Экранный эффект или эффект влияния земли — эффект резкого увеличения подъемной силы крыла и других аэродинамических характеристик летательного аппарата при полёте вблизи экранирующей поверхности (воды, земли и др)[1]. Открыт в середине 20-х годов XX века.
Экранный эффект — это та же воздушная подушка, только образуемая путём нагнетания воздуха не специальными устройствами, а динамически набегающим потоком воздуха.[2] То есть «крыло» таких аппаратов создаёт подъёмную силу не только за счёт уменьшения давления над верхней плоскостью (как у «нормальных» самолётов), а за счёт повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах (меньше аэродинамической хорды крыла).
Эффект экрана связан с тем, что возмущения (рост давления) от крыла достигают земли (воды), отражаются и успевают дойти до крыла. Таким образом, рост давления под крылом получается большим. Если принять скорость распространения волны давления равной скорости звука, то из равенства времени прохождения волной давления расстояния 2h времени пролета хорды крыла следует, что экранный эффект начинает проявляться с высоты
,
где l — ширина крыла (хорда крыла), V — скорость звука, h — высота полёта, v — скорость полёта.
Чем шире крыло, ниже скорость полёта и высота — тем выше экранный эффект. Например, максимальная дальность полёта экранолёта «Иволга» на высоте 0,8 м составляет 1150 км, а на высоте 0,3 метра с той же нагрузкой — уже 1480 км.
Традиционно на скоростях полётов самолетов у самой земли принято считать высотой действия экрана половину хорды крыла. Это даёт высоту порядка метра. Наиболее сильно экранный эффект проявляется у дельтапланов из-за малой полетной скорости (порядка 10 м/сек) и большой хорды крыла. У достаточно больших экранопланов высота полёта «на экране» может достигать 10 и более метров.
Центр давления (общая точка приложения силы) экранного эффекта находится ближе к задней кромке, центр давления «обычной» подъёмной силы — ближе к передней кромке, поэтому, чем больше вклад экрана в общую подъёмную силу, тем больше центр давления смещается назад. Это приводит к проблемам балансировки. Изменение высоты меняет балансировку, изменение скорости — тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Поэтому управление экранопланом требует специфических навыков.
Как создать экранный эффект, экранный эффект крыла.