Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.6. Проблемы использования ледяного покрова в качестве несущей платформы для обустройства аэродромов и переправ
Проблема использования ледяного покрова для обустройства ледовых аэродромов и переправ была всегда актуальной. Это было обусловлено необходимостью освоения северных районов нашей страны. Обратимся к истории и постараемся очертить круг задач, решавшихся применением ледяного покрова как несущей грузовой и транспортной платформы.
Рекордный перелет из СССР через Северный полюс в США был совершен 18 - 20 июня 1935 года на самолете РД за 63 часа 25 минут протяженностью 8504 км по прямой. Не секрет, что в критической ситуации экипаж самолета был бы вынужден совершить посадку на ледяной покров.
Трансполярные перелеты экипажей В.П. Чкалова и М.М. Громова закрепили за Советским Союзом приоритет открытия воздушного пути из Москвы через Северный полюс в Америку. Однако обеспечить регулярные полеты самолетов по этому маршруту при том уровне развития авиатехники оказалось невозможным.
Завоевание Северного полюса состоялось 21 мая 1937 года советскими самолетами АНТ-6-4М-34Р "Авиаарктика" (рис.1.123). В последующие годы началось интенсивное освоение арктического бассейна силами дрейфующих полярных станций.
Основным транспортным средством доставки экспедиций полярников и грузов на арктический лед были самолеты, для которых обустраивались ледовяные аэродромы. Эксплуатация таких аэродромов была довольно сложным делом, т.к. поведение арктического ледяного покрова было непредсказуемым, что подтверждается исчезновением в Арктике в августе 1937 года самолета ДБ-А с экипажем С.А. Леваневского во время трансарктического перелета в Америку.
Рис.1.123.Вид лагеря дрейфующей станции СП-1
Создание сети запасных аэродромов на льду Северного ледовитого океана оказалось, как показал опыт организации и работы дрейфующей станции СП-1, невозможным.
Во время Великой Отечественной войны, когда в первую очередь противником уничтожались транспортные коммуникации, в том числе аэродромы, ледяной покров часто использовался в качестве взлетно-посадочных полос. Недостаточные данные о несущей способности ледяного покрова при динамическом воздействии внешней нагрузки часто приводили к гибели самолетов, поэтому даже в военное время правительством выделялись средства для теоретических исследований этой проблемы.
В послевоенные годы в Полярной авиации применялись бомбардировщики Пе-8 в качестве транспортных самолетов. Известно, что самолеты Ил-12 активно использовали в Арктике и Антарктике (рис.1.124 - 1.125). Военные теоретики в США считали, что Северный Ледовитый океан станет Средиземным морем третьей мировой войны, т.к. через Арктику пролегал самый короткий воздушный и подводный путь из США в Россию.
Рис.1.124. Самолет Ил-12 авиации Главсевморпути, 1947 г.
С 1948 года в СССР начались регулярные исследования Центрального полярного бассейна. В районе Северного полюса работали несколько научных экспедиций АН СССР, поэтому группы ученых на самолетах Ли-2 и Ил-14 регулярно вылетали в районы Северного полюса.
Рис.1.125. Ил-12Б на стоянке самолетов Полярной авиации
В марте - апреле 1950 г. два Ил-12Д Полярной авиации отбуксировали с подмосковного аэродрома Чкаловский к Северному полюсу два грузовых планера Ц-25, доставив первый десант такого рода. Затем самолеты сели на ледовый аэродром, забрали планеры и отбуксировали их в Красноярск [378]. Тогда же возникла идея использовать истребитель Ла-11 для защиты полярных районов СССР: планировалось размещать самолеты на аэродромах за Полярным кругом и на дрейфующих льдинах. Это потребовало проведения ряда экспериментальных работ по базированию Ла-11 на ледовых аэродромах в северных широтах (рис.1.126). Было решено совершить перелет группы Ла-11 на одну из льдин, используемых учеными. Обеспечивали экспедицию самолеты Ли-2, Си-47 и Ил-12.
Рис.1.126.Участники высокоширотной экспедиции 1948г. (на заднем плане истребители Ла-11)
Двухмоторный бомбардировшик Ту-6 (модификация Ту-2) в качестве лидера и три Ла-11 осуществляли тренировочные полеты в полярных условиях, базируясь на мысе Шмидта и острове Врангеля. Первым совершил посадку на льдину в районе Северного полюса бомбардировщик Ту-6 (82 градуса 51 минута северной широты и 172 градуса 30 минут восточной долготы).
Затем 7 мая 1948 три Ла-11 в сопровождении лидера Ту-6 вылетели на льдину и совершили благополучную посадку 8 мая. Выполнив несколько полетов со льдины, они вернулись назад. Позже было выполнено еще несколько таких экспедиций, а затем Ла-11 стали регулярно нести вахту по охране северных границ СССР (рис.1.127) В конце 40-х годов на дрейфующей льдине базировался полк истребителей Ла-11 [426].
Рис.1.127. Ла-11 на взлетных лыжах выруливает на ледовую взлетную полосу
В первой половине 50-х годов основу парка отечественной Полярной авиации составляли самолеты Ли-2, Ил-12 и Ан-2 (рис.1.128), применялись вертолеты Ми-1 и Ми-4. В 1955 году два вертолета Ми-4 совершили перелет из Москвы до полярной станции СП-5, покрыв расстояние свыше 5000 км. После года работы в арктических условиях был совершен их обратный перелет [167]. В годы Холодной войны в военных целях использовались полярные дрейфующие станции для создания на льдинах аэродромов стратегических бомбардировщиков, а также установки акустических маяков для атомных субмарин.
С целью приближения аэродромов базирования ударной авиации к территории потенциального противника в СССР проводилось освоение дальней авиацией ледяного купола Арктики. В тот период времени прорабатывалась идея использования в качестве аэродромов дозаправки полосы на дрейфующих ледовых островах. Выполнялись полеты со льда бомбардировщиков Ил-28 и Ту-16.
Рис.1.128.Самолет Ан-2 на лыжах
Первые полеты стратегической авиации в Арктике не принесли желаемого результата. Посадки на лед показали, что при торможении тяжелую машину заносило в стороны. Кроме того, высокое содержание соли во льду делало его рыхлым, из-за чего при взлете и посадке начиналась такая сильная тряска, что было невозможно контролировать показания приборов. Тем не менее, 23 мая 1958 г. на ледовый аэродром в районе дрейфующей полярной станции СП-6 осуществили посадку бомбардировщики Ту-16 и Ту-95.Во время взлета Ту-16 занесло в правую сторону, и самолет консолью крыла зацепил стоявший неподалеку Ил-14. Оба самолета получили повреждения, им требовался серьезный ремонт. Восстановить правую плоскость бомбардировщика в «полевых» условиях Арктики было невозможно, а столкнуть машину в ледовитый океан мешали торосы высотой до 16-20 м. В сентябре 1958 г. Ту-16 обнаружил канадский самолет-разведчик, и в западной прессе стали писать о возможном оборудовании советских стратегических баз в нейтральной зоне вблизи американского континента.
Почти год (до 16 апреля 1959 г.) дрейфовал Ту-16 вместе с полярниками в Северном Ледовитом океане. За это время размеры льдины уменьшились почти вдвое, и взлет с нее стал невозможен. Когда ветры и течения стали сносить полярную станцию в Гренландское море, было принято решение об уничтожении самолета после демонтажа оборудования и двигателей. После этого случая бомбардировщики Ту-16 на ледовые аэродромы в Арктике больше не садились.
В 1958 году пара Ту-95 успешно села на аэродром на дрейфующей льдине, при этом некоторые трудности вызывало торможение огромных самолетов во время пробега по льду [34].
После окончания заводских испытаний, самолет Ил-18 совершил 21 - 23 марта 1958 года дальний перелет по маршруту Москва - Иркутск - Петропавловск - Камчатский - станция СП-6 - бухта Тикси - Москва, преодолев около 18000 км со средней скоростью 650 км / ч за 27 ч 34 мин полетного времени [35, 424, 425].
Опыт строительства полярных аэродромов в последствии пригодился для посадки тяжелых транспортных самолетов Ан-12 на Северном полюсе. При освоении Арктики в то время использовались самолеты Ил-14 арктического исполнения (они поддерживали регулярную связь между Большой землей и полярными станциями, вели разведку льдов, выполняли научные и транспортные работы).
24 октября 1958 г самолет Ил-12 с бортовым номером СССР-Н-440 впервые прошел над Южным полюсом.
Доставкой грузов на арктическую станцию СП-8 5 апреля 1960 года начались регулярные полеты транспортного самолета Ан-12 на Северный полюс (рис.1.130). 15 декабря 1961 г. самолеты Ил-18 и Ан-12 вылетали в Антарктиду. В Мирном колеса Aн-12 заменили на лыжи, которые привезли с собой. 3атем самолет с учеными на борту выполнил ряд полетов по неизученным районам Антарктиды, в том числе с посадками на выбранные с воздуха площадки (рис.1.131) [175].
Рис.1.129.Самолет Ил-14 на ледовом аэродроме
Рис.1.130. Самолет Ан-12 на ледовом аэродроме
Рис.1.131. Испытания самолета Ан-12 на лыжном шасси
Однажды в 1962 году на посадочную площадку СП-11 произвел посадку американский самолет. В том году был выполнен испытательный полет сверхзвукового бомбардировщика Ту-22РД через Северный полюс - с двумя дозаправками экипаж находился в воздухе 9 часов 48 минут [427].Тогда же был испытан вариант самолета Ил-14П с убирающимся лыжным шасси, способный взлетать и садиться на ограниченные, в том числе и выбранные с воздуха, ледовые площадки. С 1960-х годов самолеты Ил-18 и Ил-18Д выполняли большой комплекс работ по освоению Арктики и Антарктиды (рис.1.132).
Рис.1.132.Дрейфующая научно-исследовательская станция СП-16, 1968г.
В годы холодной войны рассредоточение стратегической авиации планировалось на оперативных аэродромах арктической группы, откуда до жизненно важных объектов Северной Америки было намного ближе. Два раза в год проводились масштабные учения, в ходе которых летчики Дальней авиации получали опыт действий с арктических, в том числе и ледовых аэродромов. Но ни один из них так и не вступил в строй действующих, предназначенных для несения боевого дежурства.
В первой половине 1970-х г.г. для обеспечения высокоширотных арктических экспедиций начали применяться самолеты Ил-76Т. Весной 1977 г. участников экспедиции "Север - 77" сняли с дрейфующей станции СП-22 и доставили на материк самолетом Ил-18, впервые проработавшим весь сезон в Арктике. В августе 1977 г. был создан отряд самолетов Ан-26 для обслуживания экспедиций Института Арктики и Антарктики, работавших на Северной Земле и Новосибирских островах. Экипажам этого подразделения довелось обеспечивать и дрейфующие станции "Северный полюс". Так, в канун Нового 1978 г. на одной машине этого отряда полярникам СП-22 и СП-24 привезли подарки «Большой земли», в т.ч. три пушистых елки.
Самолетам этого типа приходилось выполнять регулярные рейсы с самых разнообразных аэродромов, в т.ч. с замерзших рек, где толщина льда достигала 1 м. Первая посадка на такую полосу была выполнена в феврале 1976 г. на Нижней Тунгуске возле эвенкийского поселка Ербогачене.
В декабре 1983 года для снабжения арктической дрейфующей станции СП-25 (рис.1.133), ушедшей далеко за полюс - в Западное полушарие, впервые был применен транспортный самолет Ил-76Т. В 1984 году с самолетов Ил-76Т в сложных метеоусловиях, когда сильная облачность полностью закрывала льдину, был произведен точный сброс на парашютах для новой научной станции СП-27 людей и научных грузов, в т.ч. панелей для щитовых домиков, гусеничного трактора, большого количества топлива, продовольствия и различного оборудования. В 1986 году во время демонстрации возможностей стратегического маневрирования самолеты Ту-95МС из Семипалатинска совершили полет к границам США и Канады через Северный полюс.
Рис.1.133.Полярная станция СП-26
Традиционно тройка американских перехватчиков F-15 в сопровождении танкера KC-135 встречала советские ракетоносцы Ту-95МС километров через 200 - 300 после прохода точки Северного полюса и поочередно дозаправляясь, вели их, не долетая километров 300 до территориальных вод СССР [168].
В декабре 1986 - январе 1987г.г. самолетами Ил-76Т был успешно применен новый способ десантирования грузов (на легких парашютных платформах) при их доставке на дрейфующие станции СП-27 и СП-28. За пять вылетов на эти станции было доставлено около 100 т различного научного оборудования, топлива и продовольствия. Полеты проходили в полярную ночь, в сильные морозы и при большой удаленности станций от аэродрома базирования в Тикси.
В мае 1987 года самолет (ледовый разведчик) Ил-24Н вел ледовую разведку для атомного ледокола Сибирь, шедшего на эвакуацию дрейфующей станции СП-27 [36]. В мае 1988 года на самолете Ил-76ТД была выполнена парашютно-десантная операция в Арктике, во время которой около 175 т грузов были доставлены за 7 полетов на парашютных системах полярникам дрейфующих станций СП-28 и СП-29, находившихся на большом удалении от материка. В октябре 1988 года транспортные самолеты Ан-26 привлекались для переброски грузов из Ленинграда в Певек для отправки их морскими судами на арктическую станцию СП-31 морским путем [22]. 1 декабря 1990 года транспортный самолет-гигант Ан-124 выполнил кругосветный перелет по маршруту Австралия - Южный полюс - Северный полюс - Австралия протяженностью 50005 км за 72 часа 16 минут летного времени [179].
Экспедиции на дрейфующих станциях проводились ежегодно до 1990 года. Последняя экспедиция была подготовлена, но за две недели до выезда финансирование неожиданно закрыли. В 2006 году полярные исследования с помощью дрейфующих станций были продолжены (рис.1.134-1.136).
Рис.1.134. Посадка самолета на полярный ледовый аэродром
С проблемой обеспечения несущей способности ледяного покрова в 1942г.сталкивались водители грузовиков при эксплуатации Ладожской трассы "Дороги жизни". Соединяющей блокадный Ленинград с неоккупированной территорией. При этом возникли, казалось бы, парадоксальные случаи,
Когда тяжело загруженные автомобили, поставляющие в город продовольствие благополучно проходили по трассе, а легкие автомашины с изголодавшимися людьми при эвакуации проваливались под лед. Как выяснилось позже, причиной этому являлось возникновение резонансных ИГВ при соответствующей скорости движения нагрузки (скорость облегченных автомобилей, в отличие от тяжелых грузовиков, была близкой к резонансной [25]).
Рис.1.135. Арктическая дрейфующая станция СП-34
Рис.1.136. Самолет Ан-74 на ледяном аэродроме
На сегодняшний день в России накоплен богатый опыт использования дрейфующих льдин в качестве ледовых аэродромов. Тем не менее, для обустройства и повышения безопасности эксплуатации ледяных аэродромов в работе разработаны и приведены описания новых способов , основанных на использовании закономерностей распространения резонансных ИГВ, законов термодинамики, и положений гидродинамики, теории упругости и строительной механики.