Аэросани-амфибя Туполевского КБ

Катера и яхты, №78, 1979 год

Эта амфибия с воздушным винтом была задумана прежде всего как аэросани для эксплуатации на глубоком и рыхлом снегу целины. Всюду, где глубокий снег представляет серьезное препятствие даже для гусеничных вездеходов, осуществляющих связь, скажем, между будущими поселками, для срочной доставки почты, людей и мелких партий груза, необходима более легкая и скоростная машина. Классические аэросани на лыжах меньше деформируют снег и почву, чем трактор, но по рыхлому снегу идут плохо: существенно возрастает сопротивление лыж, снижается скорость, уменьшается КПД винта и резко увеличивается расход топлива.



Надо было создать наземную машину, на которой роль легко уязвимых лыж играл бы сам корпус, которая имела бы сопротивление движению — близкое по величине к сопротивлению самолета, имела бы минимальные размеры, была бы практически независимой от погоды и условий базирования. Другими словами, требовалось создать машину, которая могла бы в условиях зимнего бездорожья заменять автомобиль.

Мы предполагали, что при скорости 60—100 км/ч уменьшение нагрузки на опорную поверхность в 5—7 раз должно заметно уменьшить общее сопротивление при движении по снегу.

По мере продвижения работ по созданию такой машины стоящая перед конструкторами задача все усложнялась: потребовалось расширить область возможного использования амфибии. Теперь надо было сделать так, чтобы она могла преодолевать осенне-весеннюю распутицу, уверенно ходить летом по воде. Корпус пришлось проектировать так, чтобы он выполнял роль не только снежной лыжи большой площади, но и глиссирующей лодки. В дальнейшем предусмотрели и возможность использования нашего снежного и водного глиссера на льду: для этого поставили на корпус подрезы, похожие на коньки буера.

По завершении предварительного проектирования аэросаней-амфибий изготовили динамически подобную самоходную модель и испытали ее на снегу и воде. Только после этого Андреем Николаевичем Туполевым было принято решение о постройке опытного образца. В течение одиннадцати месяцев по вечерам молодежь КБ готовила рабочую документацию. Само же изготовление первой машины заняло полтора месяца.



Первые испытания натурного образца на снегу и воде, а затем и пробная его эксплуатация на почтовой линии в г. Колпашево Томской Области определили направление дальнейшей работы. Нам следовало увеличить КПД винта, снизить гидродинамическое сопротивление и перегрузки на волне и застругах. Общая же принципиальная оценка машины нового типа была положительной.

Эксплуатация опытного образца в реальных условиях подтвердила существенно меньшее сопротивление нашей амфибии, по сравнению с лыжными аэросанями; продемонстрировала ее повышенные проходимость, скорость, радиус действия. Меньшая нагрузка на опорную поверхность сделала машину и менее чувствительной к оттепели: у лыжных аэросаней скольжение ухудшается, начиная с температуры минус 10—15°, а у нашей — только в диапазоне от 0 до минус 5°. Аэросани на лыжах для снижения сопротивления, как правило, эксплуатируют по накатанной колее. У нашей же амфибии совершенно неожиданно обнаружилось противоположное свойство: при сходе с накатанного следа на целинный снег скорость не падает, а заметно увеличивается, рыхлый снег обеспечивает и снижение сопротивления и более мягкий ход.

Несмотря на удачное решение основной проблемы — обеспечения возможностей всесезонной и всепогодной эксплуатации амфибии, одна за другой в виде неотложных задач вставали, по существу, второстепенные соображения. Сложилась парадоксальная ситуация, заставлявшая авторов продолжать поиск все новых решений. Когда амфибия испытывалась на твердом снегу, мы склонны были забывать о скорости свыше 100 км/ч на рыхлом снегу любой глубины, о безопасности эксплуатации на трассах со слабым льдом и промоинами, о возможности летней эксплуатации и сравнивали свою машину с быстроходными лыжными аэросанями, которые могут эксплуатироваться только на твердой поверхности. Когда же наша машина выходила на воду, мы точно так же забывали о ходе по льду и снегу и сравнивали ее с катером, спроектированным только для глиссирования по воде. Поэтому Андрей Николаевич и нацеливал нас на решение без компромиссов: должен быть прогресс и на твердом снегу, и на воде.

Решив главный вопрос — добившись оптимального согласования аэродинамики воздушного винта с двигателем, мы занялись отработкой днища. Первоначально предполагалось перед летней навигацией ставить на днище съемную носовую часть с классическим поперечным реданом; при зимней эксплуатации эту часть приходилось бы снимать, так как ступенька на киле исключала бы всю зареданную кормовую часть из площади опорной поверхности при ходе на снегу. Естественно, что съемный вариант усложнял и утяжелял конструкцию. Возникла идея: сделать редан несъемным в виде двух клиньев — от ДП к бортам — на малокилеватом днище, без ступеньки на киле, и расположить его за центром тяжести, чтобы повысить ходовой дифферент.

Все это было сразу же проверено и воплощено в конструкцию той же первой опытной машины. Натурные испытания показали, что скорость амфибии со 160-сильным двигателем «М-11-ФР» возросла с 40 км/ч без редана до 67 км/ч после переделки днища. (Для сравнения укажем, что ожидаемая скорость с кпассическим поперечным реданом по испытаниям модели равнялась 55 км/ч.) Это удачное решение позволило снизить километровый расход топлива до уровня, меньшего, чем у разъездных катеров. Впоследствии испытания показали, что наш редан несколько уменьшил сопротивление и на снегу; нас, безусловно, устраивало уже и то, что сопротивление не увеличилось.

Первая серийная амфибия вышла на линию уже с клиновидными реданами, однако это не значило, что отработка обводов днища столь многоцелевой машины закончена. Потребовалось время, большой труд производственников и конструкторов, чтобы амфибия стала работать действительно надежно.

В доводке машины принимали деятельное участие работники эксплуатирующих организаций. Первыми из них были связисты Архангельской области, в общей сложности преодолевающие за год около 1 млн. км. С их помощью на серийных амфибиях был внедрен ряд конструктивных улучшений. Появились кресла с гидравлическими амортизаторами, было отработано носовое амортизирующее устройство.

С целью повышения гидродинамического качества на всех основных режимах движения по воде были введены скуловые пластины — ласты шириной 300 мм. Эта мера уменьшила замывание кормы и уменьшила индуктивное сопротивление. Грузоподъемность на воде возросла на 200 кг. Отработка всей гидродинамики проводилась в бассейне ЦАГИ с последующей проверкой на натурной машине.

В настоящее время в эксплуатацию поступают аэросани-амфибии с увеличенной до 350 л. с. мощностью двигателя, однако даже несмотря на повышение мощности километровый расход топлива уменьшился на 17—22%. На большинстве трасс страны наши амфибии зимой и летом эксплуатируются сейчас со средней скоростью не ниже 60 км/ч с полезной нагрузкой 500—650 кг.