Самолёты-амфибии: взлёт и посадка на суше и воде.

Введение

Самолет, способный взлетать и садиться как на сушу, так и на воду, – самолет-амфибия с фиксированным крылом.

Самолет-амфибия – это самолет, который может взлетать и приземляться как на твердой земле, так и на воде. Как правило, это самолеты с фиксированным крылом, хотя существуют и амфибийные вертолеты. Самолеты-амфибии с фиксированным крылом – это гидросамолеты (летающие лодки и поплавковые самолеты), оснащенные убирающимися колесами, что увеличивает вес и сложность конструкции, а также снижает дальность полета и экономичность по сравнению с самолетами, предназначенными исключительно для эксплуатации на суше или на воде. Некоторые амфибии оснащены усиленными килями, выполняющими роль лыж, позволяя им приземляться на снег или лед с убранными колесами.

Дизайн

В плавучих самолетах часто используются поплавки, которые можно взаимозаменять с шасси (тем самым превращая самолет в обычный наземный аппарат). Однако, когда это непрактично, амфибийные плавучие самолеты, такие как амфибийная версия DHC Otter, оснащаются убирающимися колесами, встроенными в поплавки. Многие амфибийные самолеты относятся к типу летающих лодок. Эти самолеты, а также те, что спроектированы как плавучие самолеты с одним основным поплавком под центральной линией фюзеляжа (например, Loening OL и Grumman J2F), требуют боковых поплавков-стабилизаторов для обеспечения поперечной устойчивости, чтобы избежать касания законцовкой крыла воды, что может привести к разрушению самолета на скорости или затоплению законцовки крыла, если самолет неподвижен. Хотя они увеличивают вес и сопротивление, амфибийные самолеты также подвержены риску повреждения этих поплавков при эксплуатации со взлетно-посадочной полосы. Распространенным решением является их убирающаяся конструкция, как, например, на Consolidated Catalina, однако они еще тяжелее, чем фиксированные поплавки. Некоторые самолеты могут снимать концевые поплавки для продолжительного использования на суше. Другие амфибии, такие как Dornier Seastar, используют короткие крылья-поплавки, называемые спонсонами, установленные нижней поверхностью почти на уровне днища фюзеляжа, имеющего форму "лодки". Это обеспечивает необходимую устойчивость, в то время как плавучие амфибии обычно избегают этой проблемы, разделяя требования к плавучести между двумя поплавками, подобно катамарану. Некоторые неамфибийные гидросамолеты могут быть ошибочно приняты за амфибии (например, Shin Meiwa PS 1), которые имеют собственное оборудование для выхода на берег. Обычно это колесная тележка или временное шасси, используемое для перемещения летающей лодки или плавучего самолета из воды и обеспечения его передвижения по суше. Оно также может выглядеть как обычное шасси. Такие тележки не рассчитаны на ударную нагрузку при посадке самолета. Амфибия может покинуть воду без необходимости погружения в воду для установки береговых колес (или даже их наличия), однако полностью функциональное шасси тяжелое и снижает летные характеристики самолета, а также не требуется во всех случаях, поэтому самолет может быть спроектирован для его собственной транспортировки.

Floatplanes often have floats that are interchangeable with wheeled landing gear (thereby producing a conventional land based aircraft). However, in cases where this is not practical, amphibious floatplanes, such as the amphibious version of the DHC Otter, incorporate retractable wheels within their floats. Many amphibian aircraft are of the flying boat type. These aircraft, and those designed as floatplanes with a single main float under the fuselage centerline (such as the Loening OL and Grumman J2F), require outrigger floats to provide lateral stability so as to avoid dipping a wingtip, which can destroy an aircraft if it happens at speed, or can cause the wingtip to fill with water and sink if stationary. While these impose weight and drag, amphibious aircraft also face the possibility of these getting hit when operating from a runway. A common solution is to make them retractable, like those found on the Consolidated Catalina; however, these are even heavier than fixed floats. Some aircraft may have the tip floats removed for extended use from land. Other amphibians, such as the Dornier Seastar, use stub wings, called sponsons, mounted with their own lower surfaces nearly even with the ventral "boat hull" shaped fuselage surface. This can provide the needed stability, while floatplane amphibians usually avoid the problem by dividing their buoyancy requirements between two floats, much like a catamaran. Some non amphibious seaplanes may be mistaken for amphibians (such as the Shin Meiwa PS 1) which carry their own beaching gear. Usually, this is a wheeled dolly or temporary set of wheels used to move a flying boat or floatplane from the water and allow it to be moved around on land. It can also appear as a conventional undercarriage. These are not built to take the impact of the aircraft landing on them. An amphibian can leave the water without anyone getting in the water to attach beaching wheels (or even having to have any handy), yet a fully functional undercarriage is heavy and impacts the aircraft's performance, and is not required in all cases, so an aircraft may be designed to carry its own.

Опасности

Иногда у самолетов-амфибий возникает проблема с обеспечением правильного положения колес при посадке. В штатном режиме пилот использует контрольный список, проверяя каждый пункт. Однако, поскольку амфибии могут садиться как с убранными, так и с выпущенными колесами, пилот должен проявлять особую внимательность, чтобы убедиться, что они установлены правильно для выбранного места посадки. Посадка с убранными колесами на сушу может повредить киль (если это не сделано на мокрой траве – технику, которую иногда используют пилоты чисто летающих лодок), а посадка с выпущенными колесами на воду почти всегда приведет к опрокидыванию самолета, что повлечет за собой значительные повреждения.

Использование

Амфибийные самолеты тяжелее и медленнее, сложнее и дороже в приобретении и эксплуатации, чем сопоставимые самолеты, предназначенные для взлета и посадки на сушу. Однако они также более универсальны. Несмотря на то, что они не могут зависать в воздухе или совершать вертикальную посадку, они успешно конкурируют с вертолетами в решении определенных задач, при этом значительно снижая затраты. Амфибийные самолеты могут быть значительно быстрее и иметь большую дальность полета, чем сопоставимые вертолеты, и приближаться по дальности к самолетам, взлетающим и садящимся на сушу, поскольку крыло самолета более эффективно, чем несущий винт вертолета. Это делает амфибийные самолеты, такие как Grumman Albatross и Shin Meiwa US 2, эффективными для выполнения задач дальнего морского спасения. Кроме того, самолеты-амфибии особенно полезны в качестве самолетов для работы в труднодоступных районах, способных осуществлять небольшие грузоперевозки в отдаленных местностях. В таких районах им часто приходится эксплуатироваться не только со взлетно-посадочных полос, но и с озер и рек.

История

В Великобритании, традиционно морской державе, между войнами было построено большое количество амфибий, начиная с 1918 года с Vickers Viking и в начале 1920-х годов с Supermarine Seagull, которые использовались для разведки и военных задач, включая поиск и спасение, корректировку артиллерийского огня и противолодочное патрулирование. Они совершенствовались в межвоенный период и достигли своего апогея в послевоенном Supermarine Seagull, который должен был заменить военные самолеты Walrus и Sea Otter, но был обойден прогрессом в области вертолетов. Начиная с середины 1920-х годов и продолжаясь до конца 1930-х годов в Соединенных Штатах, Sikorsky производил обширную серию амфибий (S 34, S 36, S 38, S 39, S 41, S 43), которые широко использовались для разведки и в качестве авиалайнеров по всему миру, прокладывая многие заморские воздушные маршруты, недоступные для больших летающих лодок, и способствуя популяризации амфибий в США. Корпорация Grumman, пришедшая в эту область позже, представила пару легких многоцелевых амфибий – Goose и Widgeon – в конце 1930-х годов для гражданского рынка. Однако их военный потенциал нельзя было игнорировать, и многие были заказаны вооруженными силами США и их союзниками во время Второй мировой войны. Не случайно Consolidated Catalina (названная в честь острова Санта-Каталина у побережья Южной Калифорнии, популярность курорта которого в 1930-х годах была частично связана с использованием амфибий, включая самолеты Sikorsky и Douglas Dolphin) была переделана из чистого летающего судна в амфибию во время войны. После войны американские военные заказали сотни Grumman Albatross и их модификаций для различных задач, однако, как и чистые летающие лодки, они устарели из-за вертолетов, способных действовать в морских условиях, значительно превосходящих возможности лучших гидросамолетов. Развитие амфибий не ограничивалось Великобританией и Соединенными Штатами. В любом случае, немногие конструкции получили широкое распространение, поскольку существовало явное предпочтение чистым летающим лодкам и гидросамолетам из-за увеличения веса, связанного с наличием шасси. Россия также разработала ряд важных летающих лодок, включая широко используемую довоенную многоцелевую летающую лодку Шаврова Ш 2 и послевоенную противолодочную и морскую патрульную амфибию Бериева Бе-12. Разработка амфибий продолжается в России с реактивным самолетом Бериева Бе-200. Италия, расположенная на побережье Средиземного и Адриатического морей, имеет долгую историю самолетов, предназначенных для эксплуатации на воде, восходящую к первому итальянскому самолету, поднявшемуся в воздух. Хотя большинство из них не были амфибиями, немало было и таких, как Savoia Marchetti S.56A и Piaggio P.136. Амфибийные самолеты были особенно полезны в суровых условиях Аляски и северной Канады, где многие до сих пор используются в гражданской авиации, обеспечивая связь отдаленных населенных пунктов с внешним миром. Канадский Vickers Vedette был разработан для лесного патрулирования в отдаленных районах, где задача, ранее выполнявшаяся на каноэ и занимавшая недели, теперь могла быть выполнена за часы, что произвело революцию в охране лесов. Несмотря на успех, такие летающие амфибии, как эта, в конечном итоге оказались менее универсальными, чем гидросамолеты-амфибии, и сегодня встречаются реже. Были разработаны амфибийные поплавки, которые можно было прикрепить к любому самолету, превращая его в амфибию, и они по-прежнему необходимы для доступа к более отдаленным местам в летние месяцы, когда единственными открытыми участками являются водные пути. Несмотря на преимущества амфибийных поплавков, небольшие летающие лодки-амфибии продолжали разрабатываться в 1960-х годах, причем Republic Seabee и Lake LA 4 оказались популярными, хотя ни одна из них не добилась коммерческого успеха из-за факторов, не зависящих от их производителей. Многие из них сегодня строятся любителями, поскольку спрос слишком мал, чтобы оправдать затраты на разработку, а Volmer Sportsman является популярным выбором среди множества предложений. С увеличением количества взлетно-посадочных полос в отдаленных населенных пунктах сегодня производится меньше амфибийных самолетов, чем в прошлом, хотя некоторые все еще производятся, такие как Bombardier 415, ICON A5 и версия Cessna Caravan, оснащенная амфибийными поплавками. Разработка амфибий продолжается и в новом тысячелетии. ShinMaywa US 2 был разработан в 2000-х годах в Японии для Морских сил самообороны Японии.

In the United Kingdom, traditionally a maritime nation, a large number of amphibians were built between the wars, starting from 1918 with the Vickers Viking and the early 1920s Supermarine Seagull and were used for exploration and military duties including search and rescue, artillery spotting and anti submarine patrol. These evolved throughout the interwar period to ultimately culminate in the post World War 2 Supermarine Seagull, which was to have replaced the wartime Walrus and the Sea Otter but was overtaken by advances in helicopters. Starting in the mid 1920s and running into the late 1930s in the United States, Sikorsky produced an extensive family of amphibians (the S 34, S 36, S 38, S 39, S 41, S 43) that were widely used for exploration and as airliners around the globe, helping pioneer many overseas air routes where the larger flying boats could not go, and helping to popularize amphibians in the US. The Grumman Corporation, late comers to the game, introduced a pair of light utility amphibious aircraft the Goose and the Widgeon during the late 1930s for the civilian market. However, their military potential could not be ignored, and many were ordered by the US Armed forces and their allies during World War II. Not coincidentally, the Consolidated Catalina (named for Santa Catalina Island off the coast of southern California whose resort was partially popularized by the use of amphibians in the 1930s, including Sikorskys, and Douglas Dolphins) was redeveloped from being a pure flying boat into an amphibian during the war. After the war, the United States military ordered hundreds of the Grumman Albatross and its variants for a variety of roles, though, like the pure flying boat was made obsolete by helicopters which could operate in sea conditions far beyond what the best seaplane could manage. Development of amphibians was not limited to the United Kingdom and the United States. In any case, few designs saw more than limited service, as there was a widespread preference for pure flying boats and floatplanes, due to the weight penalty the undercarriage imposed. Russia also developed a number of important flying boats, including the widely used pre war Shavrov Sh 2 utility flying boat, and postwar the Beriev Be 12 anti submarine and maritime patrol amphibian. Development of amphibians continues in Russia with the jet engined Beriev Be 200. Italy, bordering the Mediterranean and Adriatic has had a long history of waterborne aircraft going back to the first Italian aircraft to fly. While most were not amphibians, quite a few were, including the Savoia Marchetti S.56A and the Piaggio P.136. Amphibious aircraft were particularly useful in the unforgiving terrain of Alaska and northern Canada, where many remain in civilian service, providing remote communities with vital links to the outside world. The Canadian Vickers Vedette was developed for forestry patrol in remote areas, previously a job that was done by canoe and took weeks could be accomplished in hours, revolutionizing forestry conservation. Although successful, flying boat amphibians like it ultimately proved less versatile than floatplane amphibians and are no longer as common as they once were. Amphibious floats that could be attached to any aircraft were developed, turning any aircraft into an amphibian, and these continue to be essential for getting into the more remote locations during the summer months when the only open areas are the waterways. Despite the gains of amphibious floats, small flying boat amphibians continued to be developed into the 1960s, with the Republic Seabee and Lake LA 4 series proving popular, though neither was a commercial success due to factors beyond their makers control. Many today are homebuilts, by necessity as the demand is too small to justify the costs of development, with the Volmer Sportsman being a popular choice amongst the many offerings. With the increased availability of airstrips in remote communities, fewer amphibious aircraft are manufactured today than in the past, although a handful of amphibious aircraft are still produced, such as the Bombardier 415, ICON A5, and the amphibious float equipped version of the Cessna Caravan. Development of amphibians has continued into the new millennium. The ShinMaywa US 2 was developed in the 2000s in Japan for the Japan Maritime Self Defense Force.