Кіріспе

Су бетінен ұшуға қабілетті шассиі бар ұшақ – Bob's Burgers эпизоды.

Су ұшағы – су бетінде ұшып, қонуға (суға қондыруға) қабілетті, қозғалтқышпен жабдықталған, тұрақты қанатты ұшақ. Су ұшақтары технологиялық ерекшеліктеріне қарай әдетте екі категорияға бөлінеді: поплавоктар және ұшатын қайықтар; екіншілері көбінесе әлдеқайда үлкен және көбірек жүк таси алады. Әуежайларда да ұшып-қонуға қабілетті су ұшақтары амфибиялық ұшақтар немесе амфибиялар деп аталатын қосалқы топқа жатады. Су ұшақтары бұрын гидроұшақтар деп те аталатын, бірақ қазір бұл термин жылдамдықпен қозғалғанда су бетін сызып өту үшін гидродинамикалық көтеру принципін пайдаланатын моторлы су кемелеріне қолданылады. Осы мақалада ұшатын қайықтар мен поплавоктар АҚШ стандарты бойынша су ұшағының түрлері ретінде қарастырылады. Амфибиялық ұшақтар дәстүрлі ұшу-қону жолақтарында да, суда да ұшып-қонуға қабілетті. Нағыз су ұшағы тек суда ғана ұшып-қонуға қабілетті. Амфибиялық ұшақтар мен амфибиялық поплавоктар, сондай-ақ кейбір гибридтік конструкциялар бар, мысалы, жиырылатын поплавоктары бар поплавоктар. Қазіргі (2019) өндірістегі су ұшақтарының көлемі ұшақ типіндегі жеңіл спорттық ұшақ амфибиялары, мысалы Icon A5 және AirMax SeaMax-тан бастап 100 000 фунт салмақтағы ShinMaywa US 2 және Beriev Be 200 көп мақсатты амфибияларына дейін жетеді. Мысалдардың арасында Dornier Seastar ұшатын қайық типіндегі, 12 орындық, пайдалы амфибия және Canadair CL 415 амфибиялық су шашыратушы ұшағы бар. Viking Air DHC 6 Twin Otter және Cessna Caravan ұшақтарында амфибиялық поплавоктарды қамтитын қону шасси опциялары бар.

Тарих

Суға қонуға әрекет етудің алғашқы ұшу тәжірибелерінде талпыныстар жасалды, бірақ судан ұшып көтерілу және қону 1910 жылдары кеңінен қолданыла бастады. Гидросамолеттер трансатлантикалық маршруттарды белгіледі және Бірінші дүниежүзілік соғыста пайдаланылды. Олар Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін дамуын жалғастырып, кеңінен таралды. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін құрлықтағы көптеген аэродромдардың салынуы суға қонуды арнайы қолданыстарға ықпал етті. Олар қашықт жерлерге қол жеткізу, орман өрттерін сөндіру және теңіздік патрульдеу сияқты салаларда қолданыла берді.

Алғашқы ізашарлар

Француз Альфонс Пено 1876 жылы қайық корпусы мен кері тартылатын қону шассиі бар ұшу аппаратына алғашқы патент алды, бірақ австриялық Вильгельм Кресс 1898 жылы алғашқы гидросамолет, «Драхенфлигерді» құрастырды. Дегенмен, оның екі «Даймлер» қозғалтқышы ұшып кетуге жеткіліксіз болды, кейін жүзгіштердің бірі зақымданғанда суға батты. 1905 жылғы 6 маусымда Габриэль Воазин Сейн өзенінде жүзіп, жүзуші кемеге ілінген желкенді планермен ұшып, қонды. Оның алғашқы қозғалтқышсыз ұшуы Фабрдің қуатты гидросамолетпен сәтті ұшып-қонуына себеп болды, ол басқа авиаторларды шабыттандырды және бірнеше ұшқыштар үшін жүзгіштерді жобалады. Бірінші гидроаэроплан жарысы 1912 жылғы наурыз айында Монакода өтті, онда Фабр, Кертисс, Телье және Фарман ұшақтарындағы жүзгіштер пайдаланылды. Бұл 1912 жылғы 1 тамыздан бастап бес орындық «Sanchez Besa» ұшағымен Aix-les-Bains қаласында алғашқы жоспарланған гидросамолет жолаушылар тасымалына әкелді. 1911-12 жылдары Франсуа Денхоу корпусының өзін фюзеляж ретінде пайдаланатын алғашқы гидроұшақты құрастырды, ұшып көтерілгенде гидродинамикалық көтерме беру үшін әртүрлі конструкцияларды қолданды. Оның алғашқы сәтті ұшуы 1912 жылғы 13 сәуірде болды. 1913 жылы «Wright» компаниясы жабық кабинасы бар гидроұшақ – «Wright Model G Aerboat» ұсынды (компания үшін бірінші рет); осы нұсқаның бас инженері Гровер Лоенинг болды. Ұлыбританияда капитан Эдвард Уэйкфилд пен Оскар Гносспелиус 1908 жылы судан ұшу мүмкіндігін зерттеуді бастады. Олар Англияның ең үлкен көлі – Уиндермирді пайдалануды шешті. Соңғысының ұшуға жасаған алғашқы әрекеттері көп көрерменді тартты, бірақ ұшақ ұшып кетпеді және көлдегі моторлы қайық жарысы клубының мүшесі Исаак Борвик қайықтарының корпусының ерекшеліктерін қоса, жүзгіштерді қайта жасау қажет болды. Осы уақытта Уэйкфилд 1910 жылғы Фабр «Hydravion» дизайнына ұқсас суға ұшатын ұшаққа тапсырыс берді. 1911 жылғы қараша айына қарай Гносспелиус пен Уэйкфилдтің судан ұша алатын ұшақтары болды және олар қолайлы ауа райы күтіп отырды. Гносспелиус ұшағы көлге құлағандықтан, оның ұшуы қысқа болды. Алайда Уэйкфилдтің ұшқышы, жеңіл солтүстік желді пайдаланып, 15 метр биіктікте Ферри Набқа ұшып, кең бұрылыс жасап, көлдің бетіне кемелді қонды. Швейцарияда Эмиль Тадеоли «Dufaux 4» бипланын жүзгіштермен жабдықтады және 1912 жылы сәтті ұшып кетті. 1913 жылғы Балқан соғыстарында гидросамолет қолданылды, онда грек «Astra Hydravion» түрік флотын барлап, төрт бомба тастады.

Өнеркәсіптің пайда болуы

1913 жылы Daily Mail газеті Атлантиканы тоқтамай әуемен кесіп өтетін алғашқы адамға 10 000 фунт стерлинг сыйлық жариялады, кейіннен бұл сыйлық Ұлыбритания әйелдерінің әуе лигасынан қосымша қаражатпен арттырылды. Америкалық кәсіпкер Родман Ванамейкер сыйлықтың американдық ұшаққа берілуін қалады және Curtiss Aeroplane and Motor Company компаниясына ұшуға қабілетті ұшақты жобалау мен құрастыруды тапсырды. 1913 жылы Куртистің Flying Fish ұшатын қайығын жасауы оны Джон Сирил Портпен, зейнеткердегі Корольдік теңіз күштерінің лейтенанты, ұшақ конструкторы және сынақ пилотымен байланыстырды. Бұл адам британдық авиацияның болашақ дамуына үлкен үлес қосушы болды. Алғашқы апаттардың көптегені сумен жанасқандағы басқарудағы тәжірибесіздікке байланысты екенін түсінген екеуі трансатлантикалық қатынасқа мүмкіндік беретін практикалық корпус конструкцияларын жасауға күш салды. Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейінгі екі жыл ішінде Томас В. Бенуастың жобалаған Benoist XIV екі ұшақтың ұшу қайығы әлемдегі алғашқы ауырлау әуе көлігі қызметін және АҚШ-тағы алғашқы әуе көлігі қызметін бастады. Осы уақытта, Уайт аралындағы Коусте орналасқан британдық қайық құрылысы фирмасы J. Samuel White жаңа әуе кемелерін жасау бөлімін құрып, Ұлыбританияда ұшатын қайық жасады. Бұл үлгі 1913 жылы Олимпиададағы Лондон әуе шоуында көрсетілді. Сол жылы East Cowes-тегі S. E. Saunders кеме құрылысы шеберханасы мен Sopwith Aviation Company бірлесіп "Bat Boat" ұшағын жасады. Бұл ұшақ құрлықта да, суда да жұмыс істей алатын, консута ламинатталған корпусы бар және бүгінде амфибиялық ұшақ деп аталады. АҚШ Әскери-теңіз күштері үшін жасалған бұл ұшақ Порттың қадағалауымен, оның ұшу жоспарын зерттегеннен және қайта құрғаннан кейін "America" деп аталды. Ұшақ екі бөлікті, біртекті емес қанаттары бар дәстүрлі биплан конструкциясынан тұрды. Қозғалтқыштар корпустың арасындағы кеңістікте, қанаттардың үстінде орналасқан екі қатарлы, итергіш қозғалтқыштар болды. Қанат ұштарының понтондығы төменгі қанаттардың ұштарына жақын орналастырылған. (Кейін H үлгісіне айналған) Бұл конструкция Куртистің бұрынғы ұшатын қайықтарына ұқсады, бірақ 1770 км қашықтықты қамтитын отынды тасымалдауға жеткілікті үлкен болды. Ұшақтың үш экипаж мүшесі толық жабық кабинада орналасты. "America" ұшағының сынақтары 1914 жылдың 23 маусымында Порт бас сынақ пилоты ретінде қатысқанда басталды. Тестілеу кезінде конструкциядағы бірқатар кемшіліктер анықталды: ұшақ жеткілікті қуатқа ие емес еді, сондықтан қозғалтқыштар күштірек тракторлық қозғалтқыштармен ауыстырылды. Сонымен қатар, су үстінде жылдамдық алғанда ұшақтың алғы бөлігі суға батып кету қаупі болды. Бұрынғы Куртистің конструкцияларында мұндай қуатты қозғалтқыштар мен үлкен отын/жүк көлемі қолданылмағандықтан, олар салыстырмалы түрде жақсы жүзіп кеткен. Бұл әсерді жою үшін Куртисс кеменің алғы бөлігіне гидродинамикалық көтеруді арттыратын қанаттарды орнатты, бірақ оларды жақын арада екі жақта орналасқан су асты понтондарымен – спонсондармен ауыстырды. Бұл спонсондар (немесе олардың инженерлік баламалары) және кеңейтілген, ойылып жасалған корпус ұшатын қайық корпусының дизайнында келесі онжылдықтар бойы маңызды элемент болып қала берді. Мәселе шешілгеннен кейін, Атлантика арқылы өтуге дайындық қайта басталды. Ұшақ ұшу кезінде "ауыр" басқарылатыны және күткеннен ұзақ ұшып кетуге қажеттігі анықталды. 1914 жылдың 5 тамызындағы толық ай Атлантика арқылы ұшуға таңдалды. Порт "America" ұшағын Джордж Халлеттпен бірге пилот ретінде және механик ретінде басқаратын болды.

Бірінші дүниежүзілік соғыс (1914 - 1918)

Кертисс пен Порттың жоспарлары Бірінші дүниежүзілік соғыс басталғанда үзіліске ұшырады. Порт 1914 жылғы 4 тамызда Англияға аттанды және Корольдік Әскери-Теңіз Әуе қызметінің құрамына қайта қосылды. Корольдік Әскери-Теңіз Флотының Хендон әуе станциясының эскадрилья командирі болып тағайындалған ол, ұшатын қайықтардың әлеуетіне Адмиралтействоны тез сендіріп, 1915 жылы Феликсстоудағы әскери-теңіз әуе станциясының басшысы болды. Порт Адмиралтействоны Кертистен «Америка» және оның бірдей конструкциядағы кемесін сатып алуға көндірді. Бұдан кейін тағы 12 ұқсас ұшаққа тапсырыс берілді, олардың бірі H2 үлгісі, ал қалғаны H4 үлгісі болды. Соңғы үлгілердің төртеуін Ұлыбританияда Саундерс құрастырды. Олардың барлығы «Америка» дизайнына ұқсас болды және Корольдік Теңіз Флоты қызметінде «Америка» деп аталды. Дегенмен, 160 а.к. Curtiss қозғалтқыштары 250 а.к. Rolls Royce Falcon қозғалтқыштарымен ауыстырылды. Бастапқы партиядан кейін тағы 50 данаға тапсырыс берілді (соғыс кезінде барлығы 64 «Америка»). Ұшқыш, майор Теодор Дуглас Халлам, олардың «екі тоннадан да жеңіл салмақты, екі күлкілі қозғалтқышы бар, жұмыс істегенде 180 ат күші беретін, ал қозғалтқыштары қосылғанда мұрынан ауыр, сырғанағанда құйрығынан ауыр» екенін жазды. Феликсстоуда Порт ұшатын қайық дизайнын жетілдіріп, ерекше «Феликсстоу ойығы» бар практикалық корпус дизайнын жасады. Порттың Феликсстоуда іске асырған алғашқы жобасы – Феликсстоу Порт Бейби болды, ол үлкен, үш қозғалтқышты екіұшақты ұшатын қайық, бір орталық түрткіш және екі сыртқы тракторлы Rolls Royce Eagle қозғалтқыштарымен жабдықталған. Порт H4 ұшағын жаңа корпуспен модификациялады, оның жақсартылған гидродинамикалық қасиеттері қозғалыс, ұшу және қонуды әлдеқайда ыңғайлы етті және оны Феликсстоу F.1 деп атады. Порттың «Феликсстоу ойығы» жаңалығы судан соруды жылдам жеңуге және ұшуға оңай босатуға мүмкіндік берді. Бұл кемелерді пайдалануды әлдеқайда қауіпсіз және сенімді етті. «Ойық» жетістігі көп ұзамай «қадамға» айналды, төменгі корпус бөлігінің артқы жағы алдыңғы төменгі корпус бөлігінен жоғары қарай кескіндік түрде шұғылданды, және бұл ерекшелік ұшатын қайық корпустарының және гидроұшақтардың екі бөлігінің де белгісіне айналды. Бұл ұшақтар ұзақ қашықтыққа ұшуға және кемелерге жақын тұрып, отын құюға жеткілікті отын тасымалдауға мүмкіндік берді. Порт содан кейін үлкен Curtiss H 12 ұшатын қайығы үшін ұқсас корпус жобалады, ол H 4-тен үлкен және қабілетті болса да, әлсіз корпус және нашар суды басқару кемшіліктеріне ие болды. Жаңа Porte дизайнымен жасалған корпус, бұл жолы екі қадаммен жабдықталған, H 12 қанаттарымен және жаңа құйрығымен, және екі Rolls Royce Eagle қозғалтқыштарымен жабдықталған, Феликсстоу F.2 деп аталды және 1916 жылдың шілдесінде алғаш рет ұшып, негізін қалаған Curtiss-ке қарағанда әлдеқайда жоғары екенін көрсетті. Бұл модель болашақтағы барлық жобалардың негізі болды. Ол Феликсстоу F.2A ретінде өндіріске енгізілді, оны патрульдік ұшақ ретінде пайдаланды, Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңына дейін 100-ге жуық данасы жасалды. Тағы жетпіс данасы жасалды, содан кейін Феликсстоуда екі F.2c жасалды. 1917 жылдың ақпанында Феликсстоу F.3 ұшағының алғашқы прототипі ұшты. Ол F.2-ден үлкен және ауыр болды, бұл оған үлкен қашықтыққа және ауыр бомба жүктемесіне мүмкіндік берді, бірақ икемділігі нашар болды. Соғыс аяқталғанға дейін шамамен 100 F.3 данасы өндірілді. Феликсстоу F.5 ұшағы F.2 және F.3 ұшақтарының жақсы қасиеттерін біріктіруге арналған, оның прототипі 1918 жылдың мамыр айында алғаш рет ұшты. Прототип өзінің алдыңғыларына қарағанда жоғары сапаларды көрсетті, бірақ өндірісті жеңілдету үшін өндіріс үлгісі F.3 компоненттерін кеңінен пайдалану үшін модификацияланды, бұл F.2A немесе F.5-ке қарағанда төмен өнімділікке әкелді. Порттың Теңіз ұшағы тәжірибелік станциясындағы соңғы дизайны – 123 фут қанат кеңдігі бар бес қозғалтқышты Феликсстоу Фьюри үшұшағы («Порт Супер Бейби» немесе «PSB» деп те аталады). F.2, F.3 және F.5 ұшақтары Корольдік Теңіз Флоты жағалауда қарауылдауға және неміс суасты қайықтарын іздеуге кеңінен қолданылды. 1918 жылы олар жеңіл кемелермен солтүстік Германия порттарына қарай сүйретілді. 1918 жылдың 4 маусымында үш F.2A он неміс су ұшағымен жекпе-жекке түсіп, екі расталған және төрт ықтимал ұшақты жойды, өзі шығынсыз. Соғыстың ең үлкен ұшатын қайығы Blohm & Voss BV 238 болды, ол Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде ұшқан ең ауыр ұшақ және Осі державаларының кез келгені салған және ұшқан ең үлкен ұшақ болды. 1939 жылдың қарашасында IAL үш жеке компанияға қайта құрылды: British European Airways, British Overseas Airways Corporation (BOAC) және British South...

Соғыстан кейінгі кезең

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін ұшу кемелерін пайдалану бірнеше себептермен жылдам төмендеді. Суға қону мүмкіндігі, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде құрлықтағы ұшу-қону жолақтарының саны мен ұзындығының едәуір өсуіне байланысты, бұрынғыдай артықшылық болмай қалды. Бұдан әрі, құрлықтағы ұшақтардың жылдамдығы мен ұшу қашықтығы артқан сайын, ұшу кемелерінің коммерциялық бәсекеге қабілеттілігі азайды; олардың конструкциясы судан ұшу және қону мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін аэродинамикалық тиімділіктен және жылдамдықтан құрбан болды. Жаңа де Хавилленд Комет және Боинг 707 сияқты ұшақтармен бәсекелесу мүмкін емес еді. АҚШ-та соғыс кезінде жасалған Хьюз H 4 Геркулесі BV 238-ден де ірі болды, бірақ ол 1947 жылға дейін ұшпады. 180 тонналық H 4 ұшағы "Spruce Goose" деп аталды, ол кез келген уақытта ұшқан ең үлкен ұшу кемесі болды. Сенаттың Хьюздің оның құрылысына мемлекеттік қаражатты жұмсауына қатысты тыңдаулары барысында "Ұшқан ағаш тіршілігі" деп аталған ұшақ, судан 70 фут (21 м) биіктікте шамамен 1,6 шақырымға секіріп, Хьюзтің күш-жігерін ақтағанын мәлімдеді. Соғыстан кейінгі шығындарды қысқарту және оның Атлант мұхиты арқылы тасымалдау міндетінен айырылуы оған мақсат қалдырмады. 1944 жылы Корольдік әуе күштері реактивті қозғалтқышпен жабдықталған ұшақтың әзірлемесін бастады, оны Тынық мұхитында қолдануға арналған әуе қорғанысы ұшағы ретінде пайдалануды жоспарлады, онда көптеген аралдардың салыстырмалы түрде тыныш теңіз жағдайлары диірмендерді пайдалануды жеңілдетті. Ұшақты реактивті қозғалтқышпен жабдықтау арқылы, оны диірмен емес, корпуспен жасау мүмкін болды. Saunders Roe SR. A/1 прототипі алғаш рет 1947 жылы ұшып, өнімділігі мен басқарылуы жағынан жақсы нәтижелер көрсетті. Алайда, соғыс аяқталғаннан кейін, кемеде орналасқан ұшақтар жетілдіріліп, SR. A/1 қажеттілігі жойылды. Берлиннің әуе көпірісі кезінде (1948 жылдың мамырынан 1949 жылдың тамызына дейін) он Сандерленд және екі Хайтс Гамбургқа жақын Эльбадағы Финкенвердерден оқшауланған Берлинге жүк тасымалдау үшін пайдаланылды, RAF Гатовтың жанындағы Хавелзееге қонды, мұз басқанша. Сандерлендтер әсіресе тұз тасымалдау үшін қолданылды, өйткені олардың конструкциясы теңіз суының коррозиясына қарсы қорғалған. Стандартты ұшақтарда тұз тасымалдау төгілу жағдайында құрылымның тез және ауыр тозуына әкелуі мүмкін еді. Сонымен қатар, әуе көпірісі кезінде үш Aquila ұшу кемесі пайдаланылды. Ansett Australia компаниясы 1974 жылға дейін Short Sandringhams ұшу кемелерін пайдаланып, Роуз-Бейден Лорд-Хау аралына дейін рейстер жүзеге асырды. 1990 жылдың 18 желтоқсанында ұшқыш Том Кейси Cessna 206 ұшағымен, "Liberty II" деп аталған, тек суға қондырып, әлемді айналып ұшуды аяқтады.

Пайдалану және пайдалану

Қазіргі заманғы көптеген азаматтық ұшақтарда көлдерге және басқа да шалғай аймақтарға көліктік қызмет көрсету үшін суға қонатын ұшақтардың нұсқалары бар. Олардың көпшілігі қосымша үлгі сертификаты (STC) бойынша үшінші тараптың модификациялары ретінде ұсынылады, бірақ бірнеше әуе кемелерін жасаушылар бастапқыда суға қонатын ұшақтарды құрастырады, ал кейбіреулері ұшатын қайықтарды жасауды жалғастырады. Кейбір ескі ұшатын қайықтар өрт сөндіру жұмысына қолданылады, сондай-ақ 2022 жылға дейін өндірісте болатын Canadair CL 415 және Chalk's Ocean Airways компаниясы Grumman Mallards ұшақтарын жолаушылар тасымалына пайдаланды, бірақ 2005 жылдың 19 желтоқсанында болған апаттан кейін, ол апат ұшақтың конструкциясына емес, техникалық қызмет көрсетуге байланысты болғандықтан, қызмет тоқтатылды. Суда ғана қонатын ұшақтардың орнына көбінесе екі ортада да қона алатын ұшақтар қолданылады. Суға қонатын ұшақтар толқындардың аз немесе жоқ болған жағдайында ғана суға қона алады және басқа ұшақтар сияқты ауа райының қиын жағдайларында қиындыққа тап болады. Белгілі бір конструкцияның төзімділігі ұшақтың мөлшеріне, корпусының немесе поплардың конструкциясына және салмағына байланысты, бұл ұшақты одан да тұрақсыз етеді және жұмыс істеуге болатын күндердің санын шектейді. Ұшатын қайықтар көбінесе күшті толқындарды көтере алады және суда тұру кезінде суға қонатын ұшақтардан тұрақтырақ болады. Суға қонатын ұшақтар Аляска және Канаданың шұрайлы жерлері сияқты шалғай аймақтарда, әсіресе ұшып-қонуға ыңғайлы көптеген көлдері бар жерлерде қолданылады. Олар чартерлік рейстерді жүзеге асыруы мүмкін, жоспарлы қызметтер көрсетеді немесе аймақ тұрғындары жеке пайдалану үшін пайдаланады. Кариб теңізіндегі немесе Мальдив аралдарындағы сияқты аралдар арасында қызмет көрсететін гидроавиация операторлары бар. Әдетте олар сенімді коммерциялық үлгілерден қайта жабдықталады және поплармен жабдықталады. 2020 жылдары қарастырылып жатқан қазіргі заманғы суға қонатын ұшақтардың бірі – арнайы әскери мақсаттағы C-130 ұшағының суға қонатын нұсқасы.