wycinankę drukujemy z pliku PDF znajdującego się na stronie internetowej naszego miesięcznika w zakładce ?e-suplement?. Elementy starannie wycinamy. Przed sklejeniem należy zwrócić uwagę na linie zagięć oraz na mankiety wzmacniające krawędzie płatów i kadłuba [6], [8]. Linie te bigujemy lub nacinamy nożykiem do ok. 1/3 grubości brystolu (da się to wytrenować na ścinkach). Jako pierwszy należy skleić kadłub z wcześniej wyciętymi wcięciami na płaty. Końcówki skrzydeł (a przynajmniej jedno z nich) sklejamy dopiero po przełożeniu przez kadłub [6],[7]. Na koniec montujemy usterzenia (ogonowe i przednie), hak startowy [8] oraz limuzynę, by wkrótce uzyskać gotowy model [10]. Budowa modelu naprawdę nie jest trudna ? nie będę się szczególnie nad tym rozwodził, jednak należy zwrócić uwagę na staranny montaż całości. Od tego w wielkiej mierze zależą poprawne loty.

LOTY EKSPERYMENTALNE

Do pierwszych lotów potrzebna nam będzie przede wszystkim równa podłoga (minimum w dużym pokoju lub klasie, optymalnie sala gimnastyczna). Model można wyrzucać z ręki (choć jest to nieco trudniejsze) lub użyć wyciągarki gumowej długości 0,5-2,0 m, mocowanej do podłogi taśmą samoprzylepną. Możliwe, że pierwsze loty nie będą imponujące. Kartonowe modele są niestety podatne na niesymetryczne deformacje, które niezauważone, utrudniają prawidłowe loty.

W tej konstrukcji po sprawdzeniu poprawności (symetrii) montażu, możemy regulować lot za pomocą ustawienia sterów wysokości na dziobie i ogonie, sterów kierunku i położeniem środka ciężkości (nie należy zmieniać na raz więcej niż jednego ustawienia, a i tak warto wykonać po kilka lotów do kolejnej zmiany). Również sposób wypuszczenia (nawet z wyrzutni) ma duży wpływ na jakość lotu. Podobnie jak w przypadku modeli szybowców, uzyskanie pięknych lotów wymaga dłuższego treningu przy jednoczesnym rozumieniu przyczyn takich czy innych zachowań modelu.

PROGRAM BADAWCZY WIG

Zachęcam wszystkich Czytelników do wykonania więcej niż jednego modelu ekranoplanu i porównywania ich osiągów. Mogą to być modele tego samego typu z niewielkimi zmianami (geometrii, materiałów, miejsca zamocowania zaczepu startowego) lub różne typy modeli beznapędowych. Ponieważ zasadniczo modele lotnicze nie powinny zmieniać swojej geometrii w trakcie lotu, dlatego warto też pokusić się o wykonanie prezentowanych modeli (RAM, EKRANOPLAN MT-2011) np. z balsy. Ciekawym sposobem sprawdzenia różnych modeli mogą być też zawody na odległość lotu (klubowe, klasowe, międzyszkolne).

Kolejnym krokiem mogą być modele z napędem (elektrycznym) ? być może jeszcze wrócimy do nich w ?Na warsztacie?

Na koniec wszystkim konstruktorom modeli WIG życzę udanych i pouczających eksperymentów!

Warto zobaczyć

Ekranoplan WISES z Japonii

Balsowe modele beznapędowe WIG