«Технология проектирования скоростных судов Р.Е.Алексеева» Т.Р.Алексеева
1. ЭТАПЫ ТВОРЧЕСКОГО ПУТИ Р.Е. АЛЕКСЕЕВА. В 1941 году, после окончания корабле-строительного факультета Индустриального института им. А.А. Жданова, Р.Е. Алексеев начал свою творческую проектно-конструкторскую работу по проектированию и строительству скоростных судов на заводе «Красное Сормово» в г. Горьком, Уже в дипломном проекте, тема которого была «Глиссер на подводных крыльях», Ростиславом Алексеевым был предложен прообраз современного судна на подводных крыльях. Фиг.1 Обложка пояснительной записки к дипломному проекту Р.Е. Алексеева. Фиг.2 Рисунок Р.Алексеева «Глиссер на подводных крыльях» (Дипломный проект 1941г.).	В дальнейшем его творческий путь можно разделить на три этапа: Создание скоростных парусных яхт. Фиг.3 Яхта конструкции Р. Алексеева класса Р-30 1940г. Создание судов на подводных крыльях. Фиг.4 Первый в России речной пассажирский теплоход на подводных крыльях «Ракета». Создание экранопланов. Фиг.5 Первый в мире экраноплан «КМ» (Корабль макет).
2. НАЧАЛО КОНСТРУКТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Р.Е. АЛЕКСЕЕВА В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ СКОРОСТНЫХ ЯХТ. Родился Р.Е. Алексеев 18 декабря 1916 года на Опытной сельскохозяйственной станции недалеко от г.Новозыбкова Брянской губернии. В 1933 году семья Алексеевых переехала в город Горький. Город встретил Ростислава Алексеева водными просторами, парусными судами, о которых он мечтал с детства. Ему 17 лет, он поступил учиться на вечерний Рабфак, работал художником оформителем, но подолгу наблюдал за яхтами на Волге и Оке, ходил на водные станции «Динамо», «Водник» смотрел, как молодёжь занимается различными водными видами спорта. Для себя он выбрал парусный спорт, но яхт было очень мало, на каждой несколько экипажей поэтому они с братом решили сами построить яхту. Фиг.6 Водная станция «Водник». Расположена справа от моста. К концу лета 1934 года Р. Алексеев вместе с братом Анатолием на чердаке дома, где они жили (ул. Б.Печерская, д.14, кв.9) построили моторную лодку с парусами. Спустив её на воду, стали на ней ходить, но она не оправдала их надежд. Ходовые качества оказались неважными, и чтобы, над ними не смеялись, они сожгли её.	Фиг.7 Спуск моторной лодки с чердака дома1934г. (Рисунок Р. Алексеева) Фиг.8 Р.Алексеев на моторной лодке с парусами 1934г. Но идея постройки новой яхты его не покинула, и он усиленно начал готовиться к поступлению в институт. В 1935 году Р. Алексеев поступил на кораблестроительный факультет Горьков-ского индустриального института им А.А. Жданова. У него появились большие возможности разобраться с проекти-рованием и строительством яхт. В яхт-клубах страны в эти годы в основном были швертботы двух типов: немецкого типа– прямоштевневые с одним швертом и американского типа «Ри-Ри» с двумя швертами. В Ленинграде и Горьком были швертботы немецкого типа, а в городах Поволжья американского типа. Яхтсмены нашей страны в начале 30-х годов всерьёз
не воспринимали швертботы немецкого типа, но после неожиданных побед Горьковчан на «Поволжских парусных регатах» изменили своё мнение и начали строить швертботы немецкого типа. Фиг.9 Эскиз швертбота немецкого типа прямоштевнего с одним швертом. Фиг.10 Эскиз швертбота американского типа «Ри-Ри» с двумя швертами. Ростиславу нравился швертбот класса Р-25 «Шквал» (немецкого типа), спроектированный и построенный братьями Рябовыми на верфи «Динамо» г. Горького, но поскольку строительство яхты предполагалось опять на чердаке, ему, при проектировании новой яхты, пришлось, размеры корпуса уменьшить относительно прототипа. Будучи уже студентом кораблестроитель-ного факультета, он изучил необходимую техническую литературу по проектированию яхт по имеющимся прототипам.	На основании этой технической литературы он начал проектирование будущей яхты, и выбрал для себя принцип будущего конструктора: - «Изучить, проанализировать и внести своё». В результате была спроектирована и построена яхта, получившая из-за необычного облика название «Чёрный пират», а затем просто «Пират». «Пират» был спущен на воду в конце лета 1936 года. Фиг.11 Яхта конструкции Р. Алексеева «Чёрный пират» 1936г. Вот, что говорил сам Р. Алексеев про новую яхту: «Чёрный пират» получился ладной яхточкой, устойчиво лежал на курсе, поворот оверштаг выполнял отлично. В ряды Горьковских яхтсменов я вошёл не как новичок, а полноправным яхтсменом. Он дал мне прекрасную школу по проектированию и выступлениям на спортивной арене». В начале 1937 года Р. Алексеев организовал парусную секцию при спортклубе Горьковского Индустриального института Д.С.О. «Судостроитель». Первыми её членами стали его друзья студенты и одновременно яхтсмены: Они привезли из Москвы три старых корпуса швертботов разных классов и в помещении 3-его корпуса института начали их переоборудовать. Два корпуса под класс
Р-30, один под класс Р-20. Параллельно Р. Алексеев разрабатывал принципиально новые обводы корпуса швертбота класса Р-30. Как ни мечтали к новому сезону 1937 года подготовить хоть одну лодку, не получилось, поэтому Р. Алексеев продолжил освоение парусного мастерства на швертботе «Пират», который нельзя было отнести ни к какому из существующих в то время классов яхт. В июне 1937 года проводилось первенство города и отборочные соревнования яхтсменов на участие в 1-й «Поволжской парусной регате. Несмотря на участие команды «Пирата» (Р. Алексеев, В. Сибиряков) в соревнованиях вне конкурса, «Пират» первый и второй круг пришёл первым и в результате финишировал с большим отрывом. Команду приняли в ряды яхтсменов и включили в сборную города на 1-ю «Поволжскую парусную регату». Как члены сборной они не могли выступать на «Пирате» так как лодка не подходила ни под один класс. Им предложили швертбот класса Р-20 «Шквал». Лодка была спроектирована и построена братьями Рябовыми в конце 20-х годов и являлась одной из первых лодок, построенных по немецкому типу. К началу регаты в сентябре месяце на судоверфи «Динамо» г. Горького Р. Алексеев с друзьями полностью её переоборудовал по своему усмотрению. Изменили обводы корпуса, сделали поворотную мачту, жёсткий грот, изгибающийся гик и новый такелаж. В результате получилась яхта класса Р-20 с хорошими ходовыми качествами. На 1-й «Поволжской парусной регате» экипаж в составе: капитан – Р. Алексеев, матрос – В. Сибиряков заняли второе место.	Фиг.12 Эскизы Р.Алексеева по переоборудованию яхты 1937г. Фиг.13 Вид в нос на переоборудованной яхте класса Р-20 - поворотная мачта, жёсткий грот, изгибающийся гик и новый такелаж. Окончен сезон! Для Р.Алексеева он прошёл очень удачно, и он с большим энтузиазмом продолжает незаконченные работы по переоборудованию швертботов силами парусной секции в институте. Изучает, анализирует и создает новый не похожий ни на какой в мировой практике облик – облик яхты класса Р-30бис, как потом его будут называть «булка», «обтекашка». К сезону 1938 года Р. Алексеев подгото-вился основательно, он спустил на воду
швертбот класса Р-20 «Стриж», на котором собирался сам гоняться, а также были спущены два швертбота класса Р-30 «Ребус» и «Ветер», которые получили новую жизнь благодаря творческому коллективу парусной секции института под руководством Р. Алексеева. В 1938 году в г.Горьком проходила 2-я «Поволжская парусная регата». Р. Алексеев с матросом В. Григорьевым вошли в сборную города на швертботе класса Р-20 «Стриж». Фиг.14 Гонка в районе водной станции «Динамо», 2-я «Поволжская парусная регата» 1938г. 16 июля 1938 года на водной станции «Динамо» проводилась 2-я «Поволжская парусная регата». Валерий Павлович Чкалов выбрал время и дал свое согласие быть главным судьёй регаты. Команда города Горького выиграла 2-ю «Поволжскую парусную регату» в классе Р-20. 1 место – рулевой Р. Алексеев, матрос В. Григорьев. Р. Алексеев показал себя не только, как спортсмен, но и как конструктор. Очередной, переоборудованный им швертбот, практически, построенный заново проявил себя отлично.	Фиг.15 Ростислав Алексеев и Валерий Чкалов 1938г. В начале сезона 1938 года Р. Алексеев спустил на воду совершенно новый, спроектированный им и построенный в институте с командой парусной секции швертбот класса Р-30бис «Родина». В течение сезона он много на нём ходил, участвовал в соревнованиях, занимал первые места, но продолжал вести доработку корпуса, парусов и такелажа. Окончательно закончить работы он хотел к следующему сезону 1939 года. Фиг.16 Рисунок Р. Алексеева яхты класса Р-30бис «Родина». Фиг.17 Р. Алексеев на яхте собственной конструкции класса Р-30бис «Родина» 1939г.
Фиг.18 Теоретический чертёж корпуса яхты класса Р-30бис «Родина». Итак, с 1937 по 1939 год Р. Алексеевым и коллективом парусной секции института были разработаны проекты и построены швертботы классов Р-20, Р-30, Р-45, Р-30бис. Вот как оценил Р. Алексеев, проделанную работу по проектированию и строительству яхт коллективом парусной секции института под его руководством: «Проанализировав эволюцию немецких швертботов 20-ти метрового класса, 30-ти метрового класса и 45-ти метрового класса за 1935-36 год, а также основываясь на анализе Горьковских и Ленинградских швертботов этих классов, на анализе результатов 2-й Поволжской парусной регаты (победителями по классам Р-20, Р-30 были прямоштевники ) и наконец на анализе личного яхтсменства мы пришли к выводу, что лучшим типом для этих швертботов будет однокилевой прямоштевник с сравнительно острыми образованиями и V-образной формой поперечных сечений. V-образная форма шпангоутов даёт более узкие и симметричные креновые ватерлинии, и в тоже время даёт достаточную остойчивость, а наличие прямоштевневой диаметральной плоскости обеспечивает креновой ватерлинии достаточную длину и остроту. В зависимости от длины и ширины корпусов швертботов разных классов, были приполнены носовые и кормовые образования, чтобы поднять остойчивость не увеличивая имеющиеся ширины корпусов. В силу большого соотношения между шириной и длиной корпусов (4 и более) ватерлинии корпусов получались узкими и длинными (преимущество прямоштевников).	Парусное вооружение выбиралось на основании исследований инженеров Кури, Людевика и др. и на собственном опыте гонок, и в результате пришли к выводу, что лучшей формой вооружения для швертботов класса Р-20 и Р-30 будет широкий бермуд с большой серповиной и наличием высокого стакселя. Большая серповина поддерживается системой лат, гарантируя работу верхней части грота. Кроме того такое очертание грота имеет наилучшее обтекание его воздухом. Наличие высокого стакселя поднимает общий К.П.Д. парусов, т.к. упорядочен воздушный поток вокруг грота на большей его части площади. Парусное вооружение для Р-45 было взято гуари в силу большой площади грота, жёсткость которого нельзя обеспечить сплошными латами с большой серповиной как у Р-20 и Р-30. Делать же высокий бермуд, без большой серповины не рационально. Наше вооружение имеет сплошные латы только от усов гафеля и выше, остальные латы короткие. К особенности вооружения следует отнести поворачивающуюся мачту, не имеющую бакштагов, т.к. таковые заменены упорным роль-штагом (штаг-пирс), вращающемся, в силу чего система мачта-роль-штаг работает как консоль и обеспечивает достаточную жёсткость установки парусов. Мачта и роль-штаг обтекаемой каплевидной формы. Мачта не имеет краспиц и поддерживается одной парой вант. Для устранения возможного её изгиба, ей придана форма бруса, равного сопротивления изгибу, с наибольшей площадью сечения на 2/3 высоты над палубой. Вращающаяся мачта и роль-штаг, отсутствие краспиц и наличие всего лишь одной пары вант, значительно уменьшает лобовое сопротивление вооружения. Кроме того, наличие роль-штага обеспечит рифление и передних парусов, т.к. это достигается за счёт простого его вращения.
Форма шверта и руля на всех проектах нами взята из условий лучшей обтекаемости их в сложном движении парусного судна, а также для уменьшения вибрации шверта и руля, т.к. шверт и руль должны быть загружены равномерно. Длинная форма шверта на основании многочиленных исследований, даёт прирост К.П.Д. Площадь пера руля нами взята несколько больше чем обычная, т.к. на больших углах крена часть руля выходит из воды. Конструкция Р-30бис «Родина» нами взята несколько необычная. В данном проекте мы стремились создать подлинно спортивное парусное судно. Анализируя обтекание яхт воздухом, а также яхтенных парусов (по Кури), а также на основании собственных наблюдений, мы сконструировали обтекаемый швертбот Р-30бис «Родина». Форма шпангоутов в силу доказанных преимуществ V-образная, а бимсы имеют сильную погибь и служат естественным продолжением кривых шпангоутов (без перелома, как обычно у ватервейса). Угол ватервейса у обычных яхт создаёт большое завихрение и сопротивление воздуха и воды. Сигарообразная форма, обладает, безусловно, меньшим воздушным сопротивлением и не тормозится волной при ходе бейдевинд, т.к. не будет иметь большой площади обычного носа, обладая в тоже время, достаточно большой плавучестью в носовой части. Кокпит узкий, лишённый фальшборта, т.к. необходимость в нём отпадает, благодаря большому подъёму палубы в носу и у борта. Такая конструкция корпуса должна дать по расчёту авторов увеличение хода в бейдевинд на 15% больше чем у аналогичной яхты с обычной палубой и уменьшение дрейфа на курсе бейдевинд. Парусное вооружение, шверт, руль и рулевое управление той же формы, что и на Р-30. В данных проектах мы стремились упростить управление яхтой, за счёт замены бакштагов на устройство роль-штага, рацио-	нального расположения уток, за счёт модер-низации рулевого устройства, для того, чтобы сидя на борту рулевой, не нарушая балансировки яхты, мог сильно положить руль на борт, что достигается наличием короткого с большой развилкой руления. Кроме того передача тросом с дисками позволяет перенести место рулевого ближе к середине яхты, что благоприятно отражается на крене судна». Благодаря тому, что в городе стали строить новые и переоборудовать старые яхты по чертежам Р. Алексеева и яхтсмены нашего города на них стабильно выигрывали почти все всесоюзные соревнования, Ростислава пригласили участвовать в жюри всесоюзного конкурса проектов речных швертботов классов Р-20, Р-30, Р-45, а также быть участником конкурса. Он стал победителем конкурса и по его чертежам начали строить швертботы для Москвы и Ленинграда. На воду были спущены следующие яхты конструкции Р. Алексеева в нашем городе: 1939-1940гг. Класс Р-20: - «Мираж» Класс Р-30 – «Ребус», «Ветер», «Родина» Класс Р-45 – «Фортуна» 1941 – 1953 гг. Класс Р-20: - «Дельфин», «Голубь» Класс Р-30 – «Русалка», «Ласточка» Класс Р-45 – «Сармат», «Мир» По чертежам Р. Алексеева яхты строились до 50-х годов прошлого столетия в разных городах страны. Именно, благодаря, ЯХТАМ и всему, что с ними связано, он изучил теоретически и практически теорию проектирования водоизмещающих судов, которую разработал академик В.Л. Поздюнин. Эта теория давала ответ на
вопрос о том, как спроектировать оптимальное водоизмещающее судно, но при наличии СУДНА-ПРОТОТИПА. Ростислав приобрёл опыт организации вокруг себя творческого коллектива единомышленников, способного создавать всегда что-то новое. 3. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ. За годы учёбы в институте Р. Алексеева заинтересовала проблема увеличения скорости движения на воде. Он настойчиво вёл поиск путей решения этой проблемы и пришёл к выводу, что одним из возможных путей является реализация использования подводных крыльев. Заканчивая, институт он избрал тему дипломного проекта «Глиссер на подводных крыльях». Когда он изучил проработки отечествен-ных учёных и инженеров в области скорост-ного судостроения, понял, что классический способ проектирования для создания необычного облика нового скоростного судна на подводных крыльях ему не подходит, т.к. потребует слишком много времени на расчёты и поиск необходимых данных для проектирования. В процессе разработки дипломного проекта ему приш-лось формировать основы будущей техно-логии проектирования скоростных судов и кораблей как научно-исследовательские так и практические методы проектирования и строительства нового типа судов. Эти методы представляли определённую после-довательную технологию испытаний и пересчёта результатов испытаний с различ-ного типа физико-технических моделей на натурные образцы. Подобная технология проектирования до него в судостроении ни кем не применялась. Началом разработки этой технологии послужили испытания первых моделей спроектированных Р. Алексеевым, результаты с которых он пересчитывал для получения необходимых данных для выполнения дипломного проекта «Глиссер на подводных крыльях».	1.Катапультируемая модель. Фиг. 19 Режим пуска модели на воду. Фиг. 20 Режим плавания модели. Фиг. 21 Режим выхода на крылья. 2.Буксируемая модель на открытой воде. Фиг. 22 Испытания модели буксировкой за яхтой (Рисунок Р.Е. Алексеева).
Фиг. 23 Режим плавания модели, яхта стоит. Фиг. 24 Режим выхода модели на крылья при ходе яхты. 1 октября 1941 года в Горьковском Индустриальном институте проходила защита дипломного проекта Р. Алексеева на тему «Глиссер на подводных крыльях». Фиг.25 Эскиз будущего судна на подводных крыльях Р. Алексеева к дипломному проекту.	Фиг.26 Чертёж общего расположения глиссера на подводных крыльях (дипломный проект). Членам государственной экзаменацион-ной комиссии была зачитана рецензия профессора М.Я. Алферьева: «Дипломант последовательно подходит к новому типу глиссера на подводных крыльях, названному им «А-4». Этот тип он развивает в нескольких вариантах, отличающихся между собой размерениями и способами носового и кормового оперения. Дипломант придаёт своему судну интересную обтекаемую форму, отображая не только высокие мореходные качества, но и стремительность корабля, соответствующую скорости движения порядка 100 узлов. В проекте хорошо продуманы все устройства глиссера и предусмотрены все моменты его эксплуатации, как на спокойной воде, так и на поверхности взволнованного моря. Мореходные качества судна подтверждены гидродинамическими расчётами, в создании которых дипломант проявил большую инициативу». Комиссия, высоко оценив проект, присвоила Р. Алексееву звание инженера-кораблестроителя. Молодого специалиста направили на завод «Красное Сормово».
4. РАЗРАБОТКА Р.Е. АЛЕКСЕЕВЫМ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ (СПК). «Итак, война! 1941 год! По окончании института меня не приняли добровольцем на фронт по комсомольскому набору, и я попадаю на завод «Красное Сормово» строить танки Т-34». (Алексеев). 1942 год. Трудно установить, каким образом, но руководству завода стало известно о дипломном проекте Р.Е. Алексеева. Молодого инженера пригласил к себе главный конструктор завода «Красное Сормово» В.В. Крылов. Разговор был неожиданным. Главный конструктор поинтересовался, в каком состоянии находятся экспериментальные работы с моделями судов на подводных крыльях. В дальнейшем, Крылов, ставший первым, кто предвидел успех дела и поверил в будущее проекта молодого конструктора, обратился к директору завода с предложением поддержать идею создания скоростного судна. Директор завода Е.Э. Рубинчик эту идею поддержал и, не освобождая Р. Е. Алексеева от работы в ОТК, разрешил работать в помещении конструкторского отдела завода три часа. Получив поддержку руководства завода и имея задел и результаты собственных модельных испытаний, молодой конструктор взялся за решение основной для него проблемы создания крыльевой схемы для проектирования и строительства катера на подводных крыльях «А-4». При выборе принципиальной крыльевой схемы для катера он изучил опыт ЦАГИ, где были спроектированы и построены опытные катера на подводных крыльях. На них проводили экспериментальные исследования регулирования подъёмной силы крыльев по глубине погружения, по скорости, в зависимости от углов атаки и формы крыльев, но устойчивости хода не удалось добиться.	Фиг.27 Катер на подводных крыльях конструкции Л.А.Эпштейна (ЦАГИ). Фиг.28 Катер на подводных крыльях конструкции В.Г. Фролова и А.Н. Владимирова (ЦАГИ). В зависимости от принципа обеспечения остойчивости и устойчивости хода судов на подводных крыльях (СПК), благодаря регулированию подъёмной силы крыльев, при изменении их глубины погружения и скорости движения СПК, все существующие крыльевые схемы можно условно разделить на три группы: Фиг.29 1-группа, обеспечивающая остойчивость и устойчивость хода СПК за счёт приближения подводных крыльев к свободной поверхности воды, благодаря которой происходит регулирование подъёмной силы крыльев (малопогруженные крылья).
Фиг. 30 2-группа, обеспечивающая остойчивость и устойчивость хода СПК за счёт изменения погруженной площади крыльев, благодаря которой происходит регулирование подъёмной силы крыльев (глубоко погруженные V-образные крылья). Фиг. 31 3-группа, обеспечивающая остойчивость и устойчивость хода СПК за счёт поворота крыльев, меняя тем самым углы атаки, благодаря чему происходит регулирование подъёмной силы крыльев (глубоко погруженные поворотные крылья). Каждая группа схем имеет свои преимущества, недостатки и область рационального применения. Р.Е. Алексеев приступил к практическому применению подводных крыльев из элементов 1-й и 3-й группы на первом своём катере «А-4.» Он выбрал мало погруженные подводные крылья с искусственным изменением углов атаки. Почему Р.Е. Алексеева наиболее заинтересовали мало погруженные подводные крылья? Решить этот вопрос означало решить проблему создания практически приемлемых образцов судов на подводных крыльях для речных условий, так как по условиям осадки и эксплуатации, мало погруженные крылья являются единственно приемлемыми для массового внедрения в речных условиях. В 1936 году учёными Н.Е. Кочиным, М.В. Келдышем и М.А. Лаврентевым были получены формулы для определения гидродинамических сил, действующих на	тонкое крыло, движущееся под свободной поверхностью жидкости. Учёные теоретически доказали наличие эффекта уменьшения подъёмной силы подводного крыла, при приближении его к поверхности воды, на расстояние меньше его хорды, тем самым обосновав название крыльев использующих этот эффект – мало- погруженные подводные крылья. В 1941 году Р.Е. Алексеев проводил первые экспериментальные исследования мало погруженных подводных крыльев. Его работы позволили получить приближённую кривую изменения подъёмной силы крыла по его погружению под свободную поверхность. В дальнейшем он подтвердил реальность обеспечения остойчивости судов с помощью эффекта свободной поверхности и определил оптимальные рабочие погружения для мало погруженных подводных крыльев – y = h/b = 0,3-0,15 и саморегулирование подъёмной силы подводного крыла по глубине погружения. Положительный результат этих исследований позволил приступить к решению задачи по обеспечению принципа саморегулирования подъёмной силы крыльев по скорости. Было испытано большое количество моделей с различными вариантами крыльевых устройств. В схему модели катера были заложены элементы, искусственного изменения углов атаки крыльев для саморегулирования подъёмной силы по скорости. Испытания проводились на моделях в опытовом бассейне, на открытой воде и в гидролотке.
1. Буксируемая модель в бассейне. Фиг. 32 Испытания модели в опытовом бассейне ЦКБ51. 2. Буксируемая модель на открытой воде. Фиг. 33 Испытания модели буксировкой за яхтой. 3. Скоростной гидролоток для отработки профилей крыла. Фиг. 34 Эскиз скоростного гидролотока конструкции Р.Е. Алексеева для испытаний малопогруженных подводных крыльев. (Рис. Р.Е. Алексеева 1943г.)	Фиг. 35 Чертёж профилей крыльев, разработанных Р.Е. Алексеевым для мало погруженных подводных крыльев. В конце 1942 года инициативная группа Алексеева закончила разработку проекта катера «А-4» на двух малопогруженных подводных крыльях с искусственным регулированием углов атаки. Получив результаты испытаний различных моделей, Алексеев доложил руководству завода об итогах и планах на ближайшую перспекти-ву. В результате чего Алексееву с 1943 года разрешили полностью в рабочее время заниматься катером «А-4». Его группу переводят в отдел главного конструктора завода. В результате Р.Е. Алексеевым с коллективом энтузиастов был спроектирован, построен и испытан катер «А-4». Фиг. 36 Схема катера «А-4» на мало погруженных подводных крыльях.
Фиг. 37 Эскизы Р.Е. Алексеева будущего катера «А-4». По таким «чертежам» строился катер «А-4», а все данные для «чертежей» и расчётов брались после пересчёта результатов испытаний различных моделей. Большая работа была проведена по разработке оптимальных сечений профилей малопогруженных подводных крыльев, профилей стоек и выступающих частей. Было разработано и испытано большое количество профилей с различными относительными толщинами, различными формами засасывающей и нагнетающей сторонами, различным распределением максимальной толщины по хорде, различными формами носиков. В результате испытаний был разработан оптимальный профиль, для малопогруженных крыльев, обладающий высоким гидродинамическим качеством, имеющий большой диапазон бессрывных углов атаки вблизи свободной поверхности воды, наименее чувствительный к прососу атмосферного воздуха и пересечению крылом свободной поверхности воды, имеющий повышенную скорость бескавитационного обтекания.	Наиболее оптимальным вариантом профиля оказался профиль крыла с острой носовой кромкой. Фиг. 38 Оптимальные профили для мало погруженных подводных крыльев. «Заводом № 112 («Красное Сормово») летом 1943 г. был построен и испытан 2-х местный катер водоизмещением около 1 т, представляющий собой модель корабля по совершенно новой гидродинамической схеме – движение на подводных крыльях. Схема предложена работником завода инженером–конструктором тов. АЛЕКСЕЕВЫМ ……(Из акта приёмки катера на подводных крыльях «А-4» от 11.11. 1943г.). Фиг. 39 1943 год спуск на воду катера на мало погруженных подводных крыльях «А-4» в гавани завода «Красное Сормово».
Фиг. 40 Катер «А-4» проходит испытания на р.Волге. Основные элементы катера А-4 Длина наибольшая, м 11,8 Ширина наибольшая, м 0, 75 Осадка на плаву, м 1,3 Осадка при ходе на крыльях, м 0,6 Водоизмещение, т 0,925 Мощность двигателя, л.с. 25 Количество мест 2 Испытания прошли успешно. Катер полностью выходил на подводные крылья и развивал скорость свыше 30 км/час. Гидродинамическое качество катера при этом составляло около 10. Основными недостатками катера являлись трудности искусственного управления подъёмной силой подводных крыльев и обеспечения его продольной и поперечной устойчивости. Поэтому в дальнейшем работа велась по созданию практической схемы крыльевого устройства с малопогруженными жестко закреплёнными на корпусе подводными крыльями. Р.Е. Алексеев так формулировал цель своих исследований 1944–1945 г.: «Для получения остойчивости и устойчивости хода СПК без искусственного управления, нашёл способ достижения продольной и поперечной устойчивости путём использования изменения подъёмной силы плоского крыла при приближении его к поверхности воды, нашёл эффективные пределы, а также вариант противосрывного профиля». На основе полученных результатов был спроектирован катер «А-5».	Фиг. 41 Эскизы Р.Е. Алексеева катера «А-5» При проектировании и постройке катера «А-5» были поставлены следующие задачи: 1.Добиться общей конструктивной простоты катера. 2.Получить полную, естественную продольную и поперечную стабилизацию. 3.Создать обычное управление катером. 4.Достичь хорошей мореходности. 5.Спроектировать водяной гребной винт, хорошо работающий вблизи свободной поверхности воды. 6.Получить осадку катера, не превышающую осадку обычного катера. 7.Создать модель небольшого разъездного катера на 4 человека с автомобильным отечественным двигателем марки ГАЗ-202. 8.Достичь скорости катера, равной 100 км/час. Работа велась по созданию практической схемы крыльевого устройства с малопогруженными жестко закреплёнными на корпусе подводными крыльями. Это значительно усложняло и затрудняло обеспечение принципа регулирования подъёмной силы крыла по скорости, но при успешном решении конструкции открывало большие перспективы.
Для получения предварительных матери-алов для проектирования катера были изго-товлены в масштабе две модели катера и испытаны в бассейне ЦКБ-51 МСП. Фиг. 42 Модели катера «А-5» для испытаний в бассейне. Несущие плоскости – крылья и стойки были испытаны в специально разработанных Р.Е. Алексеевым и построенных на заводе гидролотках. При испытании в гидролотках были получены цифровые данные коэффициентов подъёмной силы и сопротивления крыльев. Это позволило с достаточной точностью определить площади крыльев и выбрать их профиль. Фиг. 43 Эскиз стенда для отработки выбора профилей крыльев, разработан Р.Е. Алексеевым (рисунок Р.Е. Алексеева)	После модельных испытаний была выбрана следующая схема крыльевого устройства катера: Фиг. 44 Схема крыльевого устройства катера «А-5». Фиг. 45 Чертёж общего расположения катера «А-5», выполненный Р.Е. Алексеевым. Основные элементы катера А-5: Длина наибольшая, м 5,4 Ширина наибольшая, м 2,2 Осадка при ходе на крыльях, м 0,15 Осадка на плаву, м 0,75 Водоизмещение, т 0,733 Мощность двигателя, л.с. 72 Количество мест 4 Катер имел в носу стойку с одним основным, несущим и двумя вспомогательными крыльями, а в корме – две стойки по бортам, на каждой из которых имелось одно основное, несущее и одно вспомогательное крыло. На каждой из кормовых стоек имелось по одному рулю. Назначение дополнительных крыльев, число которых принципиально могло быть другим,
заключалось в обеспечении постоянства подъёмной силы при уменьшении скорости движения, когда они погружались в воду. На максимальной скорости и близкой к ней катер шёл только на нижних, основных крыльях и устойчивость достигалось за счёт изменения подъёмной силы крыла при приближении его к свободной поверхности воды. У катера «А-5» впервые была достигнута хорошая устойчивость при ходе на крыльях, причём характерен и ценен тот факт, что после выхода на основные крылья с повышением скорости, катер становился всё более устойчивым. Это явление дало большие возможности повышения скорости движения катера на подводных крыльях и, как выяснилось, с сохранением гидродинамического качества. Углы атаки и форма сечения крыла связаны между собой определённой зависимостью. При обычных, ранее применяемых тупых авиационных профилях, движение крыльев вблизи поверх-ности воды было невозможно из-за наличия явления срыва потока и проваливания крыльев. Сечение крыла на «А-5» двояко-выпуклое и представляло собой сильно заострённый профиль авиационного типа. Фиг.46 Спуск катера «А-5» на воду в гавани завода «Красное Сормово». Испытания катера «А-5» проводились в период с 16 по 26 сентября 1946 года, согласно программы.	Фиг.47 Катер «А-5» на испытаниях на р. Волге. Выводы государственной комиссии. 1 .«Катер А-5 является опытным скоростным судном нового типа и может быть рекомендован, как модель разъездного или спортивного катера, а так же, как прототип скоростного судна военного или гражданского назначения. 2. Катер показал высокую скорость до 80 км/час (отдельные точки до 86,7 км/час, при номинальной мощности двигателя 72 л.с.) 3. Катер показал высокое суммарное гидродинамическое качество, доходящее до 9,85. 4. Катер показал хорошую управляемость и мореходность (в речных условиях). 5. Катер достаточно прост в обслуживании и управлении, не требует какой-либо особой подготовки обслуживающего персонала. 6. При вводе на производство, необходимо устранить недостатки: 1. Доработать корпус катера с тем, чтобы уменьшить брызгообразование в момент выхода на крылья. 2. Придать наружной части корпуса обтекаемую форму. 3. Защитить выступающий винт от возможных повреждений (убрав его под корпус). 4. Углубить винт для избежания частичного оголения лопастей при выходе на крылья. «Заводом «Красное Сормово», в результате пятилетней работы над вопросом движения судов на подводных крыльях, создан опытный образец совершенно нового, нигде до сих пор не осуществленного, типа сверхскоростного катера. В 1946 году была закончена постройка опытного катера «А-5» на подводных крыльях конструкции инженера Р.Е. Алексеева и были проведены ходовые испытания, результаты которых говорят о весьма широких перспективах развития этого типа судов». (Из отчёта директора завода за 1946г.)
Созданием катера «А-4» Р.Е. Алексеев преследовал цель доказать принципиальную возможность увеличения скорости с помощью применения подводных крыльев. Созданием катера «А-5» Р.Е. Алексеевым были решены принципиальные вопросы проектирования крыльевого устройства, для судов на малопогруженных подводных крыльях. В 1947 году заводу «Красное Сормово» была поручена работа по постановке серийного торпедного катера пр. 123-бис на подводные крыльях заводская марка «А-7». Фиг.48 Схема крыльевого устройства катера «А-7». В основу схемы крыльевого устройства этого катера была положена схема, разработанная на основе результатов испытаний катера «А-5» и различных модельных испытаний в бассейне и на открытой воде. Схема крыльевого устройства катера «А-7» была максимально упрощена, однако ходовые, маневренные и мореходные характеристики катера были достаточно высокими. В процессе модельных испытаний на открытой воде был получен стабильный ход модели на тихой воде и волнении. Следует отметить, что упрощение крыльевого устройства катера сопровождалось дальнейшим гидродинамическим совершенствованием профилей сечений подводных крыльев, стоек и других выступающих частей. В 1948 году впервые в СССР, а по имеющимся сведениям, впервые в мире, заводом было закончено переоборудование торпедного катера пр.123-бис. На серийном катере с глиссирующим корпусом, были установлены подводные крылья.	Катер «А-7» был спущен на воду весной 1948 года. Фиг.49 Торпедный катер пр.123-бис на подводных крыльях заводская марка «А-7»на испытаниях в районе г.Севастополя. Результаты испытаний показали, что установка крыльевого устройства позволила повысить скорость катера на крыльях в натурных морских условиях до 60 узлов при удовлетворительных характеристиках продольной и боковой остойчивости. Значительно улучшилась маневренность, снизились перегрузки при движении на волнении, этому способствовало установка на корпусе «подкрылков». К сожалению, гидродинамическое качество катера «А-7» оказалось низким – около 7. Отмечались также неудовлетворительные характеристики взаимодействия корпуса с поверхностью воды при движении на крыльях. Причиной этого эффекта была форма корпуса серийного глиссирующего торпедного катера, который не отвечал требованием движения на подводных крыльях, а также выходу на крылья. Стало ясно, что для морских условий эта схема требует серьёзной доработки. С этими проблемами Алексеев сталкивался ещё в период отработки элементов крыльевого устройства для торпедного катера 123-бис на различных моделях при испытаниях в бассейне и на открытой воде в 1947 году. Поэтому поисковые работы были продолжены и направлены по следующим направлениям:
1. Отработка системы «корпус – подводные крылья», обеспечивающей оптимальные характеристики катера на всех режимах движения. 2. Оптимизация геометрии и места расположения подводных крыльев относительно корпуса катера, создание устройств, обеспечивающих остойчивость на переходных режимах движения. 3. Проведение экспериментальных исследований по скоростным водомётным движителям. Одновременно рассматривались два типа корпусов моделей: Первый тип корпуса модели соответствовал обычному корпусу глиссирующего судна на подводных крыльях. Второй тип корпуса модели соответствовал корпусу – «воздушное крыло» на подводных крыльях. Сог-ласно выбранных типов корпусов, искалось своё оптимальное расположение и крыльевого устройства. Фиг.50 Модель СПК с корпусом соответствующим обычному глиссирующему корпусу. Фиг.51 Модель СПК с корпусом соответствующим корпусу – «воздушное крыло» на подводных крыльях.	Фиг.52 Схема крыльевого устройства модели катера с корпусом «воздушное крыло». Фиг.53 Испытания модели катера с корпусом «воздушное крыло» в бассейне. Основная особенность работы подводных крыльев в системе гидродинамического комплекса судна, является взаимодействие крыльев с корпусом, выступающими частями и между собой. Поэтому окончательная оценка гидродинамических характеристик, в частности, подъёмной силы подводного крыла, производилась экспериментально в комплексе с прочими элементами. Для этих целей Алексеевым были спроектированы и построены скоростные аэрогидролотки и опытовый бассейн. Фиг.54 Схема скоростного опытового бассейна конструкции Р.Е. Алексеева.
Фиг.55 Эскиз скоростного аэрогидролотка конструкции Р.Е. Алексеева (Рис Алексеева). Результаты испытаний по расположению крыльевого устройства для первого типа корпуса были использованы при проектировании крыльевой системы для торпедного катера пр.123бис «А-10». По результатам второго типа корпуса Р.Е. Алексеевым было предложено разработать проект речного пассажирского судна на 60 человек. Для окончательного утверждения второго типа корпуса для судна на подводных крыльях им было предложено проектирование катера – самоходной модели «А-8», для будущего судна на подводных крыльях «А-9». При испытаниях модели с корпусом типа – «воздушное крыло» в бассейне, Алексеев обнаружил непонятные проблемы движения модели при ходе на крыльях. Движение было неустойчивым. Модель начинала «прыгать». Наблюдая за поведением модели на разных режимах, Алексеев искал пути стабилизации движения. В результате чего, им было зафиксировано определённое явление влияния поверхности воды в зависимости от высоты хода модели на крыльях. Подъёмная сила модели, складвыющаяся из подъёмной силы крыльев и подъёмной силы корпуса («воздушное крыло»), проявила определённую закономерность. В будущем это явление получило название – ЭКРАННЫЙ ЭФФЕКТ. Успехи, достигнутые постановкой подводных крыльев на торпедный катер проекта 123-бис, проведённый большой	объём научно-исследовательских изыска-ний, позволили Р.Е. Алексееву в 1948 году вплотную приступить к созданию практических образцов судов на подводных крыльях. Работа проводилась в трёх направлениях: создание торпедных катеров на подводных крыльях, высокой мореходности, создание речных пассажирских судов на подводных крыльях и продолжение поисковых работ по созданию нового вида скоростного судна – ЭКРАНОПЛАНА. Фиг.56. Торпедный катер на подводных крыльях пр. 123бис «А-10». Фиг.57 Проект будущего пассажирского судна на подводных крыльях «А-9» (Рис. Алексеева). Фиг.58 Эскиз Р.Е.Алексеева будущих экраноплонов (Рис. Алексеева).
Следует отметить, что к моменту создания Алексеевым первого катера на подводных крыльях методологии проектирования подобного типа судов в нашей стране не существовало. Алексееву пришлось самому формировать основы будущих как научно-исследовательских, так и практических методов проектирования и строительства скоростных судов и кораблей. Заслуга Алексеева в том, что он разработал методологию создания принципиально новых физико-технических моделей – моделей различного типа и назначения, для скоростных судов. Все проводимые испытания приносили как, положительные так и отрицательные результаты. Шаг за шагом, от модели к модели, от одной крыльевой схемы к другой, благодаря упорной и настойчивой работе Р.Е. Алексеев с каждым годом всё более приближался к поставленным целям. В этом процессе разрабатывались, как элементы будущих судов, так и новые методы, и способы испытаний. Выбранная Р.Е. Алексеевым технология проектирования в дальнейшем нашла практическое применение при проектировании всех последующих типов СПК. Она помогла перейти к качественно новым этапам в развитии схем с глубоко погруженными крыльями с частичной или полной автоматизацией управления подъёмной силой. Она нашла своё применение при проектировании, строительстве и испытаниях следующего нового типа скоростного судна – «ЭКРАНОПЛАНА». «ЭФФЕКТ АЛЕКСЕЕВА» НА СПК. «Фактическая стабилизация СПК Алексеева, движущихся в крыльевом режиме, обеспечивается при малых отклонениях от расчётного положения за счёт влияния погружения на несущую способность основных мало погруженных крыльев (эффект Алексеева)» Рой Макливи	Фиг.59 Схема обтекания профиля крыла потоком жидкости. Рассмотрим обтекание профиля крыла потоком жидкости. На нижней стороне профиля при положительном угле атаки поток притормаживается, на верхней – ускоряется. В соответствии с уравнением Бернули на нижней стороне профиля возникает повышенное давление, а на верхней – пониженное. Повышенное давление на нижней (нагнетающей) стороне профиля и пониженное на верхней (засасывающей) стороне профиля действует в одну сторону – вверх, создавая подъёмную силу. Известно, что подъёмная сила движущегося крыла в безграничном потоке численно больше, чем при движении вблизи водной поверхности. Поэтому обычное судно, поставленное на подводные крылья, либо быстро отрывалось от воды и затем проваливалось, либо могло ходить только при строго определённой скорости движения. Главная трудность, которую не смогли преодолеть предшественники Алексеева, заключалась в отсутствии саморегулирования подъёмной силы, как по глубине погружения крыльев, так и по скорости движения судна. Первое с чего начал Алексеев, это было получение результатов изменения подъёмной силы крыла, по его погружению под свободную поверхность воды.
Фиг.60 Зависимость коэффициента подъёмной силы Су от погружения. Была подтверждена реальность обеспече-ния остойчивости и устойчивости хода СПК с помощью «эффекта свободной поверхности» и определены оптимальные рабочие погружения малопогруженных крыльев. Подводные крылья, использующие для обеспечения остойчивости и устойчивости хода СПК, снижение подъёмной силы крыла при приближении к поверхности, называются малопогруженными. А так как этот эффект начинает сказываться на погружениях крыла меньше его хорды, то малопогруженными крыльями называют крылья, работающие на погружениях меньших хорды. Алексеев экспериментальным путём добился взаимосвязи между глубиной погружения крыла, профилем крыла и хордой крыла. Им была разработана крыльевая схема подводных малопогруженных крыльев, обладающих саморегулированием подъёмной силы, благодаря эффекту свободной поверхности (уменьшение подъёмной силы крыла).	Фиг.61 Эскиз поиска крыльевой схемы (рис. Р.Е. Алексеева). Для решения основного вопроса – прин-ципа САМОРЕГУЛИРОВАНИЯ подъёмной силы крыльев по скорости, была проведена большая теоретико-экспериментальная работа по исследованию гидродинамических характеристик малопогруженных подводных крыльев. Фиг.62 Режим плавания Фиг.63 Режим выхода на носовое крыло
Фиг.64 Режим выхода на кормовое крыло. Фиг.65 Движение на крыльях. САМОРЕГУЛИРОВАНИЕ подъёмной силы по скорости осуществляется следую-щим образом: по мере роста скорости на крыльях возникает подъёмная сила, причём, коэффициенты подъёмных сил носового и кормового крыльев принимаются такими, чтобы сначала выходило носовое крыло (этому также способствуют глиссирующие обводы корпуса). За счёт этого судно полу-чает значительный дифферент на корму, углы атаки крыльев увеличиваются и достигают максимальных значений, в результате чего подъёмная сила крыльев резко возрастает, достигая величины равной водоизмещению и корпус полностью выходит из воды. По мере увеличения скорости подъёмная сила носо-вого крыла становится равной доле водоиз-мещения, приходящейся на носовое крыло и дальнейший её рост прекращается как за счёт приближения крыла к поверхности воды, так и за счёт уменьшения угла атаки по мере подъёма кормового крыла, т.е. уменьшения дифферента на корму. То же самое происходит и с кормовым крылом.	Принцип САМОРЕГУЛИРОВАНИЯ подъёмной силы по скорости означает равенство подъёмной силы крыла (крыльев) водоизмещению на всех скоростях движения судна. Он обеспечивает устойчивость хода СПК. Можно сделать вывод, что «ЭФФЕКТ АЛЕКСЕЕВА» это не одно явление, а комплекс ПРОЛОНГИРУЮЩИХ действий, приводящих к САМОРЕГУЛИРОВАНИЮ подъёмной силы мало погруженных крыльев по глубине погружения и по скорости, тем самым достигается остойчивость и устойчивость хода СПК. 6. ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ СУДОСТРОЕНИЯ, РЕШЕННЫЕ Р.Е. АЛЕКСЕЕВЫМ, БЛАГОДАРЯ СПК. Фиг.66 Пассажирский теплоход на подводных крыльях «Ракета». К моменту создания первого пассажирского СПК «Ракета» Р.Е. Алексеевым и коллективом конструкторов под его руководством были решены следующие вопросы в области судостроения: 1. Разработана принципиальная схема крыльевого устройства, обеспечивающая без искусственного управления высокое гидродинамическое качество и устойчивость движения судна. 2. Разработан новый тип корпуса, соответствующий новому принципу движения, обводы которого обеспечивают оптимальное взаимодействие с подводными крыльями и выступающими частями на всех режимах движения.
3. Разработаны и экспериментально подтверждены принципиальные вопросы проектирования водомётных движителей. 4. Решены принципиальные вопросы проектирования рулевых устройств. 5. Получен опыт проектирования, строительства, эксплуатации судов на малопогруженных подводных крыльях. 6. Разработаны приближённые методы моделирования судов на малопогруженных подводных крыльях и методы пересчёта результатов модельных испытаний на натуру. 7. ИДЕЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЭРО-ДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ СУДОВ НАД ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ. Идея использования аэродинамических сил для поддержания судов над водной поверхностью была выдвинута ещё в 30-е годы прошлого столетия. Фиг.67 Схема конструкции экраноплана Т. Каарио (Финляндия). Фиг.68 Схема экраноплана конструкции И. Троенга (Швеция).	Фиг.69 Схема экраноплана конструкции Р.Е. Алексеева 1947г. Первая известная нам заявка на судно, использующее для движения воздушные крылья, принадлежит финскому инженеру Т. Каарио и относится к 1935 году, так же следует отметить проекты шведского инженера И. Троенга и американского инженера Д. Уорнера, относящиеся к 30-м годам ХХ века. Первые изобретатели судов с использованием воздушных крыльев использовали экранный эффект крыла вблизи опорной поверхности-экрана, который обеспечивал крылу значительный рост подъёмной силы, но создавал проблемы с решением вопросов устойчивости движения. Попытки реализовать этот эффект не дали серьёзных практических результатов. Непреодолимым препятствием в решении этой задачи оказалось обеспечение УСТОЙЧИВОСТИ движения вблизи экрана. 8. РАЗРАБОТКА Р.Е. АЛЕКСЕЕВЫМ ИДЕИ НОВОГО ТИПА СУДНА – ЭКРАНОПЛАНА. В 1949 году под руководством Р.Е. Алексеева был спроектирован, построен и испытан катер «А-8». В ходе испытаний катера «А-8» подтвердились основные данные разработанного проекта. Главной особенностью катера был корпус крыловидной формы, что, по мнению его создателя должно было обеспечить дополнительную подъемную силу. Испытания модели показали ее высокое аэрогидродинамическое качество. Однако
из-за практически плоского днища А-8 имел недостаточную мореходность при выходе на крылья, а также при ходе на подводных крыльях при «замывании» днища волной начинал подпрыгивать, за что получил у испытателей прозвище «Лягушка». Фиг.70 Рисунок Р.Е. Алексеева катера «А-8» («Лягушка») В ходе испытаний катера подтвердилось, что на неустойчивость хода, отрицательно повлиял, так называемый «экранный эффект» поверхности воды. Благодаря испытаниям этого катера, была доработана крыльевая схема и корпус катера, чтобы использовать их только для СПК. Параллельно Р.Е. Алексеевым была выполнена НИР «Исследование движения судов над поверхностью воды», в которой производились исследования полей давления корпусов моделей в виде толстого крыла при движении их вблизи поверхности воды. Эта работа внесла ясность, каким путём идти при проектирование СПК, а каким путём идти в проектировании нового типа транспорта – ЭКРАНОПЛАНОВ. 8. «ЭФФЕКТ АЛЕКСЕЕВА» НА ЭКРАНОПЛАНАХ. В период 1935-1939 годов комплекс экспериментальных и теоретических работ в области изучения влияния на крыло «экранного эффекта» был проведён в ЦАГИ Я.М. Серебрийским. Результаты этих исследований позволили произвести приближённую оценку влияния «экранного	эффекта» на аэродинамические характерис-тики низколетящего крыла. В частности, было показано. что на малых высотах (меньше хорды крыла) подъёмная сила растёт, причём тем больше, чем ближе крыло расположено к экрану. Экраноплан имеет следующие режимы движения: плавание – действуют гидростатические силы, взлёт и посадка – действуют гидродинамические силы, полёт вблизи экрана и полёт вне экрана – действуют аэродинамические силы. Кроме основных режимов экраноплан имеет так называемые переходные режимы движения: - с плавания на глиссирование, в процессе которого осуществляется переход с гидростатических на гидродинамические силы поддержания, - с глиссирования на полёт вблизи экрана, когда осуществляется переход с гидродина-мических на аэродинамические силы поддержания, - с экранного в свободный полёт, когда с ростом высоты исчезает экранный эффект. Каждый режим требовал глубокой теоретической и практической проработки. Р.Е. Алексеев максимально использует опыт, полученный при разработ-ке СПК. Стремится добиться на всех режи-мах устойчивого движения экраноплана, благодаря подбору элементов конструкции, профилей крыльев, силовой установки, чтобы были плавные переходы от режима к режиму с помощью САМОРЕГУЛЯЦИИ. Фиг.71 Зависимость коэффициента подъёмной силы Подводного крыла от погружения и воздушного крыла от высоты над экраном
Из сравнения гидродинамических характеристик мало погруженного крыла в зависимости от глубины его погружения и аэродинамических характеристик воздуш-ного крыла в зависимости от высоты над водяной или другой опорной поверхности – экраном видно, что принципиальный характер этих кривых адекватен, но зеркален. В обоих случаях, существует механизм обеспечения устойчивости движения на крыльях. Поэтому, когда Алексеевым были получены данные по аэродинамическим характеристикам воздуш-ного крыла вблизи экрана, он понял, что имеются реальные возможности создания практического образца судна на воздушных крыльях. Подводные крылья. V = до 120 км/час Воздушные крылья. V = до 500 км/час Необходимыми элементами компоновки экраноплана являются фюзеляж, несущее крыло, аэродинамические плоскости, обеспечивающие продольную и боковую устойчивость, горизонтальное и вертикальное оперение, рулевые поверхности для управления экранопланом и стартово-поддувное утройство. Можно сделать вывод, что «ЭФФЕКТ АЛЕКСЕЕВА» на экраноплане это не одно явление, а комплекс ПРОЛОНГИРУЮЩИХ действий, приводящих к САМОРЕГУЛИ-РОВАНИЮ подъёмной силы воздушного крыла вблизи экрана. Чтобы его добиться, необходимо определить взаимосвязь как отдельных элементов компоновки, так и определённую зависимость от экрана. Наиболее достоверными результатами являются результаты испытаний катапультируемых, буксируемых, радиоуправляемых моделей и пересчёт полученных данных на натурное судно.	9. ОТРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ ЭКРАНОПЛАНА НА САМОХОДНЫХ МОДЕЛЯХ. Используя опыт, накопленный при создании СПК и на базе имеющегося научно - экспериментального задела, уже в 1960 году была разработана аэрогидро-динамическая компоновка экраноплана («двухточка или «тандем»), являющаяся логическим воплощением в экранную аэродинамику схемы судна на двух малопогруженных подводных крыльях. Наличие градиента подъёмной силы по высоте (глубине) в том и в другом случае являет является основой решения вопросов устойчивости движения. Сравнивая компоновки «А-4» и «СМ-1» можно предположить зеркальное сходство только с изменениями, учитывающими окружающую среду (вода, воздух). Фиг.72 Компоновка первого катера на мало погруженных подводных крыльях конструкции Р.Е. Алексеева «А-4». Фиг.73 Компоновка самоходной модели первого экраноплана конструкции Р.Е. Алексеева «СМ-1».
Фиг.74 Первый экраноплан «СМ-1» в полёте 1961г. В 1961 году на базе этой компоновки был разработан проект и построена самоходная модель экраноплана «СМ-1». В ходе её испытаний достигнута скорость около 200 км/час при удовлетворительных характерис-тиках устойчивости и управляемости вблизи экрана (вода, заснеженная поверхность). К основным недостаткам этой компоновки следует отнести высокие взлётно-посадочные характеристики и высокую чувствительность экрана. Дальнейшие работы по совершенствованию компоновки были направлены на повышение аэрогидродинамического качества, снижение взлётно-посадочных скоростей и улучшения динамики полёта экраноплана. В 1962 году была построена самоходная модель «СМ-2», для улучшения взлётно-посадочных характеристик впервые в мировой практике был применён «поддув» двигателями под несущее крыло. Сама идея «поддува» была выдвинута Р.Е. Алексеевым ещё в конце 1959 г., однако потребовалось проведение комплекса экспериментальных исследований для разработки практических рекомендаций по выбору принципиальной схемы «поддува». Высокий эффект от «поддува», когда один килограмм тяги двигателя обеспечивает до 10 кг. подъёмной силы, создал предпосылки для значительного снижения взлётно-посадочных скоростей экраноплана, что в перспективе способство-вало повышению весовой отдачи и мореход-ности этого нового типа высокоскоростных судов.	Фиг.75 Схема образования подъёмной силы при «поддуве» под крыло, расположенное у экрана. Фиг.76 Аэрогидродинамическая компоновка самоходной модели «СМ-2». Фиг.77 «СМ-2» в полёте 1962г. Благодаря системе «поддува», стартовые характеристики «СМ-2» оказались значительно выше чем у «СМ-1», но сильное влияние «поддува» на аэродинамические характеристики носового крыла экраноплана и существенное на кормовое, создали большие трудности в решении вопросов продольной устойчивости. Положительное решение этого вопроса было получено в 1963г., с выносом кормового несущего крыла из зоны воздействия воздушных потоков от носового крыла. Так была создана принципиально новая аэрогидродинамическая компоновка экраноплана, получившая в последствие наименование «САМОЛЁТНОЙ».
Особенностью этой компоновки являлось одно несущее крыло с устройством для «поддува» и Т – образным оперением для обеспечения продольной и боковой устойчивости. В 1963 году на основе этой компоновки был разработан проект и построена самоходная модель экраноплана «СМ-2П». Фиг.78 Аэрогидродинамическая компоновка самоходной модели «СМ-2П». Фиг.79 «СМ-2П» выход на берег 1963г. АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ КОМПО-НОВКА «СМ-2П» СТАЛА ПРООБРАЗОМ КОМПОНОВОК ПЕРВЫХ РОССИЙСКИХ ЭКРАНОПЛАНОВ – СХЕМЫ «САМОЛЁТНАЯ». Дальнейшие работы проводились в направлении создания конкретных образцов экранопланов. Созданные в период 1963-1965гг. самоходные модели экранопланов «СМ-2П7», «СМ-3», «СМ-4», «СМ-5» отражали этапы в развитии отдельных компоновок для этих образцов.	Фиг.80 Самоходная модель «СМ-3». Фиг.81 Самоходная модель «СМ-4». Фиг.82 Самоходная модель «СМ-5». 10.СОЗДАНИЕ ПОД РУКОВОДСТВОМ Р.Е. АЛЕКСЕЕВА НАТУРНЫХ ЭКРАНОПЛАНОВ «КМ» И «ОРЛЁНОК». Чтобы окончательно убедиться в получен-ной опытном путём научно-проектной базе, для создания нового типа транспорта, Р.Е. Алексеевым было принято решение, поддер-жанное головными институтами МСП и МАП, о проектировании и строительстве натурного корабля-экраноплана «КМ» (корабль-макет), который представлял собой экраноплан-лабораторию, где было возможно в натурных условиях изучать наиболее острые вопросы создания экранопланов.
Техно-рабочий проект был разработан в 1964 году. В 1966 году «КМ» был построен и спущен на воду. В период с 1966-1969 годов он прошёл всесторонние государственные испытания. Государственная Комиссия отметила не только достигнутые на испытаниях важнейшие научно-технические достижения в области экранопланостроения, но и факт создания в СССР самого крупного летательного аппарата (550 тонн). Предварительно для отработки компонов-ки «КМ» была спроектированная, построена и испытана модель «СМ-8». Фиг.83 Аэрогидродинамическая компоновка «СМ-8» самоходной модели «КМ». Фиг.84 «СМ-8» в полёте. Фиг.85 «КМ» в полёте. Первым экранопланом, заказанным ВМФ в 1968 году, был транспортно – десантный экраноплан «Орлёнок» с взлётной массой до 140 тонн, способный перевозить груз 20 тонн со скоростью 400 км/час на дальность до	1500 км. Экраноплан должен был взлетать и садиться на воду при волнении моря до 2 метров и обладать амфибийностью, то есть способностью самостоятельно выходить на относительно ровный берег, с естественным покрытием, а также на специальную мелкосидящую понтон-площадку. Для отработки отдельных элементов и данных для расчётов и проектирования компоновки «Орлёнка» была спроекти-рована, построена и испытана самоходная модель «СМ-6». Фиг.86 Самоходная модель «СМ-6» экраноплана «Орлёнок». «Орлёнок» был построен и спущен на воду в 1973 году. Всего было построено 4 экраноплана такого типа. Экраноплан «Орлёнок» имел аэрогидро-динамическую компоновку – «самолётного» типа. Он представлял собой свободно несущий моноплан, включающий в себя фюзеляж обтекаемой формы с гидродинами-ческими и амфибийными элементами в нижней части фюзеляжа и развитое опере-ние. В фюзеляже размещались кабина экипажа, помещение для отдыха экипажа, отсеки радиоэлектронного и радиосвязного оборудования, грузовой отсек, а также отдельный отсек вспомогательной силовой установки и бортовых агрегатов, обеспечи-вающих запуск двигателей главной силовой установки, работу гидравлической и электрической систем экраноплана. Грузовой отсек занимал основную часть фюзеляжа, имел грузовую платформу,
оборудованную швартовными устройствами со специальными гнёздами, которые позволяли выполнять несколько вариантов раскрепления грузов, колёсной и гусеничной техники, а также блоков сидений для перевозки людей. Для погрузки и выгрузки техники и грузов в носовой части экраноплана был специальный грузовой разъём (носовая часть отворачивалась). Главная силовая установка состояла из одного маршевого турбовинтового двигателя типа НК-12 и двух стартовых турбовентиляторных двигателей типа НК-8. Фиг. 87 Экраноплан «Орлёнок» в полёте. Были разработаны проекты использования экраноплана «Орлёнок»: - пассажирский экраноплан; - грузопассажирский экраноплан - арктический геологоразведочный экраноплан; - поисковой спасательный экраноплан для авиационного морского поискового спасательного комплекса с самолёта АН-224 «Мрия». Следует отметить, что по живучести и безопасности экранопланы имеют существенные преимущества по сравнению с самолётами, обусловленные тем, что в аварийных ситуациях, в том числе при отказах материальной части, у экраноплана всегда остаётся возможность сесть на водную поверхность, которую можно рассматривать в этих случаях как постоянно присутствующий аэродром.	11.СОЗДАНИЕ ОПЫТНО – ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ БАЗЫ. Создание аэрогидродинамических моделей, натурных образцов и их испытания требовали создания научно – исследователь-ской экспериментальной базы. Первая экспериментальная база по испытаниям буксируемых моделей на открытой воде была организованна в 50-е годы на реке Дрязга. Вторая в г. Балахна на «Теплой речке», где можно было проводить испытания и зимой и летом. К 1974 году был создан уникальный Чкаловский научный, проектный и испытательный центр. В состав этого центра вошли следующие основные подразделения: - для отработки гидродинамических характеристик экранопланов; - для отработки стартовых и посадочных характеристик экранопланов; - для отработки аэродинамических характеристик экранопланов; - для проведения испытаний радиоуправляемых моделей экранопланов; - для проведения испытаний двигателей на экранопланы; - производственное, испытательное и сдаточное. Фиг.88 Филиал на реке Троца около г.Чкаловска. Каждое из этих подразделений имело свои научно-технические лаборатории, стенды и оборудование, необходимое для решения научно-технических вопросов в обеспечение задач проектирования, строительства, испытаний и сдачи головных образцов экранопланов.
Фиг.89 Стенд для отработки газовыпуска турбореактивными двигателями при использовании его на «поддув». Фиг.90 Испытания модели экраноплана в опытовом бассейне. Фиг.91 Испытания модели на открытой воде. 12. СОЗДАНИЕ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНОЙ БАЗЫ. Большое значение Р.Е. Алексеев придавал мастерству лётно-технического состава ЛИО. Пилоты досконально должны были знать технику, процессы и режимы работы, чтобы не терялись в сложных критических ситуациях и могли принимать верные решения, основанные на знании техники. Поэтому шло как теоретическое обучение сотрудников ЛИО, так и практическое на специально созданных учебно-тренировочных экранопланах «УТ-1» и	«Стриж». Увеличение числа экранопланов, для ВМФ, требовало приближенной к реальным условиям подготовки лётного состава. Фиг.92 Учебно-тренировочный экраноплан «УТ-1». Фиг.93 Учебно-тренировочный экраноплан «Стриж». 13. ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭКРАНОПЛАНОВ, СХЕМА – «САМОЛЁТНАЯ». Разработанная «ЦКБ по СПК» аэро-гидродинамическая компоновка, получив-шая название «САМОЛЁТНАЯ», позволила создать экранопланы водоизмещением от 140т. до 500т., характеризующиеся следую-щими основными данными: - высокое аэродинамическое качество; - устойчивость и управляемость, обеспеченная в широком диапазоне углов тангажа и высот полёта, в том числе и вдали от экрана; - маневренность обеспеченная в продольной и боковой плоскостях; - высокая дальность непрерывного полёта; - крейсерская скорость до 500км/час; - мореходность до 5 метров.
Сравнительно невысокое аэродинами-ческое качество, созданных натурных экранопланов вблизи экрана, при весьма высоких значениях аэродинамического качества самоходных моделей вблизи экрана, объясняется двумя основными причинами: применение в «самолётной» аэрогидродинамической компоновке крыльев малого удлинения и большой площади стабилизирующих плоскостей (горизонтальное и вертикальное оперение). Чтобы добиться максимального аэродинамического качества экраноплана вблизи экрана, при увеличении водоизмещения экраноплана, Р.Е. Алексеев начал вести поиск нового типа компоновки экраноплана. 14. ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭКРАНОПЛАНОВ, СХЕМА – «ЛЕТАЮЩЕЕ КРЫЛО» С 1974 года в «ЦКБ по СПК» под руководством Р.Е. Алексеева проводились обширные проектно-исследовательские работы по созданию компоновки второго поколения экранопланов, с целью повышения их аэродинамического качества и мореходности. Для отработки элементов новых компоновок были спроектированы и построены модели – «СМ-9», «СМ-10», «СМ-11», а также было продуто в аэротрубе большое количество аэротрубных моделей с целью оптимизации аэрогидродинамической компоновки экраноплана второго поколения. Фиг.94 Самоходная модель аэрогидродинамической компоновки «летающее крыло» «СМ-9».	Фиг.95 Схема проекта экраноплана 2-го поколения конструкции Р.Е. Алексеева. В процессе разработки компоновки экраноплана второго поколения родилась компоновка катера-экраноплана «Волга-2», получившая название - компоновки судна на воздушной динамической подушке (СДВП). Идея СДВП была разработана Р.Е. Алексеевым в конце 70-х годов примени-тельно к требованиям народного хозяйства. В отличие от экраноплана, для управления СДВП не требуется лётной подготовки. Такие суда смогут эксплуатировать экипажи судов на подводных крыльях, прошедшие специальную переподготовку. У СДВП отсутствовал руль высоты, основными органами управления являлись ручка управления двигателем для управления скоростью движения и штурвал (или педали) для управления курсом. К настоящему времени концепция СДВП апробирована на первых практических образцах девятиместного катера «Волга-2», являющегося прототипом для более крупных СДВП. Фиг.96 Судно на воздушной динамической подушке «Волга-2».
15. СОЗДАНИЕ НПО 1943 – 1980гг. Чтобы создать весь ряд скоростных судов, Р.Е. Алексеев строил под технологию проек-тирования и структуру организации, способ-ной выполнять всё более сложные объекты. Р.Е. Алексеев поступил работать на завод «Красное Сормово» осенью 1941г. мастером ОТК по приёмке танков, одновременно был и испытателем танков. В начале 1943г. Алексееву разрешают полностью в рабочее время заниматься своим делом, выделяют помещение. Так на заводе родилась новая организация под названием «ГИДРОЛАБОРАТОРИЯ» - маленькая конурка вмёрзшая в лёд у берега заводского затона. Фиг.97 «ГИДРОЛАБОРАТОРИЯ» 1943г. (рис. Р.Е. Алексеева) Коллектив из 3 человек: Р. Алексеев (инженер), Л. Попов (инженер), А. Некоркин (слесарь), построили спроектированную Алексеевым самоходную модель будущего судна на подводных крыльях «А-4», и испытали. Итак, 1943 год - коллектив 3 человека! В 1944 году руководство завода по достоинству оценило результаты полученные Алексеевым, дало добро на расширение «ГИДРОЛАБОРАТОРИИ» и выделение помещения в бывшем паровозном цехе. Затем новая организация получает название «Научно-исследовательской гидро-лаборатория» (НИГЛ) и Р.Е. Алексеева назначили руководителем.	Приходят новые люди, поверившие в его идею и начинается процесс создания новых судов, нового производства и новой экспериментальной базы. Здесь всё проектируют, строят и испытывают сами! Постепенно бывший паровозный цех был переделан в конструк-торский экспериментальный цех (КЭО). К концу 40-х годов трудно было сказать, где кончается конструкторское бюро и начина-ется цех. Цех был разделён на три пролёта: в первом пролёте – гордость коллектива, первый в стране скоростной опытовый бассейн, в котором с помощью испытаний малых буксируемых моделей судов, реша-лись принципиальные вопросы для создания новых скоростных судов. Во втором пролёте стояли станки, а в третьем пролёте – сбороч-ные стенды, где окончательно шла сборка экспериментальных катеров (самоходных моделей). Комната конструкторов находилась на втором этаже. Они могли в любой момент спуститься вниз и на рабочем месте выяснить все вопросы, связанные с производством и внести изменения. Всё шло очень оперативно, но не вписывалось в традиционные административные порядки. В вопросе расформирования коллектива судостроительное министерство поддержи-вали и многие научные теоретики, не понимая лозунг Алексеева: «К крылатым судам нельзя подходить только с традиционными методами проекти-рования, но и с традиционными научными взглядами. Наша задача состоит в том, чтобы привести в соответствие достигнутый у нас эксперимент с теорией и практикой». С 1957 года организация по созданию будущего скоростного флота стала формиро-ваться как «ЦКБ по СПК»!
«Сейчас, когда суда на подводных крыльях, стали видом транспорта, кажется, что всё это легко и просто, так и должно быть, На самом деле, процесс рождения нового, не имеющего аналогов, требует больших исследований, борьбы с отрицанием авторитетов, эксперимен-тальных работ. Исследования и экспериментирование являются первичным и без них невозможно появление вторичного, т. е. новых машин». (Р.Е. Алексеев) Фиг.98 Р.Е. Алексеев с коллегами на фоне «КЭО». К 1962 году «ЦКБ по СПК» можно было уже назвать «Научно-производственным объединением» (НПО) в которое входили: «КБ», «КЭО», Филиалы в г. Балахна, в г. Чкаловске. К разработкам судов на подводных крыльях добавляются разработки экранопланов, а это требует ещё больших производственных мощностей. Строится завод «Волга», организуются Филиалы в г. Каспийске и на острове Чечень. Фиг.99 Здание «ЦКБ по СПК» построенное в 1962г. К 1980 году НПО «ЦКБ по СПК» представляет: «КБ». «КЭО», з-д «Волга». Филиалы в г. Балахна, в г. Чкаловске, в г.Каспийске и на острове Чечень.	Фиг.100 Р.Е. Алексеев в г. Каспийске. 16. ИТОГ РАБОТ Р.Е. АЛЕКСЕЕВА. Фиг.101 Р.Е. Алексеев 1916-1980г. Главный конструктор судов на подводных крыльях и экранопланов, Лауреат Ленинской и Государственных премий, доктор технических наук. Сегодня можно констатировать, что к настоящему времени по отечественным разработкам судов на подводных крыльях и экранопланам имеется большой научный и технический задел. Построены СПК, которые получили мировое признание, построены и испытаны отдельные образцы экранопланов различных модификаций и назначений, а также накоплен опыт эксплуатации, достаточный для принятия решения о серийном строительстве экранопланов, как для ВМФ, так и гражданских. Следует чётко отметить, что к моменту появления судов на подводных крыльях и экранопланов методологии их проектирования в нашей стране не существовало. Теория проектирования водоизмещающих судов, разработанная
академиком В.Л. Поздюниным, не могла удовлетворить запросам практики создания скоростных судов. Это теория даёт ответ на вопрос о том, как спроектировать оптималь-ное водоизмещающее судно, но при наличии СУДНА-ПРОТОТИПА. Сегодня можно утверждать, что Р.Е. Алексееву удалось разработать методологию создания принципиально новых физико-технических моделей – моделей скоростных судов. Всей своей деятельностью он доказал, что на	уровне различного рода моделей, дающих, казалось бы, приближенные результаты, но используя определённые методики пересчёта, не дожидаясь последовательных теорий, можно создавать первоклассные скоростные суда. При таком проектировании сокращаются сроки и затраты на создание новых объектов. Лозунг эпохи проектирования Р.Е.Алексеева был: «ГОД – НОВЫЙ ПАРОХОД»!

Сайт: www.spkfleet.ru