Проекты самолетов с гусеничным шасси в СССР. Испытания Ли-2 с гусеничным неубирающимся шасси. Возможность применения гусеничного шасси на тяжелых транспортных самолетах. Самолет "Lysander" и его миссия во второй мировой войне. Конструкции компании Боинг.
Аннотация к работе
Ходовое устройство гусеничных тракторов состоит из двух гибких лент (гусениц), натянутых между ведущими и направляющими колесами и опорными катками, перемещающимися по этой ленте. Можно предполагать, что идея создания танка Пороховщикову пришла после постройки им гусеничного шасси для самолета. Это шасси он спроектировал и построил в Петрограде в 1915 г. для своего второго самолета «Би-Кок». В заключении по испытаниям отмечалось, что гусеницы могут служить взлетно-посадочным приспособлением для всех типов боевых самолетов , позволяющим производить их взлет и посадку на вспаханном поле, размокшем аэродроме или болотистой местности, непригодной для взлета и посадки на обычном колесном шасси. Летные и взлетно-посадочные свойства самолета на гусеницах, а также техника пилотирования по сравнению с самолетом с выпущенным колесным шасси не ухудшились.Проекты гусеничного шасси в 20 веке создавались большей частью для военных самолетов (за исключением работ Бонмартини) разных моделей. Хотя эксперименты и показывали возможность создания проектов самолетов с гусеничным шасси, а также их эксплуатации, но такие самолеты не были пущены в серийное производство частично изза следующих, по моему мнению, причин: 1) появление в вооруженных силах на полях сражений вертолетов, которые могли приземляться вертикально; 2) появление самолетов с вертикальным взлетом и посадкой; 3) изменения в конструкции колесных шасси, благодаря которым частично улучшились взлетно-посадочные показатели самолета; По моему мнению, гусеничное шасси на самолетах может использоваться прежде всего для: более надежного взлета и посадки в условиях бездорожья (а также, если необходимо сократить длину взлетно-посадочной полосы) в военно-транспортной и пассажирской авиации; для использования в плохих метеоусловиях при посадке всех видов авиатранспорта.
Введение
На протяжении всей истории войн и сражений люди пытались сделать свои армии более мобильными и быстрыми. Среди наземных сил наиболее проходимыми были танки. Большая проходимость достигалась благодаря гусеницам. Еще до появления первого танка, у него уже существовал очень опасный «соперник» - самолет. Однако самолетам нужны были относительно ровные ВПП. Поэтому перед авиаконструкторами встал вопрос: как обеспечить взлет и посадку самолета на грунт. Было создано много проектов в прошлом веке, например воздушная подушка, лыжное шасси, а так же - гусеничное шасси.
Гусеничное шасси
Итак, вспомним, что же такое шасси. Шасси - система опор, необходимых для разбега самолета при взлете, пробега при посадке, а также передвижения и стоянки его на земле. Движение гусеничных шасси можно объяснить на примере трактора. Движение тракторов резко отличается от автомобильного движения. Ходовое устройство гусеничных тракторов состоит из двух гибких лент (гусениц), натянутых между ведущими и направляющими колесами и опорными катками, перемещающимися по этой ленте. Гусеничная лента состоит из отдельных звеньев. Она перематывается ведущим колесом, которому от двигателя через трансмиссию сообщается необходимый крутящий момент. Благодаря наличию сил сцепления гусеницы с поверхностью перекатывания и горизонтальной реакции грунта перематывание гусеницы вызывает поступательное перемещение всего трактора и перекатывание по ленте опорных катков, через которые передается вес трактора.
Самолеты с гусеничным шасси в СССР
В 1915г. на РБВЗ по проекту Александра Александровича Пороховщикова был построен первый в России танк. Можно предполагать, что идея создания танка Пороховщикову пришла после постройки им гусеничного шасси для самолета. Это шасси он спроектировал и построил в Петрограде в 1915 г. для своего второго самолета «Би-Кок».
Самолет "Би - Кок" первый не только в России, но и в мире аэроплан с гусеничным шасси. Гусеничное шасси Пороховщикова представляло собой брезентовые ленты на семи установленных в ряд деревянных барабанах. Два внешних барабана имели большой диаметр (20 см), а пять внутренних - малый. Проведенные испытания подтвердили работоспособность оригинального устройства, однако дальнейшего распространения модель не получила.
Легендарный У-2
Последующие проекты самолетов на гусеничном шасси появились в СССР в 30-40х годах. Советскими изобретателями Н. А. Чечубалиным и С. А. Мостовым, Кристи были предложены несколько вариантов ЛА с различными комбинациями гусеничного шасси. Чтобы улучшить взлетные и посадочные возможности У-2 инженер Н. А. Чечубалин принял решение - вместо обычных колес использовать гусеничные.
Каждая гусеница имела вид «цепочку» из текстолитовых роликов диаметром 50 мм и длиной 300 мм, заключенных между боковыми стенками. Шасси при виде сбоку имело ромбовидную форму, слегка вытянутую и приподнятую с одной стороны, что помогало преодолевать препятствия. Испытания подтвердили высокую проходимость гусеничного шасси, однако оно было довольно дорогим в производстве, имело большой вес и создавало дополнительное аэродинамическое сопротивление. Ниже представлены другие подобные проекты.
«Р-5» на гусеничном шасси
В дальнейшем Н.А. Чечубалин, сконструировал подобные гусеничные шасси и для самолетов Р-5 и Ли-2. Их конструкция была более крупной и несколько сложнее. Можно даже сказать, что по сути было сконструировано нечто подобие гусениц трактора (гусеничный ход с цепью из пластин). Испытания проведены успешно. Проходимость была хорошей во всех условиях. Выявился и недостаток: конструктивная сложность, трудоемкость и несколько большие масса и сопротивление по сравнению с колесами.
Ли-2
Ли-2 с гусеничным неубирающимся шасси прошел в сентябре 1941 г. заводские испытания, осуществлявшиеся в разных условиях (на нормальном аэродроме, на пахоте, на болоте с водным покрытием до 700 мм). Отзыв был положительный.
В заключении по испытаниям отмечалось, что гусеницы могут служить взлетно-посадочным приспособлением для всех типов боевых самолетов , позволяющим производить их взлет и посадку на вспаханном поле, размокшем аэродроме или болотистой местности, непригодной для взлета и посадки на обычном колесном шасси. Летные и взлетно-посадочные свойства самолета на гусеницах, а также техника пилотирования по сравнению с самолетом с выпущенным колесным шасси не ухудшились. Масса опытных гусениц была больше массы колес в два раза, а лыж - в 1, 25 - 1, 30 раза. В ходе испытаний в 1943 г.выяснилось, что маневренность самолета стала хуже, длина разбега увеличилась, а конструкция гусеничного шасси не доработана и ненадежна в эксплуатации. Проведенные полеты подтвердили возможность использования гусеничного шасси для выполнения на Ли-2 отдельных специальных полетов, но массовая эксплуатация гусеничного шасси была неприемлема.
Ил-28
В 50-тых годах, на одной из модификаций бомбардировщика Ил-28 (этой модификации существовал единичный вариант) было установлено специальное гусеничное шасси. Оснащенный им, обычный серийный самолет показал значительное улучшение проходимости на аэродромах с мягким, мокрым, покрытым водой, тающим снегом или грязью грунтом. Однако, изза сложности конструкции и большой массы ,такое шасси не нашло применения.
Самолет « Р»
Самолет «Р» являлся десантно-транспортным самолетом, предназначался для перевозки всевозможных грузов, техники и личного состава войск. Для повышения проходимости, на нем была предусмотрена возможность навески вместо колес гусеничного или лыжного шасси.
Проекты с гусеничным шасси за рубежом. Летающий танк-прадедушка самолета на гусеничном шасси
Одним из первых ,проект летающего танка (первая за рубежом попытка поднять ЛА с гусеницами в воздух) предложил американский конструктор Джон Уолтер Кристи. Первой конструкцией с перспективой к полету, стал его легкий танк M.1932. Планировалось, что эта машина будет доставляться к месту боя не на самолетах. При действиях на пересеченной местности она могла бы оснащаться специальными крыльями, с помощью которых преодолевать препятствия танк мог по воздуху. Она имела скорость на гусеничном ходу около 90 км/ч. Гусеницы состояли из 48 стальных траков шириной 300 см. Автомобильные колеса с бескамерными шинами располагались по бортам. Передние колеса не имели специальных рессор и служили для поворота машины. Задние колеса были выполнены двускатными, для улучшения проходимости по пересеченной местности, с амортизацией на листовых полуэллиптических рессорах. Смена хода проводилась при помощи механического привода за 20 минут.
Westland "Lysander”-многоцелевой самолет
Как самолет, "Lysander” во второй мировой войне не выполнил первоначальной миссии. Тогда ему нашли важные задачи, которые не мог выполнить ни один другой тип самолета, имевшийся у английских ВВС. Серийные самолеты пошли с завода в Еовиле весной 1938г. Большая часть модификаций "Lysander” была произведена с целью улучшения его характеристик или расширения применения. Другие экспериментальные программы, в которых применялся "Lysander”, включали испытания многоколесного и гусеничного шасси.
Шторхи с гусеничным шасси
Вариантом "Шторха", появившимся в 1941 г, был самолет, который имел гусеничное шасси. Оно должно было снизить зависимость от грунта аэродрома. Каждая стойка шасси имела два независимо подвешенных колеса тандемом с натянутой на них резиновой трубчатой гусеницей, увеличившей контактную площадь шасси и исключившей капотирование самолета при попадании в незамеченную борозду, выбоину или на камень. С этим шасси была выпущена установочная серия из нескольких машин, поставленных люфтваффе для войсковых испытаний.
Проект Бонмартини гусеничный шасси самолет
В 1948 граф Бонмартини устанавливает на легкий самолет Piper гусеничные тележки своей конструкции и выкатывает его на публичные испытания в США.В дальнейшем самолеты фирмы "Бонмартини” оснащались гусеничным шасси.
Испытания показали принципиальную возможность применения гусеничного шасси даже на тяжелых транспортных самолетах, имеющих небольшую взлетно-посадочную скорость. Были проекты двух и четырех каткового гусеничного шасси.
Различные варианты самолета Fairchild С-119G Flying Boxcar
Впервые разработки этой машины были начаты в 1942 г в Америке. После опытной эксплуатации в проект были внесены усовершенствования, и в новом виде самолет был заказан под обозначением C-119B Flying Boxcar (построено 55 самолетов). Машина отличалась более широким фюзеляжем, усиленной конструкцией для работы с большей нагрузкой и более мощными двигателями R-4360-20.
Самолеты C-119, способные вмещать до 62 десантников-парашютистов и обладавшие увеличенной грузовместимостью, участвовали в операциях в Корее и Вьетнаме, а также на других ТВД. Но возвращаемся к теме. В 1947 году была создана модификация только одного C-82A с гусеничным шасси.
А-20 или «Бостон» по-американски
В 1949- году один А-20Н в порядке эксперимента оснастили гусеничным шасси. По мысли конструкторов гусеничное шасси позволило бы самолету действовать с полуразрушенных аэродромов. Такие аэродромы часто доставались американцам на Тихом океане после отступления японцев. Взлетно-посадочные полосы таких аэродромов часто были уничтожены в результате американских бомбардировок или самими японцами. Гусеницы также позволили бы самолетам взлетать с заснеженных и обледенелых ВПП, в пустынях и на других малоподходящих территориях.Для испытаний выбрали А-20Н с серийным номером 4466. С самолета сняли турель и все вооружение, а стойки шасси усилили системой подпорок. На стойках закрепили гусеничные тележки. Передняя стойка шасси и колесо остались без изменений. Стойки шасси с гусеничными тележками не убирались. Хотя самолет прошел полный цикл испытаний, на практике гусеничное шасси не использовалось. Выяснилось, что строительные бригады могут в самые сжатые сроки восстановить любой аэродром.
Конструкции компании Боинг
Было создано несколько самолетов (EB-50B: B-50B) компании "Boeing" для проведения экспериментальных работ, включая испытания гусеничного шасси. Опытный экземпляр ХВ-36 после завершения основной программы испытаний использовался для отработки экспериментального гусеничного шасси.
На ХВ-36 каждая из основных стоек шасси оборудовалась гигантским колесом диаметром 2795 мм.
При таком шасси создавались большие нагрузки на ВПП, поэтому при проведении летных испытаний на заводском аэродроме пришлось построить специальную дорожку с бетонным покрытием толщиной 425 мм по краям, которая увеличивалась к середине до 685 мм, это резко сокращало количество аэродромов, с которых в будущем могли использоваться В-36. После окончания программы испытаний ХВ-36 был доработан с целью приближения его к стандарту серийных В-36. В 1950 году на нем проводили испытания гусеничного шасси, подобное шасси специально разрабатывалось для В-36 и проходило испытания весной 1950 г, однако, в широкую эксплуатацию ни на В-36, ни на другие тяжелые самолеты оно не попало. В дальнейшем эта машина до второй половины 50-х годов использовалась для тренировочных полетов, а затем как транспортная.
Вывод
Проекты гусеничного шасси в 20 веке создавались большей частью для военных самолетов (за исключением работ Бонмартини) разных моделей. Этим и объясняется большинство конструкций, появившихся в период 30-40 годов прошлого столетия. Хотя эксперименты и показывали возможность создания проектов самолетов с гусеничным шасси, а также их эксплуатации, но такие самолеты не были пущены в серийное производство частично изза следующих, по моему мнению, причин: 1) появление в вооруженных силах на полях сражений вертолетов, которые могли приземляться вертикально;
2) появление самолетов с вертикальным взлетом и посадкой; 3) изменения в конструкции колесных шасси, благодаря которым частично улучшились взлетно-посадочные показатели самолета;
4) в ряде случаев не рентабельностью по экономическим и техническим причинам. Все конструкции гусеничного шасси для самолета у нас в стране и за рубежом имели разные оригинальные конструкторские решения, но цели у всех конструкторов были одними и теми же. Однако в некоторых областях они могут представлять интерес. Можно сказать, что подобные гусеничные самолеты создавались в основном для нужд армии, например, для военно - транспортной авиации (в первую очередь). Нужно было доставить груз на необработанный аэродром или же при аварийных посадках, в плохих метеоусловиях. В будущем же можно использовать самолеты на гусеничных шасси при спасательных операциях, в разведывательных операциях, для посадки беспилотников в зоны выброса радиоактивных отходов, для проведения геолого-разведывательных операций, для нужд почтовой службы и др. По моему мнению, гусеничное шасси на самолетах может использоваться прежде всего для: более надежного взлета и посадки в условиях бездорожья ( а также, если необходимо сократить длину взлетно-посадочной полосы) в военно-транспортной и пассажирской авиации; для использования в плохих метеоусловиях при посадке всех видов авиатранспорта. Попытка улучшения взлета и посадки самолета на грунтовые аэродромы за счет применения гусеничного шасси, пока что так и не получила широкого распространения, однако, подобные виды конструкций могут являться возможным решением проблемы безопасного взлета и посадки. Вряд ли эту идею конструкторы так просто забудут в будущем.