Летающая субмарина или иначе летающая подводная лодка (ЛПЛ) — это подлодка, которая способна совершить, как взлет так и посадку на воду, а также может перемещаться в воздушном пространстве. Не реализованный советский проект, целью которого было совмещение скрытности подлодки и мобильности самолета. В 1938 году этот проект был свернут, так и не успев воплотится в жизнь.
Предпосылки к возникновению проекта.
Еще за пять лет до возникновения проекта, в начале 30-х годов возникали попытки совместить подлодку с самолетом, но результатом почти всегда были просто компактные, легкие, складывающиеся летательные аппараты, которые должны были поместиться внутри подлодки. А вот проектов подобных ЛПЛ не существовало, ведь конструкция самолета исключает возможность подводного плавания, а уж подводная лодка тоже вряд ли полетит. Но инженерная мысль одного выдающегося человека смогла два этих характерных свойства совместить в одном аппарате.
Краткая история проекта летающей субмарины.
В середине 30-х годов прошлого века, благодаря новым реформам Сталина, было решено приступить к созданию мощного военно-морского флота с линкорами, авианосцами и кораблями различных классов. Появилось множество идеи по созданию необычных, с технической стороны, аппаратов, в том числе и идея по созданию летающей субмарины.
Как доставляют грузы на подводную лодку? #shorts
Летающая подлодка Ушакова
С 1934 по 1938 гг. проектом по созданию летающей подлодки руководил Борис Ушаков. Он, еще во время учебы в Высшем морском инженерном институте имени Ф.Э. Дзержинского в Ленинграде с 1934 года по 1937 год окончания учебы, работал над проектом в котором то и хотел совместить лучшие характеристики самолета и подводной лодки.
План подлодного самолета Ушакова
Ушаков еще в 1934 году представил схематичный проект летающей подлодки. Его ЛПЛ представляла собой трёхмоторный двухпоплавковый гидросамолет, оборудованный перископом.
В 1936 году в июле его проектом заинтересовались и Ушакову пришел ответ от Научно-исследовательского военного комитета (НИВК) в котором значилось, что его проект интересен и заслуживает безусловной реализации: “….Разработку проекта желательно продолжать, что бы выявить реальность его осуществления путем производства расчетов и лабораторных испытания….”
В 1937 году проект был включен в план отдела НИВКа, нок сожалению после пересмотра от этого проекта отказались. Вся дальнейшая работа над летающей субмариной велась Борисом Ушаковым, на тот момент уже воентехником 1го ранга, в свободное от работы время.
США
Летающая подводная лодка: Чертёж к патенту США № 2720367 от 1956 г.
Корморант
Во время холодной войны американские стратеги предполагали серьёзные проблемы по проводке и использованию кораблей и подводных лодок в акваториях Балтийского, Чёрного и Азовского морей. Однако проблему можно легко решить с помощью летающих подводных лодок
Что, если бы морские обитатели неожиданно научились летать
. Подобным способом можно затруднить передвижение судов даже во внутреннем Каспийском море. Поскольку в вышеупомянутых морях советское правительство никак не ожидало увидеть американские военно-морские силы — следовало предположить, что там отсутствуют какие бы то ни было средства обнаружения подводных лодок. Опыт использования итальянских и японских мини-субмарин во время Второй мировой войны показал, что после выполнения задания экипаж практически невозможно эвакуировать. Таким образом была сформулирована цель, которую должны были решать мини-субмарины: неожиданное появление, атака советских кораблей и безопасная эвакуация экипажа.
В 1945 году американский изобретатель Хьюстон Харрингтон (англ. Houston Harrington) подал заявку на патент «Совмещение самолёта и подводной лодки».
В 1956 году опубликован американский патент № 2720367, в котором изложена идея летающей мини-субмарины. Подводное плавание должно было осуществляться электромотором. Взлёт и посадка должны были осуществляться на водную поверхность. Летать самолёт должен был посредством двух реактивных двигателей, герметизируемых при погружении. Самолёт должен был быть вооружён одной торпедой.
С 2006 по 2008 в США под руководством ВМФ, силами Lockheed Martin разрабатывался подобный проект, называемый Корморант (en:Lockheed Martin Cormorant), представляющий собой вооружённый беспилотный летательный аппарат, запускаемый с борта подводной лодки.
Летающая субмарина Рэйда (RFS-1)
Дональд Рэйд (англ. Donald V. Reid) в начале 60-х годов прошлого столетия построил радиоуправляемую демонстрационную модель летающей подводной лодки с размерами 1×1 метр. В 1964 году его изобретение удостоилось статьи в одном из научно-популярных журналов Америки. В статье было впервые применено слово Трифибия
, по аналогии с амфибией. Конечно же, эта статья вызвала интерес военных, которые захотели воплотить проект в металл. Разработка проекта была передана корпорациям
Consolidated Vultee Aircraft Corporation
и
Electric Boat
(подразделение
General Dynamics
). В результате проведённого исследования была подтверждена реализуемость проекта[2]. В 1964 году Рэйд, по заказу ВМС США, построил в Асбури Парк (штат Нью-Джерси) масштабную копию летающей подводной лодки
Commander-1
.
Commander
стал первой американской летающей подводной лодкой. Прототип выставлен на обозрение в
Средне-атлантическом музее
в городе Рединг (штат Пенсильвания).
| Техническое задание на летающую подводную лодку «Трифибия» | |
| Экипаж, чел. | 1 |
| «Сухая» масса (без пилота и полезной нагрузки), кг | 500 |
| Полезная нагрузка, кг | 250—500 |
| Дальность полёта, км | 800 |
| Скорость полёта, км/ч | 500—800 |
| Потолок, м | 750 |
| Максимально допустимое волнение при взлёте/посадке и погружении, баллов | 2-3 |
| Подводная скорость, узлов | 10-20 |
| Глубина погружения, м | 25 |
| Запас хода под водой, км | 80 |
Действующий прототип Commander-2
был испытан на всех режимах. Он мог погружаться на глубину до 2 метров, двигаться под водой со скоростью 4 узла. Проектная скорость полёта прототипа должна была составить 300 км/ч, однако достигнута была скорость порядка 100 км/ч. Первый полёт прошёл 9 июля 1964 года. После погружения на глубину 2 метра был произведён взлёт и краткий полёт на высоте 10 метров.
Для погружения двигатель герметизировался резиновыми уплотнителями и с него снимался пропеллер. Пилот подключался к дыхательному аппарату и при подводном движении находился в открытой кабине. В хвосте располагался электромотор мощностью 736 Ватт. Самолёт имел номер 1740 и летал при помощи одного четырёхцилиндрового двигателя внутреннего сгорания мощностью 65 л. с.
Commander
получил дельтавидное крыло, длина фюзеляжа составляет 7 метров. Баки с горючим представляли собой также цистерны для погружения. После посадки на воду горючее откачивалось в воду и в баки закачивалась балластная вода. То есть взлёт после погружения был в принципе невозможен.
Воздушный корабль (англ. Aeroship)
По результатам постройки Commander
Рэйда было принято решение о строительстве
Aeroship
. Это был двухфюзеляжный самолёт с прямоточными воздушно-реактивными двигателями. Посадка на воду осуществлялась на выдвигающиеся поплавки, внешне напоминающие водные лыжи. Непосредственно перед посадкой реактивные двигатели герметизировались. Баки горючего располагались в несущих плоскостях. Дальность полёта
Aeroship
составляла до 300 км, при скорости полёта до 130 км/ч; скорость хода под водой — 8 узлов.
Aeroship
был представлен публике в августе 1968 года на нью-йоркской промышленной выставке: на глазах у посетителей выставки летающая субмарина совершила эффектную посадку, погрузилась под воду и снова всплыла на поверхность.
Применение.
Для чего же был предназначен такой диковинный проект? Летающая субмарина была предназначена для уничтожения военно-морской техники противника, как в открытом море так и в акватории морских баз, которые могут быть защищены минными полями. Малая скорость под водой не являлась преградой, так как лодка могла сама находить противника и определять курс корабля еще находясь в воздухе. После этого лодка приводнялась за горизонтом, во избежание ее преждевременного обнаружения и погружалась на линии следования судна.
Американский подводный самолет
И до того, как в радиусе поражения ее ракетами не появлялась цель, субмарина оставалась на глубине в неподвижном положении, не расходуя энергию. Плюсов в этом виде техники открывалось огромное множество, начинаю разведкой и заканчивая непосредственным ведение боя, и конечно же повторный заход на цель. А если использовать ЛПЛ группами при ведении боя, то 3 таких аппарата могли создать заслон для боевых кораблей более чем на 10 километров.
Конструкция.
Конструкция летающей подлодки была очень интересной. Лодка состояла из шести отсеков: в трех из них устанавливались авиамоторы АМ-34, жилой отсек, аккумуляторный и отсек с гребным электромотором. Кабина летчика при погружении заполнялась водой, а летные приборы закрывались в герметичной шахте. Корпус и поплавки субмарины должны были быть изготовлены из дюралюминия, крылья из стали, масляный и топливный резервуары из резины, что бы исключить их повреждения при погружении под воду.
Но к сожалению в 1938 году проект свернули по причине “недостаточной скорости под водой”.
Ищет цель, садится в засаду
Обновленный ЛПЛ предполагал воздушную скорость в 185 км/час, подводную же — 5,5 км/час. Время погружения и всплытия по отдельности не занимало более двух минут, что было фантастическим показателем, так как позволяло бы механизму маневрировать с невероятной скоростью. Запас хода в воздухе составлял порядка 800-та км, а под водой без дозаправки он мог проплыть более 10 км.
Сам же ЛПЛ должен был состоять из 6-ти отсеков, два из которых при погружении бы затапливались. В них по чертежам находились балластные цистерны, которые облегчали бы уход под воду. В остальных 4-ех находились 3-и мотора, мощностью каждый в 1000 л.с., кабина экипажа и отсек необходимыми приборами и панель управления.
Изначальное применение этой боевой единицы предполагалось в поиске цели — вражеского корабля или кораблей, с последующим залетом впереди курса суден. Там, погрузившись под воду, ЛПЛ должен был ждать противника, чтобы поразить его двумя 18-ти дюймовыми торпедами. В идеале планировалось использовать связку летающих подлодок, состоящую из трех боевых кораблей, которые могли бы сделать непроходимой для врага морскую полосу протяженностью в 15 км.
Иностранные проекты.
Конечно же подобные проекты были и в США, но значительно позже в 1945 и в 60-х годах. Именно проект 60-х годов получил развитие и даже был построен образец, который успешно прошел испытания, представлял он собой всего лишь вооруженный беспилотник, который запускали с борта подводной лодки.
А в 1964 году инженером Дональдом Рейдом была построена лодка под названием
9 июля 1964 года этот экземпляр достиг скорости 100 км/ч и выполнил свое первое погружение. Но к сожалению эта конструкция была слишком маломощной для выполнения военных задач.
А в 2008 году США вернулись к разработке летающей субмарины. Сейчас они разрабатывают проект подводного самолета под названием Cormorant который будет летать, а так же плавать как в подводном так и в надводном положении. Планируется, что самолет будет использоваться для скрытной доставки групп специального назначения в прибрежные районы.
Погружения Commander -2
Летающая подводная лодка в играх
- В компьютерной игре X-COM: Terror From The Deep представлено большое количество летающих подводных лодок, заменяющих собой обычную авиацию из X-COM: UFO Defense.
- В Red Alert 3 Япония имеет на вооружении подлодку-трансформер Сёдзэ
, способную в режиме подлодки всплывать на поверхность воды для поражения воздушных целей, а в режиме самолёта — вести огонь по наземным целям. - В Steel Empire в качестве последнего босса на 4-м уровне выступает летающая подводная лодка.
- В Total Annihilation существует класс юнитов Seaborn Airplanes
Источник: recombats.ru
Как летают подводные лодки
Невероятные факты
Компания Грэма Хокенса Hawkes Ocean Technologies в строительстве подводных судов уже более 10 лет. Но в последние несколько лет он задался целью создать интересную игрушку для своих океанских приключений. Именно так он назвал свое изобретение Super Falcon – подводную лодку, способную погружаться на 1500 футов ниже поверхности моря и выглядящую как реактивный истребитель с тонким корпусом, с двумя комплектами крыльев и двумя хвостовыми плавниками.
Изобретатели говорят, что она передвигается на гораздо большей скорости, нежели другие известные частные подлодки. Судно может находиться под водой около 5 часов и развивать скорость до 6 узлов. Один из первых клиентов компании приобрел Super Falcon за 1,3 миллиона долларов. Он посчитал, что эта подводная лодка будет достойным украшением его мега-яхты.
Судно работает за счет турбин, которые были сделаны с особой тщательностью, благодаря чему оно почти бесшумно.
Источник: www.infoniac.ru
ВМС США разрабатывают летающую подлодку
Это умеют делать кайры, бакланы и зимородки. Это умеет даже крохотная оляпка. И если затея Агентства перспективного планирования научно-исследовательских работ министерства обороны США (DARPA) сработает, однажды это сделает и самолет. Нырнет под волны, уничтожит свою жертву и вернется в небо…
Полет под водой. NewScientist , Simon Danaher
В октябре 2008 года агентство DARPA заявило о намерении разработать удивительный самолет-невидимку, который бы подлетал к цели – скажем, вражескому кораблю или порту – затем, превратившись в подлодку, погружался в воду, подходил на расстояние удара и атаковал врага – и все это незаметно для последнего.
Специалисты DARPA со своим 3-х-миллиардным ежегодным бюджетом вообще славятся тем, что ставят перед собой умопомрачительные инженерные задачи, но этот проект выглядит совершенной фантастикой. Возможно ли такое в действительности? «Несколько лет назад я бы сказал, что летающая подлодка — глупость. Теперь я так не считаю», — говорит инженер-конструктор подводных лодок из Сан-Франциско Грэхем Хоукс, команда которого разработала один из проектов для DARPA.
Агентство уже начало изучать предложения конструкторов. Не исключено, что в следующем году DARPA приступит к финансированию понравившейся разработки. Сотрудники DARPA отказываются от комментариев, но журнал New Scientist пообщался с проектировщиками и выяснил, как они намерены преодолеть те сложности, которые мешают превратить самолет в подводную лодку.
А сложности есть. Самолет должен весить как можно меньше, чтобы на его поднятие в воздух хватало меньшей мощности двигателя. Подлодки же – тяжеловесы с массивными корпусами, выдерживающими огромное давление воды. Самолет взлетает и опускается благодаря крыльям, подлодки всплывают и погружаются, как воздушные шары, изменяя свою массу и соответственно плавучесть.
Как инженеры устранят эти противоречия? Сможет ли самолет нырнуть в море, как птица? И годится ли для такого самолета реактивный двигатель?
По словам бывшего советника по вопросам военно-морской стратегии и технологии правительства США Нормана Полмара, разрабатывать необходимо самолет, который может погружаться под воду. «Подводные лодки не смогут летать, гидроплан же уйти под воду — сможет», — считает он. Именно так думал в первой половине ХХ века Борис Ушаков — автор идеи летающей ПЛ. В 1934 году курсант Ленинградского военно-морского инженерного училища создал «схематический проект летающей подводной лодки (ЛПЛ)» — боевого гидросамолета с тремя авиамоторами. Этот самолет должен был подлетать к кораблю, приводняться, погружаться благодаря заполнению кабины водой, и торпедировать цель. В 1937 году проект был даже включен в план отдела «В» Научно-исследовательского военного комитета, но впоследствии от радикальной идеи отказались.
Гидросамолет Рейда. aviationweek.com
Первая летающая подлодка появилась только через 30 лет. В 1962 году инженер-электронщик авиазавода North American Aviation Дональд Рейд представил миру гидросамолет Reid Flying Submarine (RFS-1), собранный им в свободное от работы время из деталей от списанной авиационной техники. На испытаниях самолет доказал, что может погружаться под воду на несколько метров, а вот взлететь на сколь-либо продолжительное время у него не вышло: слишком велика была масса. Изобретение появилось в разгар холодной войны, и ВМС США даже финансировали дальнейшие разработки инженера – впрочем, недолго, в 1966 году Конгресс США закрыл программу.
Субплан. aviationweek.com
Заинтересовались они аппаратом конструкторского бюро Convair, получившим название «субплан». Субплан при приводнении полагался не на поплавки, которых был лишен, а на обтекаемость фюзеляжа, напоминавшего корпус подводной лодки. В журнале докладов Военно-морского института за сентябрь 1964 года инженер гидродинамики из Управления вооружения ВМС Юджин Хэндлер заявляет, что такая летающая ПЛ идеально подходит для нападения на советские корабли в Балтийском, Черном и Каспийском морях. Бюро Convair разработало детальные эскизы субплана и даже создало несколько макетов, которые были испытаны в резервуарах с водой. Впрочем, несмотря на то, что результаты испытаний выглядели многообещающими, в 1966 году Конгресс свернул финансирование проекта.
Может быть, и новый проект DARPA ожидает та же участь? «То, чего хотят американцы, звучит в высшей степени амбициозно, — считает начальник спасательной службы подводных лодок НАТО коммандер Королевского флота Великобритании Джонти Поуис. – Если они добьются хотя бы половины того, чего хотят от этой машины, это уже будет хорошо». Другие эксперты настроены более оптимистично, особенно в свете достижений инженерии и материаловедения последних лет (например, создания сверхлегких углеродных композитов и мощных энергоносителей). «Нет никаких причин, почему этот самолет не может быть создан», — уверен Хоукс.
Считается, что идея, предложенная бюро Convair, верна. Использование обтекаемого фюзеляжа вместо громоздких и тяжелых поплавков делает самолет легче и быстрее и в воздухе, и под водой. Но, положим, самолет приводнился. Как заставить его уйти под воду?
Один из вариантов – затопить фюзеляж. Но тогда экипажу понадобятся дыхательные аппараты. По словам Полмара, вместо этого можно поместить экипаж в водонепроницаемую кабину, а, чтобы компенсировать подъемную силу воздуха, одолжить еще одну идею Convair – затопляемые топливные баки. Если топливо в баках будет содержаться в резиновых емкостях, самолет погрузится благодаря воде, заполнившей пространство, которое освобождается между такими емкостями и стенками баков при сгорании топлива. Когда самолету предстоит всплывать, экипаж может просто откачать воду.
А как быть с двигателем? По словам инженера аэрокосмонавтики из британского университета Крэнфилда, для приведения в движение летающей ПЛ стоит полагаться на электроэнергию. «Когда лодка погружена, у батарей, питающих электромоторы, будет один плюс: их вес поможет преодолеть плавучесть корпуса».
Впрочем, такое решение вряд ли допустимо: лодка станет непригодной к полету. В своем прошлогоднем исследовании «Предварительный проект погружаемого тактического самолета» коллектив будущих инженеров из Университета Оберн в Алабаме рассчитал, что батареи, способные обеспечить дальность подводного плавания аппарата в 44 километра (требование DARPA), будут весить столько же, сколько все остальные его детали вместе взятые.
Какую альтернативу предложили студенты? На их взгляд, для движения под водой следует использовать стандартный авиационный газотурбинный двигатель, а воздух для него подавать через 10-метровую трубу-«шнорхель». В этом случае в погруженном состоянии самолет будет вынужден оставаться у самой поверхности. Впрочем, DARPA еще не определила, на какой глубине должен действовать перспективный аппарат, поэтому такой вариант вполне подходит. «Если самолет остается невидимым, нет особой необходимости погружаться глубоко, — считает инженер и директор Общества подводных технологий из Лондона. – Проблема в том, что самолет должен быть достаточно тяжелым, чтобы уйти под воду».
Для Хоукса здесь все очевидно. Он считает, что летающая подлодка не обязательно должна быть тяжелее любого другого самолета. «Невозможно построить самолет, который одновременно являлся бы и воздушным шаром, да и воздушный шар не сможет погрузиться под воду так, как это делает подлодка. Нельзя смешивать два фундаментально разных принципа работы».
Хоукс уже занимался строительством подводных лодок, которые легче воды. С их плавучестью он боролся с помощью крыльев. «Представьте, что лодка летит под водой, — предлагает инженер. – Это достижимо. Просто нужно упорно работать».
Иллюстрация NewScientist
Чтобы крылья «летали» не только в воздухе, но и под водой, они должны отличаться от обычных. «В отличие от ассиметрично кривых крыльев, поднимающих в воздух обычный самолет, у крыльев летающей подлодки симметричный профиль», — говорит Хоукс. В воздухе такое крыло находится под положительным «углом атаки» по отношению к потоку: иначе говоря, «смотрит вверх». Сама летающая подлодка при этом тоже летит «носом вверх». Напротив, под водой угол атаки отрицательный, и лодка движется «носом вниз».
У Хоукса уже есть подводная лодка с маленькими крыльями Super Falcon, которая может «долететь» до 300-метровой глубины – то есть опуститься в 10 раз глубже, чем легкий водолаз. По словам Хоукса, если поставить на эту лодку авиадвигатели и крупные крылья, она будет летать со скоростью 900 километров в час при угле атаки 5 градусов. Под водой скорость такого аппарата составит 10 узлов. На этих скоростях число Рейнольдса примерно одно и то же – то есть несущие поверхности летающей подводной лодки будут исправно работать как в воздухе, так и под водой.
Хоукс признает, что на поднятие в воздух Super Falcon’а понадобится столько энергии, сколько сможет выработать только реактивный двигатель. Согласен с этим и Полмар. По его словам, использование поршневых двигателей, которые устанавливаются на легкие самолеты, исключено: если в цилиндры попадет вода, они откажут. «Поршневой двигатель нельзя заставить работать под водой», — говорит Полмар. Если же защитить реактивный двигатель от коррозии и расположить его в верхней части самолета, чтобы брызги не попадали в воздухозаборник во время взлета и посадки – он будет работать прекрасно. Кстати сказать, так устроен самолет-амфибия Бе-200 разработки и производства ТАНТК имени Г. М. Бериева.
Бе-200. beta-air.com
По словам Хоукса, реактивные двигатели могут приводить в движение самолет не только в воздухе, но и под водой. Просто под водой компрессор и лопатки турбины двигателя будут работать благодаря электромотору. Создать двигатель, который в воздухе работает на керосине, а под водой – на электроэнергии, не так сложно.
Это понимает не только Хоукс. В прошлом году компания Airbus запатентовала электрореактивный двигатель, в котором в качестве источников энергии используются керосин и электричество. В большинстве реактивных двигателей есть электростартер, который может вращать вал турбины под водой, считает Хоукс. Лопасти при этом, конечно, будут крутиться медленнее, и двигатель будет менее эффективным, но инженер считает, что он все равно зарекомендует себя идеально.
Студенты Оберна в своей разработке применяют во многом похожую схему, только берут за основу турбовальный газотурбинный двигатель. По их мнению, при наличии винта с большими лопастями и редуктора для изменения скорости вращения вала такой двигатель покажет «приемлемую эффективность» как в воздухе, так и под водой. Для выработки электричества, вращающего винт под водой, могут применяться воздухонезависимые топливные элементы.
У реактивного двигателя Хоукса есть один недостаток. «Забортная вода не должна попасть на горячий двигатель – термоудар разнесет его на куски, — предупреждает инженер Управления гражданской авиации Великобритании Джим Маккенна, который раньше занимался проектированием погружаемых самолетов. – На охлаждение реактивного двигателя уходит очень много времени: турбина имеет температуру где-то между 500 и 600 градусами Цельсия». Словом, прежде чем погрузиться, летающей подлодке придется часами оставаться на поверхности воды, чтобы двигатели остыли.
Кстати, опустить подлодку Хоукса на глубину, достаточную для того, чтобы крылья создавали эффективную направленную вниз силу, тоже непросто. Но инженер предлагает решить проблему «птичьим» способом. «Можно уходить под воду носом вниз, буквально нырять», — считает Хоукс. Подобную идею высказывали еще пионер авиации 19 века Отто Лилиенталь и изобретатели первого в мире самолета братья Райт. Впрочем, она не гарантирует успех. Как бы там ни было, «будет то еще зрелище», — шутит Хоукс.
Подлодка-скат
Скаты семейства ромбовых плавают, ударяя по воде краями плавников. По мнению Виктора Крылова из британского Университета Лафборо, летающие подводные лодки могут делать то же самое. В этом случае приводить в движение лодку будут электромоторы или материалы с эффектом памяти формы на краях подвижных заостренных крыльев.
Испытания моделей с колеблющимися резиновыми килями показали, что идея себя оправдывает, хотя обычный пропеллер и эффективнее, говорит Крылов. По его словам, DARPA может заинтересовать то, что такой движитель работает гораздо тише пропеллера, благодаря чему летающую подлодку будет сложнее обнаружить.
Источник: flot.com