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从未飞行的俄罗斯翼战未来

在漫长的冷战僵硬的对峙中摧毁的帝国废墟中,散落着技术的珠宝。这个庞大的国家几十年来最聪明的人潜心从事秘密的辛勤劳动,许多人与自由世界见过的一切都不一样。

这些珠宝之一被称为Orlyonok或Little Eagle。一半飞机,一半船只,其原型从造船厂悄然出现十多年前,在俄罗斯伏尔加河沿岸。这是西方工程师仅戏弄的一个概念的实现。

能够在250英里到土地30吨的部队,导弹和物资上的抢滩布阵的wavetops脱脂几英尺,Orlyonok旨在打战争从未来过。现在,迫切想让自己的巨额投资获得回报的Orlyonok的建筑商正在寻找新市场,并开始分享自己的秘密。

东西方之间的交流线仍然不稳定。但是,对俄罗斯消息人士和西方空气动力学家的采访开始对这种技术进行详细的介绍,这种技术如果得到适当的培育,将是自波音公司将喷气式飞机带向大众以来,在高速运输方面的首次重大进步。

Orlyonok是一台庞大而复杂的机器。它的高度为190英尺,最大起飞重量为275,000磅,与波音767等中型宽体客机的规模相当。不过,奥利诺克与其他类似的俄罗斯飞机一样,与众不同这是首款实用的大型飞行器,旨在利用一种强大的空气动力学现象,即地面效应。

自从航空业诞生以来就很熟悉,地面效应就是一个简单的事实,即当机翼飞机靠近地面时其飞行效率会更高。它通过改变气流模式来增加升力并减少阻力。

在正常飞行中,从每个翼尖下方溢出的高压空气会激起被称为翼尖涡流的龙卷风状气流。这些气流从机翼后退,并使通过的气流向下偏转。这使气流的总体方向略微向下倾斜。而且由于升力垂直于气流,机翼趋向于将飞机稍微向后和向上拉。

空气动力学专家已经开发出多种解决方案,其中包括现在在喷气客机翼梢上常见的小翼。但是,这些都没有达到低空飞行的效果,以至于地面阻止了旋涡。

尽管任何一架飞机只要停留在飞机机翼翼展的一半范围内,就可以从地面效应中受益,但这需要另一种飞行器才能充分利用它。但是,回报是可观的。一种专门制造的地效飞行器,被称为“机翼地效飞行器”(WIG),或俄文的ekranoplane,其飞行功率大约是类似飞机从地面效应飞出的力量的五分之一。这意味着五倍的燃油效率。

多年来,已经建造了许多小型样机来测试各种WIG配置。最先进的产品之一是2座Flarecraft,该产品出现在我们1989年7月的封面上(上),并于近期投入生产。但是与俄国人建造的东西相比,所有这些都是空气动力学的东西。

“他们比西方人早了30年,已经放下了手,”美国顶尖地面效应专家斯蒂芬·胡克(Stephan Hooker)说,他已经参观了俄罗斯的几个设计局。

这种复杂性不仅基于强大的理论分析和全面的测试,而且还基于数十年的实践经验。在其他人画草图的地方,俄国人建起了。可以在Orlyonok中找到所获得的专有技术的样本。尽管俄罗斯人很快指出这不是他们最先进的设计,但它已成为西方人被允许使用的最先进的WIG。

俄罗斯人起源的一项关键功能是内置于他们的所有大型WIG中,它具有使用称为Power-Augmented Ram(PAR)效果的功能。对于Orlyonok来说,这是由安装在机头内部的一对Kuznetsov NK-8涡轮风扇产生的。旋转喷嘴将尾气引导回机翼下方,尾气被尾翼襟翼和翼尖端板捕获。其结果是形成气垫,将飞船抬离水面并使其能够在低速下轻松移动,就像气垫船一样。

PAR解决了一直困扰水上飞机设计人员的问题。即,水的密度约为空气的800倍。这意味着要使飞机在水中快速移动才能起飞需要大量的能量。从历史上看,解决方案一直是通过压倒飞艇并为其提供较大的机翼区域来牺牲飞行性能,以使其在低速下可以空降。PAR减少了这种妥协的需求。

海怪之子

Orlyonok的设计由已故的苏联空气动力学专家Rostislav Evgenyevich Alekseev开发。他在西方被称为“里海海怪”的早期工作是Orlyonok基本形状的来源,该船建于1960年代初期,由10台涡轮发动机提供动力,是一种约300英尺长,使其成为有史以来最大的飞机之一。

在Alekseev的设计中,升力来自安装在舰船中部的粗短,低纵横比的机翼,以及安装在垂直鳍上方的大型水平尾翼表面。这种双翼配置克服了困扰其他地面效应车辆的纵向不稳定性。该问题源于支撑飞行器的压力中心随着高度的变化而前后移动的趋势。Alekseev将尾部表面定位在足够高的位置,以免产生地面影响,并对其进行整形,从而使这些复杂的动力学问题不成问题。

就奥林诺克而言,高垂直尾翼也为库兹涅佐夫NK-12涡轮螺旋桨发动机提供了支撑,北约因其在贝尔战略轰炸机上的使用而闻名。配备双反向旋转螺旋桨,它在巡航飞行时可输出15,000马力来驱动Orlyonok,在此期间,通常会关闭前向PAR发动机。涡轮螺旋桨飞机不仅比喷气飞机更高效,而且其可变螺距在PAR模式下提供了卓越的低速机动性。

乘坐这种非传统的飞艇感觉如何?Ekolen设计局首席设计师,Orlyonok的一名测试飞行员Valentin Vassilyevich Nazarov通过来自俄罗斯圣彼得堡的电话向我们讲述了此事。

他说:“程序与任何飞行装置的程序相似。您必须启动发动机,将所有机组人员安置在他们的位置,对所有设备进行检查,对起飞发动机和主机进行加热。然后,起飞引擎开始在机翼下方泵送空气,然后开始水平移动。船只开始从水中提起。它的速度最高可达150 kmph(93 mph)。此后,飞行员可以使用所有空气动力学表面来驾驶飞机。”正常巡航高度在25到40英尺之间,具体取决于波浪高度。

通过计算机化的飞行控制系统,可以精确地减轻一些维持高度的压力,该系统使用地面扫描多普勒雷达和常规雷达的输入。为了避免障碍物,可以达到5000英尺的高度,但是效率却很高。