Программы
Экраноплан принцип работы. «Монстр» против «Пеликана»: Боевые экранопланы. Исключение из правила

Экраноплан принцип работы. «Монстр» против «Пеликана»: Боевые экранопланы. Исключение из правила

Говорят, что в этот день в ЦРУ все общались исключительно самыми грязными ругательствами. Во время проявки кадров, снятых самолётом-разведчиком U-2, в акватории Каспийского моря было замечено нечто невероятное. Судя по фотографиям, над поверхностью моря летел гигантский самолёт со скоростью около 500 километров в час. Тогда это чудо техники и получило прозвище "Каспийский монстр", а американские разведчики начали разработку по советским экранопланам, едва ли не самым удивительным военным машинам того времени.

Как летит экраноплан

Обычный самолёт для полёта использует подъёмную силу, возникающую за счёт разницы давления над и под плоскостью крыла. По верхней кромке крыльев (в зависимости от угла атаки) воздушный поток проходит быстрее, а под нижней - медленней. Из-за этого сверху от крыльев давление меньше, чем под ними, что и выталкивает летательный аппарат вверх. При этом при снижении самолёта, почти у самой земли, может возникнуть интересный эффект. Его называют экранным, так как поверхность (взлётная полоса или водная гладь) также могут замедлять поток движения воздуха под крылом - и з зоны высокого давления он смещается в зону низкого, но тормозится теперь не только плоскостью крыла, но и приближающейся землёй.

В итоге самолёт словно садится на "воздушную подушку", что приводит к ещё большему нарастанию давления и смещению его от передней части крыльев, как бывает при обычном полёте, к задней. В полётах ранней эпохи воздухоплавания это приводило к тому, что самолёт "клевал носом" при посадке, а то и вовсе совершал сальто. Проблему решили, разместив крылья над кабиной и поставив самолёт на шасси. Но впоследствии инженеры подумали: "А почему бы не применить экранный эффект для движения самого летательного аппарата?"

И создали экранопланы. Мы не случайно упомянули воздушную подушку. Экранопланы ближе всего именно к морским судам, использующим этот принцип. Только воздушная подушка экраноплана создаётся не путём нагнетания воздуха специальными устройствами, а набегающим потоком. Давление под нижней плоскостью крыла повышается, что удерживает технику в полёте над поверхностью воды.

Создаются такие условия только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров), именно поэтому экранопланы используются преимущественно над водой. Они могут летать и над обычной поверхностью, только она должна быть ровной, без деревьев и сильных искривлений рельефа. Например, над поверхностью высохшего солёного озера экраноплан будет летать без проблем.

Из-за специфики полёта управлять экранопланом сложно. Обычному пилоту, пересевшему в кабину такой машины, будет крайне непривычно. Здесь всё иначе: изменение высоты меняет балансировку летательного аппарата, изменение скорости - тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Однако у экраноплана есть множество плюсов по сравнению с современными самолётами и судами, так как они сочетают в себе качества как тех, так и других:

экранолёты гораздо безопаснее обычных самолётов, так как в случае обнаружения неисправности в полёте амфибия может сесть на воду даже при сильном волнении;
экранопланы быстрее судов на воздушной подушке, так как достигают скорости в 500 километров в час;
экранопланы экономичнее, чем самолёты, из-за специфики полёта ;
экранопланам не нужен аэродром.

Наша школа

В конструкциях экранопланов выделяют две основные школы - советскую, созданную Ростиславом Алексеевым, и западную, первенство в которой принадлежит немецкому, а затем и американскому (после Второй мировой он был перевезён в США, где и трудился до самой смерти) конструктору Александру Липпишу (Alexander Lippisch).

Немецкие экранопланы всегда делались как треугольные летающие крылья, чаще всего без хвостового оперения, устойчивые, но неспособные развить высокую скорость. Советские, а потом и российские разработки, напротив, опирались на прямое крыло. Такая схема требует дополнительных усилий по стабилизации конструкции, но позволяет двигаться с большими скоростями и в самолётном режиме. Есть ещё и тандемная схема, но она пока почти не вышла за рамки теоретической авиации.

Ростислав Алексеев, главный конструктор экранопланов в мире, был кораблестроителем, мечтавшим о настоящем полёте и воплотившим свои мечты в реальность. В 1935 году он поступил в Горьковский индустриальный институт имени Жданова, а в октябре 1941 года (в связи с началом войны экзамены отложили) защитил дипломную работу по теме "Глиссер на подводных крыльях".

Во время войны он работал в должности контрольного мастера выпуска танков на заводе "Красное Сормово". В 1942 году было принято решение о выделении Алексееву помещения и людей для работы по созданию боевых катеров на подводных крыльях. Вчерашний выпускник, он смог заразить своей идеей всех, убедить в возможности заставить катер "летать". В проект Алексеева поверило и управление кораблестроения ВМФ, ему были выделены средства.

Меня так вдохновила забота о моём проекте, это был такой могучий заряд уверенности в необходимости задуманного, что его хватило на десятилетия. Ведь подумать только, ещё в разгаре война, всё подчинено лозунгу "Всё для фронта!", каждая пара рук на счету, а люди думают о завтрашнем мирном дне

Ростислав Алексеев

Разработка затянулась на долгие годы, уже после войны в 1957 году Алексеев представил судно на подводных крыльях "Ракета" на суд мировой общественности, приведя корабль в Москву в дни Международного фестиваля молодёжи и студентов. С этого момента в мире началось скоростное судостроение. Все советские суда на подводных крыльях - "Метеоры", "Буревестники", "Кометы" - построены Ростиславом Алексеевым.

Рождение монстра

Алексеев начал создавать экранопланы в 1962 году. При этом он видел своей задачей совмещение в экраноплане возможностей обычного самолёта и, собственно, экранолёта. По его задумке, использовать эту технику предполагалось как над поверхностью воды, так и на высоте до 7500 метров. Для проверки возможностей экранопланов им была создана экспериментальная модель КМ "Корабль-макет". Однако зарубежные специалисты расшифровали эти буквы по-своему "Каспийский монстр" (Kaspian Monster).

Экраноплан имел размах крыла почти 38 метров, длину 92 метра, максимальную взлётную массу 544 тонны. До появления самолёта Ан-225 "Мрия" это был самый тяжёлый летательный аппарат в мире. 22 июня 1966 года, перед рассветом, с волжского причала спустили на воду самый крупный на то время летательный аппарат на планете.

Сразу после выпуска с завода встала проблема перемещения экраноплана к месту испытаний. Почти месяц полупритопленный, с отстыкованным крылом, накрытый маскировочной сеткой экраноплан буксировали по Волге из Горького на полигон в Каспийск. По соображениям секретности шли только ночью, днём "монстр" отдыхал в тени маскировочной сетки.

В 1966 году "Каспийский монстр" наконец вышел на испытания, которые проводились на специально созданной испытательно-сдаточной станции на Каспийском море в районе города Каспийска (Дагестан). Долгих 15 лет шли тесты этого чуда техники, пока не случилась авария в 1980 году из-за ошибки пилотирования. Обошлось без жертв, более того, экраноплан ещё неделю оставался на плаву, однако попыток спасти его предпринято не было. Он так и затонул в Каспийском море.

Первый полет "Орлёнка"

В начале 70-х годов конструкторское бюро Алексеева получает заказ на создание военного экраноплана, и 3 ноября1979 года первый в мире десантный корабль-экранолёт "Орлёнок" был принят как боевая единица в состав военно-морского флота. Он получил штатный номер МДЭ-160 (малый десантный экраноплан).

"Орлёнок" имел вовсе не маленькое полное водоизмещение в 122 тонны, развивал скорость в 216 узлов и мог перевозить 200 десантников в полной боевой выкладке или 28 тонн груза. Малый десантный экраноплан предназначался для переброски морских десантов на дальность до 1500 километров, с возможностью взлёта при высоте волн до двух метров. Погрузка и выгрузка людей и техники осуществлялись через откидывающуюся вправо носовую часть.

Всего было создано пять таких уникальных для своего времени машин. К сожалению, в 1984 году умер министр обороны Дмитрий Устинов, который поддерживал идею строительства флота десантных экранопланов. Новый министр обороны Сергей Соколов закрыл программу, пустив высвободившиеся деньги на строительство атомных подводных лодок. Но даже это не остановило процесс создания одного из самых уникальных военных транспортных средств в мире - экраноплана "Лунь".

"Лунь" - птица гордая

Ростислав Алексеев уже не увидел полёта этого экраноплана, ставшего выражением всех его идей и мыслей. 14 января 1980 года, находясь на испытаниях модели нового пассажирского экранолёта, во время спуска на воду он получил травмы. Две операции не помогли, и самый главный творец экранопланов в мире скончался 8 февраля 1980 года. В это время конструкторские работы по проекту "Лунь" уже были завершены, оставалось дождаться начала строительства.

В 1983 году был заложен первый и, как потом окажется, последний тяжёлый ударный экраноплан -ракетоносец проекта 903. В 1986 году эта поражавшая воображение махина была готова. Ставший продолжением идей "Каспийского монстра" экраноплан был предназначен для борьбы с надводными кораблями путём нанесения ракетного удара в условиях слабого противодействия со стороны средств воздушного нападения врага.

По сути, "Лунь" - это охотник на авианосцы, способный с огромной скоростью подойти к ордеру противника и отстреляться ракетами, оставаясь в зоне недосягаемости. Вооружённый шестью пусковыми установками с противокорабельными ракетами "Москит", "Лунь" мог нанести свой удар с расстояния в 120 километров, при этом пролетев над водой до 2000 километров, оставаясь практически невидимым для радаров противника.

Размах крыла этой птицы 44 метра, а площадь - 550 квадратных метров. Внутри крыла находятся четыре отсека с топливом для восьми двигателей НК-87. Длина этого экраноплана 73 метра, а высота сравнима с пятиэтажным домом - 19 метров.

Изначально планировалось создать восемь ракетных экранопланов типа "Лунь", однако из-за финансовых проблем и военной нецелесообразности эти планы реализовать не удалось. В настоящее время "Лунь" списан и законсервирован в сухом доке на территории завода "Дагдизель " в Каспийске. Вся секретная электроника пылится на секретных складах, откуда, наверное, больше никогда не будет возвращена. Можно посмотреть на это чудо советской инженерной мысли из космоса, пройдя по ссылке в Google-карты и вбив следующие координаты (42°52′54″ с.ш. 47°39′24″ в.д.).

За рубежом

Самым громким зарубежным проектом стал Boeing Pelican - военный экраноплан с возможностью переброски 1200 тонн за раз. Дальше разработок он не пошёл, концепция оказалась слишком огромной и малореализуемой даже по меркам не особо считающих деньги американских военных.

Аппарат должен был совершать полёт на высоте около десяти метров над морем, имея возможность подниматься на высоту в 6000 метров для полётов над сушей или обхода штормов. За один раз Pelican смог бы поднять до 17 танков M1 Abrams или почти 200 морских 20-футовых контейнеров. Однако с 2013 года об этом проекте ничего не слышно.

Была информация о постройке крупного экраноплана Южной Кореей, однако и этот проект в настоящее время заморожен.

Современное состояние

В настоящее время серьёзного производства экранопланов в России нет. Есть разрозненные компании, занимающиеся созданием небольших экранолётов. Время от времени возникают идеи о возрождении советской школы, однако они так и остаются не более чем прожектами. Более того, в России полностью отсутствует нормативно-правовая база, регламентирующая эксплуатацию экранопланов. Производители этого вида техники столкнулись с трудностями: им не удаётся собрать полный комплект разрешений на использование такого вида транспорта. Причём ни по одному из трёх назначений экранопланов: военному, спасательному и гражданскому. Огромное количество различных бюрократических организаций и отсутствие чёткой правовой базы превращают рядовую ситуацию по сертификации воздушного судна в неразрешимую проблему.

В России до сих пор даже не смогли решить проблему перевозки "Луня" и организации музея. Так до сих пор он и ржавеет потихоньку, начиная разваливаться на куски. У огромной страны не нашлось возможностей ни на сохранение советских технологий, ни на их перевод на гражданские коммерческие рельсы.

Однако вполне возможно, что сейчас экранопланы могут получить новое развитие. Дело в том, что для освоения Арктики они станут одним из наиболее удобных вариантов - способные преодолевать большие расстояния, не обращая внимания на то, лёд или вода находятся у них под крылом. Посмотрим, может быть, уже скоро мы вновь увидим низкий полёт этих удивительных аппаратов.

Экранопланы, или экранолеты, - летательные аппараты, высота полета которых лежит в пределах ширины (хорды) крыла.

Можно предложить такое упрощенное объяснение принципа полета экраноплана. При полете на малой высоте возмущение воздушного потока, распространяющееся от поверхности крыла, достигает поверхности воды или земли. Далее происходит отражение и обратное движение. Если отраженная волна возмущения достигнет крыла, то давление в этой области возрастет, что приведет к увеличению подъемной силы. Под крылом создается как бы «динамическая» воздушная подушка. Так как скорость передачи возмущения в воздухе равна скорости звука, то «эффект экрана» будет проявляться на высотах H = ba /2V , где Н - высота полета, b - хорда крыла, a - скорость звука, V - скорость движения аппарата.

Можно утверждать, что идея создания экраноплана была заимствована у природы. Наблюдения позволили установить, что летучие рыбы при своем полете используют экранный эффект.

Испытатели столкнулись с эффектом влияния подстилающей поверхности «экрана» в начале XX века. Малые скорости движения первых самолетов требовали значительной площади крыла. При расположении крыла в нижней части фюзеляжа пролет над полем при посадке получался очень долгим. Первый экраноплан был построен Т. Кларио (Финляндия) в 1935 году. С 1940-го по 1960 год А. Липишем (Австрия), Х. Вейландом (Швейцария), В. Б. Корягиным (США) были предложены разнообразные конструкции экранопланов. Несмотря на многочисленные проекты, до сих пор широкого распространения экранопланы не получили, главным образом из-за трудностей обеспечения безопасного полета в условиях существования на пути следования препятствий. Важной проблемой остается обеспечение устойчивости полета. Многочисленные аварии опытных экранопланов происходили при полете в условиях встречного или бокового ветра.

Исследование влияния подстилающей поверхности на характеристики крыла позволили подобрать алгоритм обеспечения безопасного полета. Наиболее удачные летательные аппараты на экранном эффекте были построены Р. Е. Алексеевым (СССР) в 60-е годы прошлого века. Наиболее известные - экранопланы Алексеева «Орленок», «Лунь» и КМ - «Корабль-макет» («Каспийский монстр»). Последний имел максимальный взлетный вес 544 тонны при полезной нагрузке 300 тонн и максимальной скорости движения 500 км/ч.

Алексеев Ростислав Евгеньевич - кораблестроитель, создатель судов на подводных крыльях и экранопланов. Дважды совершил революцию в мировом судо- и авиастроении.

(от французского «ecran » — экран, щит и «planer » — парить, планировать) – транспортное (боевое) средство, способное летать на высотах, равных 0.05 – 0.2 ширины крыла, над поверхностью воды, льда или ровных участков суши. Основной особенностью экраноплана, отличающей его от самолёта, является то, что аэродинамическая и конструктивная компоновки обеспечивают ему возможность движения на относительно малой высоте за счёт сочетания поддува под крыло и влияния так называемого эффекта экрана – созданной воздушной подушки. При этом происходит повышение давления на нижней поверхности крыла за счёт скоростного напора, созданного двигателями и встречным потоком воздуха, и разряжением воздуха над верхней поверхностью крыла. В результате этого увеличивается подъёмная сила крыла на низких скоростях, то есть при взлёте и посадке.О признанном российском приоритете в экранопланостроении свидетельствует тот факт, что в Вашингтоне, в Галерее выдающихся личностей XX века, помещен портрет Ростислава Евгеньевича Алексеева. Именно ему принадлежит пальма первенства в создании нового вида транспортного средства – с использованием эффекта экрана.

Создать экраноплан, который мог бы летать над пустыней и водой, снегами и льдами, мечтал еще известный авиаконструктор и изобретатель П.И. Гроховский. В 1932 году он разработал проект двухмоторного экраноплана-амфибии.

Нельзя не отметить, что экранопланами занимались также многие иностранные инженеры-энтузиасты. В Финляндии это был Т. Каарио, в Америке – Д. Уорнер, в Германии – А. Липпиш, в Швеции – И. Троенг. Однако сам эффект динамической воздушной подушки, образующейся между крылом и поверхностью, был обнаружен Игорем Ивановичем Сикорским .

И самолёт, и корабль

Согласно определению, сформулированному Международной морской организацией (ИМО) во «Временном руководстве по безопасности экранопланов», – это многорежимное судно, которое в своем основном эксплуатационном режиме летит с использованием «экранного эффекта» над водной или иной поверхностью, без постоянного контакта с ней, и поддерживается в воздухе главным образом аэродинамической подъемной силой, генерируемой на воздушном крыле (крыльях), корпусе или их частях, которые предназначены для использования действия «экранного эффекта». По классификации ИМО, экранопланы относятся к морским судам.

Сам эффект экрана связан с тем, что возмущения (рост давления) от крыла достигают земли (воды), отражаются и успевают дойти до крыла. По сути, экранный эффект – это та же воздушная подушка, только образуемая путем нагнетания воздуха не специальными устройствами, а набегающим потоком, что ведет к большому росту давления под крылом. Скорость распространения волны давления равна скорости звука.

«Крыло» таких аппаратов создает подъемную силу за счет разреженного давления над верхней плоскостью (как у обычных самолетов) и дополнительно за счет повышенного давления под нижней плоскостью, что возможно только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров). Эта высота соизмерима с длиной средней аэродинамической хорды (САХ) крыла.

Чем больше САХ крыла, ниже скорость полета и высота – тем выше экранный эффект.

Как показал отечественный опыт эксплуатации экранопланов, они объединяют в себе лучшие качества судна и самолета. Экранопланы могут эксплуатироваться в различных физико-географических условиях, в том числе и тех, которые недоступны для обычных судов. Наряду с более высокими гидроаэродинамическим качеством и мореходностью, чем у других скоростных судов, экранопланы всегда обладают и амфибийными свойствами. Помимо водной глади они способны передвигаться над твердой поверхностью (земля, снег, лед) и базироваться на ней. Экранопланы специальной конструкции, способные на длительное время отрываться от экрана и переходить в «самолетный» режим полета, называются экранолетами.

Эффект экрана

Для всех экранопланов основным режимом эксплуатации является полет в непосредственной близости к поверхности с использованием «экранного эффекта». Учитывая, что условия эксплуатации экранопланов близки к условиям эксплуатации судов, совместным решением ИМО и Международной организации гражданской авиации (ИКАО) экраноплан рассматривается не как самолет, который может плавать, а как судно, способное летать. В данном случае эксплуатация экранопланов регламентируется в основном «Международными правилами предупреждения столкновений судов на море».

Так как экранопланы обладают способностью увеличивать высоту полета за пределы действия «экранного эффекта», а также летать на высотах, где действуют авиационные правила, то для разделения сферы юрисдикции ИМО и ИКАО все экранопланы по их способности и наличию разрешения на эксплуатацию за пределами высоты действия «экранного эффекта» разделены в Руководстве на три типа:

– Тип А – судно, которое сертифицировано для эксплуатации только внутри зоны действия «экранного эффекта». Такие суда во всех режимах эксплуатации подчиняются требованиям ИМО;

– Тип В – судно, которое сертифицировано кратковременно и на ограниченную величину увеличивать высоту полета за пределы действия «экранного эффекта», но на расстояние от поверхности, не превышающее 150 м (для перелета через другое судно, препятствие или иных целей). Также подчиняется требованиям ИМО. Максимальная высота такого «перелета» должна быть меньше, чем минимальная безопасная высота полета воздушного судна по требованиям ИКАО (над морем – 150 м). Ограничение высоты в 150 м контролируется ИКАО;

– Тип С – судно, сертифицированное для эксплуатации вне зоны действия «экранного эффекта» при высоте, превосходящей 150 м. Подчиняется требованиям ИМО во всех режимах эксплуатации, кроме «самолетного». В «самолетном» режиме безопасность обеспечивается только требованиями ИКАО, с учетом особенностей экранопланов.

Достоинства и недостатки

Все экранопланы обладают рядом неоспоримых достоинств:

— высокая живучесть: современные экранопланы гораздо безопаснее обычных самолетов, так как в случае обнаружения неисправности в полете амфибия может сесть на воду даже при сильном волнении. Причем это не требует совершения каких-либо предпосадочных маневров и может быть осуществлено просто сбросом газа (например, в случае неисправности двигателей). Также и сама неисправность двигателя зачастую не столь опасна для крупных экранопланов ввиду того, что они имеют несколько двигателей, разделенных на стартовую и маршевую группу, и неисправность двигателя маршевой группы может быть компенсирована запуском одного из двигателей стартовой группы;

— достаточно высокая скорость – от 200 до 600 км/ч и более – экранопланы по скоростным, боевым и грузоподъемным характеристикам превосходят суда на воздушной подушке, суда на подводных крыльях;

— у экранопланов высокая экономичность и более высокая грузоподъемность по сравнению с самолетами и вертолетами, так как подъемная сила складывается с силой, образующейся от экранного эффекта;

— для использования в военных целях немаловажна малозаметность экраноплана на радарах вследствие полета на высоте нескольких метров, быстроходность, низкую угрозу противокорабельных мин;

— для экранопланов не важен тип поверхности, создающей эффект экрана – они могут перемещаться над замерзшей водной гладью, снежной равниной, над бездорожьем и т.д.; как следствие, они могут перемещаться по «прямым» маршрутам, им не нужна наземная инфраструктура: мосты, дороги и т.д.;

— экранолеты относятся к безаэродромной авиации – для взлета и посадки им нужна не специально подготовленная взлетная полоса, а лишь достаточная по размерам акватория или ровный участок суши.

Вместе с тем экранопланам, как и всем техническим аппаратам, присущи и недостатки.

Это прежде всего недостаточная маневренность, невозможность полета над неровной поверхностью (этого недостатка лишен экранолет). Управление экранопланом более сложное, чем обычным самолетом, что требует специальной подготовки и специфических навыков пилотов. Кроме того, процедура старта требует наличие дополнительных стартовых двигателей либо особые стартовые режимы для основных двигателей, что ведет к дополнительному расходу топлива.

Теоретическими разработками, проектированием, созданием и эксплуатацией экранопланов отечественные ученые, конструкторы и испытатели занимаются уже более 70 лет.

Среди разработок экранопланов советского периода можно выделить две доминирующие группы

— конструкции Центрального конструкторского бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ по СПК) под руководством Ростислава Алексеева;

— конструкции Роберта Бартини в авиационном КБ им. Г.М. Бериева в Таганроге (1968–1974).

Работы ЦКБ Ростислава Алексеева

В 1941 году Ростислав Алексеев защитил дипломную работу «Глиссер на подводных крыльях», а в 1951 году за разработку и создание судов на подводных крыльях он был удостоен Сталинской премии. От идеи судов на подводных крыльях Алексеев продвинулся вплотную к разработке аппарата, способного передвигаться по воде на скоростях, намного превышающих скорости обычных судов.

В начале 60-х годов в Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ по СПК) в лабораторных условиях проводились исследования экранного эффекта на малых буксируемых моделях и самоходных пилотируемых аппаратах.

Для работ по экранной тематике требовалась оснащенная научно-экспериментальная база, и на Горьковском водохранилище была построена специальная испытательная станция (база) ИС-2 с комплексом уникальных сооружений, многие были специально созданы для исследований особенностей экранного эффекта.

22 июля 1961 года на испытательной станции ИС-2 был выполнен первый полет первого отечественного экраноплана (экранолета) СМ-1. В первом испытательном полете СМ-1 пилотировал сам главный конструктор аппарата и начальник ЦКБ по СПК Р.Е. Алексеев. К осени 1961 года техника пилотирования экраноплана была освоена до высокой степени уверенности в надежности аппарата. Алексеев пригласил заместителя председателя Совета министров СССР, председателя Комиссии президиума Совета министров СССР по военно-промышленным вопросам Д. Ф. Устинова, председателя Госкомсудостроения Б.Е. Бутому и Главкома ВМФ С.Г. Горшкова на демонстрационные полеты СМ-1.

Демонстрация оказалась настолько убедительной, что высокие гости выразили желание прокатиться на экраноплане, под личную ответственность Р.Е. Алексеева.

По предложению Д.Ф. Устинова, в начале мая 1962 года была организована демонстрация экраноплана СМ-2 Н.С. Хрущеву и другим членам правительства, которая проводилась на Химкинском водохранилище под Москвой. Успешная демонстрация СМ-2 повлияла на принятие государственной программы, включающей разработку новых экранопланов, создание боевых экранопланов для ВМФ и других родов войск.

В структуре ЦКБ по СПК была организована летно-испытательная служба (ЛИС). В 1962–1965 годах осуществлялось проектирование и создание уникального, самого большого на то время в мире летательного аппарата – экраноплана КМ, получившего у американцев название «Каспийский монстр». Главным конструктором экраноплана был Р.Е. Алексеев, ведущим конструктором – В.П. Ефимов. Экраноплан имел размах крыла 37,6 м, длину около 100 м, взлетную массу 544 тонны. Это было рекордом для любого существующего летательного аппарата.

Экраноплан «КМ»

В 1972 году был построен первый реально работающий военный экранолет «Орленок», предназначенный для переброски морских десантов на дальность до 1500 км. Испытания данного экранолета проводил летчик Военно-морского флота В.Г. Ярмош. Всего в период 1977–1983 годов было построено пять экранолетов типа «Орленок»: «Дубль» – для статических испытаний, С-23, С-21, С-25, С-26. Все они вошли в состав авиации ВМФ, и на их базе была сформирована 11-я отдельная авиагруппа.

Государственная программа предусматривала строительство до 24 экранолетов типа «Орленок». Серийную сборку должны были осуществлять судостроительные заводы в Нижнем Новгороде и Феодосии. Однако этим планам не суждено было воплотиться. После ухода из жизни в 1984 году министра обороны СССР Дмитрия Устинова, курировавшего наукоемкое вооружение, все работы по выпуску и развитию этого перспективного аппарата были свернуты. Четыре изготовленных экземпляра «Орленка» до 2007 года находились в разной степени разукомплектованности на базе ВМФ в городе Каспийске. В июне 2007 года наиболее сохранившийся экземпляр был отбуксирован по Волге в Москву и установлен в музее на Химкинском водохранилище.

Экраноплан «Орлёнок»

В 1987 году первый полет совершил ударный экраноплан-ракетоносец «Лунь». Он был вооружен шестью управляемыми противокорабельными ракетами «Москит». После успешного окончания государственных испытаний «Лунь» был в 1990 году передан в опытную эксплуатацию. Распад Советского Союза привел к прекращению работ по этому направлению.

Экраноплан «Лунь»

Большой вклад в популяризацию идеи экранопланов, разработку схемных решений и проведение экспериментальных исследований моделей в аэродинамических трубах также внес известный авиаконструктор Р.Л. Бартини, который настойчиво и плодотворно работал в этом направлении в 70-е годы. В это время по проекту Р.Л. Бартини был построен и испытан противолодочный самолет-амфибия ВВА-14.

Экранопланы в России

Работы по созданию экранопланов в постсоветской России продолжились в основном небольшими частными предприятиями и длительное время без доминирующей поддержки государства. Практическая реализация различных проектов ограничилась строительством главным образом единичных или малых серий образцов легких, с взлетным весом до 10 т, экранопланов. Они вмещают 10–30 человек, имеют максимальную скорость около 200 км/ч и дальность до 1500 км. Среди них – «Акваглайд» и «Орион» нескольких модификаций, «Буревестник-24», «Волга-2», «Иволга» ЭК-12.

Экраноплан «Волга-2»

КБ «Небо плюс море» при техническом центре, руководимом летчиком-космонавтом Юрием Викторовичем Романенко, создало 24-местный экранолет «Буревестник-24» с полезной нагрузкой 3,5 т, который проходил испытания на территории Якутии.

Экраноплан «Буревестник-24»

ООО «Экранопланостроительное объединение «Орион» разработало модель экраноплана «Орион-12», и уже несколько судов заказано зарубежными партнерами.

В настоящее время проводятся всепогодные заводские испытания экраноплана «Орион-14» в различных условиях. Создававшийся первоначально в качестве патрульного экраноплана для силовых структур «Орион-14» рассматривается и как транспортное средство для гражданского применения. На «Орион-14» в отличие от «Ориона-12» изменена трансмиссия двигателей, улучшена система их охлаждения, установлены новые воздушные винты, двигатель малого хода лодочного типа, а также выполнен ряд других доработок. В конструкции «Орион-14» применяются композиционные материалы нового поколения. В составе бортового оборудования «Орион-14» увеличена доля отечественных комплектующих. «Орион-14» может работать зимой, спланированы его испытания в ледовой обстановке с торосами до 50 см, а также по ледяной шуге. По результатам испытаний экраноплана рассматривается вопрос о возможности его применения в труднодоступных районах Крайнего Севера и Дальнего Востока.

Экраноплан «Орион-14»

Кроме того, в рамках ФЦП «Развитие гражданской морской техники» на 2009–2016 годы разработан экраноплан «Орион-20». Длина аппарата – около 19,128 м, ширина – около 20 м, осадка при полной нагрузке – не более 0,7 м, максимальный взлетный вес – 10 т. Экипаж состоит из двух человек. Экраноплан способен перевозить 21 пассажира со скоростями 220–250 км/ч в режиме экраноплана и в самолетном режиме на дальность до 1600 км. «Орион-20» может использоваться для оказания срочной медицинской помощи, для переброски аварийных служб, поисковых и изыскательских партий, для патрульной службы и выполнения других задач силовых ведомств.

Экраноплан «Орион-20»

Российские регионы выражают серьезную заинтересованность в пассажирских экранопланах. Это приморские и северные регионы: Приморский край, Карелия, Якутия, Архангельская область, Камчатский край, Ненецкий АО. Потребность использования экранопланов в этих регионах определяется тем, что экраноплан – судно круглогодичной навигации. Он может пройти там, где не смогут пройти суда традиционной компоновки. По льду и снегу он перемещается как аэросани, на мелководье по желанию пилота экраноплан может взлететь до 5 м. Скорость движения при этом сопоставима со скоростью воздушных судов для местных авиалиний – до 250 км/ч.

Учитывая потребности приморских и северных российских регионов в пассажирских экранопланах, а также потребности мирового рынка, государство усилило внимание и меры государственной поддержки развитию экранопланостроения. Работы по созданию экранопланов нового поколения для внутреннего и мирового рынка вошли в федеральную целевую программу «Развитие гражданской морской техники» на 2009–2016 годы. В рамках программы, в частности, разработан проект высокоскоростного экраноплана на основе композитов, построен и испытан легкий экраноплан «Стерх-10». В ЦКБ СПК им. Р.Е. Алексеева ведется работа по созданию двух тяжелых пассажирских экранопланов А-050 и А-080 со взлетным весом 54 и 100 т, крейсерской скоростью 350–450 км/ч.

Вне программы, в инициативном порядке, различными организациями продолжают проводиться теоретические исследования, разрабатываются концепции и проекты различных аппаратов, в том числе, например, экранолета Бе-2500 со взлетным весом 2500 т и полезной нагрузкой до 1000 т.

Зарубежный подход

С началом ХХI века работы по экранопланной тематике за рубежом заметно оживились, сегодня их проводят более 10 высокоразвитых стран, в том числе Китай, США, Южная Корея, Германия, Канада, Иран, Новая Зеландия, Австралия, Сингапур. Существенная государственная поддержка оказывается этим работам в Китае, Южной Корее, Иране, Германии, Сингапуре.

К настоящему времени за рубежом построено более 50 экспериментальных, а также практических образцов экранопланов. Создателями этих экранопланов являются как отдельные исследователи, так и широко известные научно-исследовательские центры и фирмы ряда стран мира.

Иранский экраноплан «Bavar-2»

В целом в настоящее время за рубежом строят легкие экранопланы, но отчетливо проявляется тенденция к росту их размеров и грузоподъемности.

В США в начале 1990-х годов специалисты, изучив опыт СССР, пришли к выводу о значительном отставании США в области создания экранопланов. Конгресс США создал специальную комиссию для выработки концепции и рекомендаций по разработке экранопланов. В дальнейшем компания «Боинг» разработала концепцию экранолета (проект «Пеликан») для стратегических перебросок воинских контингентов и военной техники к местам конфликтов. Проект американского экранолета предусматривал длину 152 м и размах крыла 106 м. При движении на высоте 6 м над поверхностью океана (имея возможность подниматься на высоту 6000 м) «Пеликан» должен был перевозить до 1400 т груза на расстояние более 12 тыс. км.

В Китае, по данным СМИ, ведутся наиболее интенсивные работы с государственной поддержкой. Так, еще в 1995 году правительственным распоряжением создан Центр развития экранопланов. К разработке экранопланов привлекаются крупные научные и научно-технические центры и частные компании в Пекине, Гуанджоу, Гонконге, Нанкине. Производство экранопланов организовано на авиационных и судостроительных заводах в городах Чанчжоу, Цзинмэн, Шанхай и др. Завод по производству экранопланов построен на китайском острове Хайнань.

Активное участие в разработке экранопланов принимает и частный капитал. Так, акционерная компания «Гуанчжоу Тяньсян Экраноплан Компани Лимитед» с уставным фондом в 100 млн долл. в качестве одной из своих главных целей провозгласила свое будущее лидерство на мировом рынке экранопланов. Китай, с опорой во многом на базовые российские разработки, планирует в ближайшие годы построить значительное количество экранопланов, в том числе и двойного назначения. На предприятиях организуется опытное производство аппаратов грузоподъемностью от 10 до 200 т, а в перспективе после 2017 года планируется построить более 200 экранопланов. Подобные суда станут незаменимым средством для скоростного пассажирского и грузового сообщения между островами Юго-Восточной Азии. В целом, по оценке специалистов, потребности КНР могут составить более 1000 экранопланов различного назначения.

В Республике Корея по немецкой лицензии построен для коммерческой эксплуатации 50-местный экраноплан WSH-500. Правительство страны планирует инвестировать около 100 млн долл. в создание к 2019 году экраноплана коммерческого назначения грузоподъемностью 100 т и скоростью 250–300 км/ч.

Иран в отличие от других стран сосредоточился на производстве экранопланов военного назначения. В 2010 году его вооруженные силы получили первые три эскадрильи одноместных аппаратов Bavar-2. Иранский экраноплан оснащен пулеметом, прибором ночного видения, а также оборудованием для разведки местности. С борта экраноплана можно в режиме онлайн пересылать в штаб ВМС снимки местности и другие данные разведки.

Как показывает опыт отечественного и зарубежного экранопланостроения, у экранопланов большие перспективы в области пассажирских и грузовых перевозок, как международных, так и для внутренних нужд. Международные «трассы» экранопланов будут в разы короче, чем используемые сегодня железнодорожные, автомобильные или морские маршруты.

Разработаны проекты экранопланов для пассажирских грузоперевозок над акваториями и льдами Арктики. Это позволит выполнять грузоперевозки в северных портах круглогодично, независимо от сезона. В перспективе возможности экранопланов могут быть широко использованы для перевозки грузов и участников научных экспедиций в Арктике и Антарктиде.

Экранопланы имеют большие перспективы для использования в военных и других целях силовых структур, в том числе для переброски десанта и военной техники в кризисные районы, в борьбе с контрабандой и браконьерством при охране прибрежных рыбных районов силами морской пограничной охраны. Эксперты также серьезно оценивают значение использования экранопланов при борьбе с пиратством на транспортных путях.

Таким образом, можно констатировать, что к настоящему времени по отечественным разработкам экранопланов имеется научный и технический задел, построены и испытаны отдельные образцы экранопланов различных модификаций и назначений, а также накоплен опыт эксплуатации, необходимый для серийного строительства экранопланов.

Исследования, проведенные специализированными институтами, показывают, что ожидаемая высокая производительность экранопланов, обусловливающая их рентабельность, отвечает современным требованиям потенциальных заказчиков и тенденциям развития транспортных систем, поэтому коммерческие экранопланы могут быть реальностью уже в ближайшей перспективе.

Учитывая огромный опыт в проектировании и создании серии экранопланов, Россия может и должна стать мировым лидером в их производстве. Научно-технический потенциал России позволяет строить эти летательные аппараты в массовом количестве, в том числе и для продажи за рубеж. Однако чтобы развивать экранопланостроение в равных условиях с иностранными конкурентами, требуется в необходимой мере финансировать эти работы с использованием госзаказа. Иначе Россия может утратить приоритет на эти уникальные летательные аппараты и технологии.

В целом ожидается, что в ближайшей и среднесрочной перспективе наступит прорыв в области экранопланостроения. Весьма вероятно, что эти машины станут важной частью мировой транспортной системы, а в вооруженных силах ряда государств, прежде всего Юго-Восточной Азии, могут появиться оснащенные экранопланами штатные подразделения.

Не случайно создание принципиально новых типов судов почти всегда связывают с малым судостроением. Именно на небольших, сравнительно недорогих лодках и катерах удобно проводить эксперименты, причем высокие скорости достигаются при умеренной мощности механической установки. Глиссирующие катера, катамараны, суда на подводных крыльях и воздушной подушке, - все они начинались с малых судов.

Примечательно, что достигнутые успехи получали затем быстрейшее развитие на более крупных судах, дающих больший экономический эффект. Возможно, так будет и с парящими судами - экранопланами, хотя в настоящее время (в стадии экспериментов) их размеры и грузоподъемность невелики. Сейчас трудно говорить о перспективах внедрения экранопланов, но вероятные области их применения можно связать с высокими скоростями и. проходимостью этих аппаратов. Вероятно, будут созданы быстроходные патрульные экранопланы для обширных заболоченных или заросших тростником устьев рек, возможно ими заинтересуются и спортсмены.

С основными принципами конструкции и движения экранопланов, их достоинствами и недостатками, по сравнению с судами других типов, знакомит читателей статья кандидата технических наук Н. И. Белавина.

Уже более ста лет инженеры-кораблестроители, борясь за скорость, стремятся «вытащить судно из воды», поднять его в воздух - среду в 840 раз менее плотную, чем вода. Глиссирование, подводные крылья, воздушная подушка, - таковы ступени развития этой идеи, последнюю из которых занимают экранопланы, т. е. аппараты, использующие при движении эффект повышения давления воздуха под крылом вблизи водной поверхности - экрана. Кстати, экранирующей. поверхностью может быть и земля, поэтому экранопланы, как и суда на воздушной подушке, являются амфибиями: они способны выходить на сушу, преодолевать заболоченные участки, парить над замерзшими водоемами и т. д.

Построенные в настоящее время экранопланы (табл. 1) еще далеки от совершенства. Их сравнительно низкие энерговооруженность и аэродинамические характеристики обеспечивают скорость в пределах 80-150 км/час. Однако специалисты пришли к выводу, что технически вполне осуществимо повышение скорости экранопланов до 350 и более км/час.

Для сравнения возможностей экранопланов и скоростных аппаратов уже привычных нам типов используется такой наглядный показатель как аэрогидродинамическое качество K, представляющее собой отношение подъемной (полезной) силы аппарата к величине сопротивления среды (воды, воздуха) его движению. Напомнйм, что от величины К зависит необходимая для движения с заданной скоростью мощность, а следовательно, и вес энергетической установки и, что еще более важно, расход топлива .

Для глиссеров со скоростями движения 60-80 км/час гидродинамическое качество К=6÷8, для судов на подводных коыльях с близкими скоростями К=10÷12, для судов на воздушной подушке К=12÷16 (с учетом поддува 4-5), а для самолетов аэродинамическое качество K=16÷17. Для существующих экранопланов значения А составляют 19-25, а это значит, например, что для движения с одинаковой скоростью экраноплаиу требуется втрое меньшая мощность, чем глиссеру.

Дело теперь за тем, чтобы практически реализовать это теоретически бесспорное преимущество. Вероятно, пройдет еще немного времени и над нашими реками и озерами появятся летающие катера - экранопланы. И мы не будем удивляться им, как не удивляет нас вид проносящихся мимо судов на крыльях или, тем более, пролетающих самолетов.

Из истории экранопланов

По-видимому, первый из них был создан финским инженером Т. Каарио. Зимой 1932 г. над замерзшей поверхностью озера он испытал экраноплан, буксируемый аэросанями. Позднее, в 1935-1936 гг. Каарио построил усовершенствованный аппарат, уже оборудованный двигателем с воздушным винтом, а в дальнейшем постоянно совершенствовал конструкцию своих экранопланов; последнюю модификацию - «Аэросани № 8» - он испытывал в 1960-1962 гг. (рис. 1).

В 1939 г. американец Д. Уорнер, занимавшийся экспериментами по снижению сопротивления быстроходных катеров, разработал проект катера, оборудованного системой несущих крыльев (рис. 2). Для облегчения выхода на расчетный режим околоэкранного полета предполагалось оборудовать этот аппарат системой поддува с двумя мощными вентиляторами.

В 40-х годах обширные эксперименты выполнялись в Швеции под руководством И. Троенга. Были построены два экраноплана по схеме «летающее крыло» (рис. 3), т. е. катамараны с несущим крылом.

В послевоенные годы работы по созданию экранопланов развернулись в США. Начиная с 1958 г. известным авиаконструктором У. Бертельсоном были построены и испытаны три аппарата. Это «Аркоптеры» «GEM-1» (рис. 4), «GEM-2», «GEM-З», выполненные примерно по одной и той же схеме, но имеющие разную величину. Двухместный экраноплан - «летающее крыло» (рис. 5) с толкающим воздушным винтом построил Н. Дискинсон. Американская фирма «Локхид» провела испытания трех аппаратов, последний из которых («летающая лодка») показан на рис. 6.

Самоходная пилотируемая модель 1000-тонного трансконтинентального пассажирского экранопла-на «Большой Вейландкрафт» была построена по проекту X. Вейланда (рис. 7). Это - четырехтонный катамаран с двумя несущими крыльями, расположенными одно за другим (типа тандем). Во время первых летных испытаний модель разбилась.

Экраноплан «Аэрофойлбот Х-112», спроектированный А. Липпишем, построен по чисто самолетной схеме и напоминает гидросамолет (рис. 8).

В Японии созданием экранопланов успешно занимается фирма «Кавасаки». Построенный ею аппарат «KAG-З» (рис. 9) представляет собой катамаран с несущим крылом и мощным подвесным мотором. Более подробное его описание приведено в следующей статье.

В нашей стране еще в начале 30-х годов очень интересный проект двухмоторного транспортного экраноплана был разработан авиаконструктором П. И. Гроховским. В 1963 г. студентами ОИИМФ под руководством Ю. А. Будницкого построен выполненный по схеме «летающее крыло» одноместный экраноплан с двумя мотоциклетными двигателями (рис. 10).

Аэродинамика экраноплана

Положение крыла над экраном характеризуется относительной высотой:

где h - высота задней кромки крыла над экраном, а b - хорда крыла. Установлено, что влияние экрана на работу крыла начинает сказываться при h
Благодаря близости экрана уменьшается и лобовое сопротивление крыла, главным образом, за счет снижения его индуктивного сопротивления (рис. 13). Напомним, что причиной индуктивного сопротивления являются вихри, возникающие на концах крыла вследствие перетекания воздуха из-под нижней плоскости (зона повышенного давления) на верхнюю (зона разрежения). Сопротивление профиля, обусловленное силами давления и трения, с приближением крыла к экрану изменяется сравнительно мало.

С приближением крыла к экрану качество К может увеличиться в 1,5-2 и более раз по сравнению с его значением для данного же крыла, но на большой высоте; одновременно можно заметить, что при этом максимальные значения К достигаются при меньших углах атаки. Естественно, что К вблизи экрана, как и на большой высоте, сильно зависит от характеристик самого крыла. Отметим, что применяющиеся на экранопланах профили крыла по своим основным характеристикам различаются мало. На эк-раноплане «ОИИМФ-2» применен профиль с относительной толщиной С=10÷12%.

При расчете площади крыла определяющей величиной является удельная нагрузка на единицу его площади. Для существующих экранопланов величина эта сравнительно невелика (35-50 кг/м 2), что объясняется стремлением ограничить мощность двигателя экспериментального аппарата.

Устройства для повышения качестве крыла

Для повышения летных и особенно взлетно-посадочных характеристик экранопланов их крылья оборудуют (рис. 14) щитками, закрылками, заслонками, концевыми шайбами. Применяются поворачивающиеся крылья.

Напомним, что отклонение щитков и закрылков обеспечивает увеличение подъемной силы крыла, главным образом, благодаря повышению вогнутости его Профиля. Концевые шайбы уменьшают перетекание воздуха через оконечности крыльев, а вблизи экрана обеспечивают образование под крылом полузамкнутого контура с зоной повышенного давления. На экранопланах обычно применяются односторонние шайбы, расположенные только с нижней стороны крыла.

Особенности аэрогидродинамической компоновки

Существуют две схемы компоновки экранопланов: «летающее крыло» и самолетная.

Первая характеризуется тем, что несущее крыло опирается концами на два поплавка, которые одновременно выполняют роль концевых шайб. Достоинствами этой схемы являются высокое аэродинамическое качество (благодаря отсутствию развитого корпуса и надстроек) и возможность использования объемов самого крыла для размещения грузов, основным недостатком - сложность решения проблемы устойчивости и мореходности (особенно для малых аппаратов).

В самолетной схеме из-за малого удлинения крыла λ сравнительно сильно сказывается влияние корпуса (фюзеляжа) аппарата, снижающее качество. Тем не менее, крылья малого удлинения установлены на большинстве современных экранопланов (исключение представляет модель X. Вейланда), так как с увеличением λ=l/b существенно ухудшаются мореходные и эксплуатационные качества аппарата, например, появляется опасность касания концом крыла гребня волны. При заданной площади крыла необходимое значение К можно обеспечить за счет уменьшения h, что требует, как известно, при заданной высоте полета увеличения хорды крыла, т. е. соответствующего уменьшения λ.

Устойчивость

Экраноплан, как и самолет, должен обладать способностью сохранять заданный режим полета и самостоятельно (без вмешательства пилота) возвращаться к нему после, например, порыва ветра. При движении аппарата продольная устойчивость в значительной степени обусловлена взаимным расположением его центра тяжести ЦТ и аэродинамического фокуса F (рис. 15), т. е. точки, относительно которой момент полной аэродинамической силы крыла не зависит от угла атаки при постоянной скорости полета. Если ЦТ самолета расположен впереди фокуса, аппарат обладает статической продольной устойчивостью (по перегрузке). Для экранопланов проблема устойчивости значительно сложнее, так как положение фокуса крыла экраноплана зависит не только от угла атаки, но и от h.

Продувками моделей установлено, что обычно применяемые крылья не обладают продольной устойчивостью, поэтому все современные экранопланы (как и самолеты) приходится оборудовать стабилизаторами или другими устройствами, смещающими их F в хвост аппарата (тем самым увеличивается расстояние между ЦТ и F). Наиболее успешно проблема продольной устойчивости решена на аппарате «Х-112», на котором она обеспечивается, главным образом, высоко установленным на вертикальном оперении, за пределами влияния экрана, развитым стабилизатором.

Что же касается поперечной устойчивости экранопланов, то она практически всегда будет обеспечена: в случае накренения аппарата на консоли крыла, приближающегося к экрану, возрастает подъемная сила и появляется восстанавливающий момент.

Путевая (курсовая) устойчивость обеспечивается примерно теми же способами, которые приняты в авиации, т. е. соответствующим выбором площади вертикального оперения (воздушного киля) и его положения относительно ЦТ экраноплана. При этом, естественно, существенную роль играет общая компоновка аппарата, в частности, положение точки приложения тяги винта.

Управляемость

Для управления по курсу чаще всего ставят один или два воздушных руля, для повышения эффективности обычно располагаемых в струе воздушного винта. В случае применения гребного винта используется обычный водяной руль либо подвесной мотор.

Известную сложность представляет свойственный экранопланам сильный дрейф на циркуляции; ведь у них нет ни погруженной в воду части корпуса, ни стоек подводных крыльев. Возможности выполнения крутых виражей со скольжением несущего крыла ограничены опасной близостью поверхности воды или Земли.

Для управляемости в продольной плоскости практически все экранопланы, включая и аппараты с гребным винтом, оборудуются рулем высоты или закрылком. Эти же устройства используются при старте экраноплана и для балансировки его на выбранном режиме полета.

Управляемость аппаратов в поперечной плоскости, т. е. по крену, необходимая для противодействия кренящим моментам и выполнения виражей, осуществляется при помощи элеронов, элевонов (т, е. тех же элеронов, но выполняющих одновременно и функции рулей высоты) или зависающих элеронов (т. е. элеронов, могущих работать и в режиме закрылков). Площадь этих дополнительных плоскостей довольно велика, так как скорость движения экраноплана все же значительно меньше, чем скорость самолета. Так, суммарная площадь V-образного хвостового оперения на «KAG-З» составляет 3,2 м 2 или около 35% площади несущего крыла.

Двигатели и движители

Мощность двигателей экранопланов, как правило, сравнительно невелика: отнесенная к полному весу экраноплана она колеблется от 80 до 160 л. с./т.

Большинство современных экранопланов приводится в движение воздушным винтом. Достоинства его очевидны: это возможность достижения больших скоростей и обеспечения амфибийных качеств аппарата.

Реже используется гребной винт, работающий в воде. Его положительными сторонами являются сравнительно небольшие размеры и незначительная шумность, а самое главное - более высокий к. п. д. на скоростях до 100-120 км/час. Так, на швартовах удельный упор, развиваемый воздушными винтами, колеблется в пределах 2-3 кг/л. с., а у гребных достигает 4-5 кг/л. с.

Стартовые устройства

Для выхода на основной режим движения экраноплану, как и гидросамолету или судну на подводных крыльях, необходимо развить скорость, при которой подъемная сила крыльев станет равной весу аппарата и оторвет его от воды. Испытаниями моделей установлено, что максимальное сопротивление движению («горб» на кривой сопротивления) возникает на скоростях, составляющих 40-60% от скорости отрыва.

Из рис. 16 видно, что горб полного сопротивления R возникает вследствие роста его гидродинамической составляющей W при повышении скорости на режиме плавания. Именно горбу сопротивления при критической скорости υ кр и соответствует минимальное значение аэрогидродинамического качества К экраноплана. Если максимальная тяга движителя недостаточна (кривая 1), экраноплан не сможет преодолеть горб сопротивления и будет продолжать глиссировать со скоростью, соответствующей точке α.

Насколько резко меняется сопротивление при разбеге видно, например, из кривой сопротивления экраноплана «Х-112» (рис. 17). При выходе на расчетный режим R упало с 25-35 до 10 кг, а гидродинамическое качество К (при весе D=231 кг) увеличилось с 7,7 до 23.

Для преодоления горба сопротивления при разбеге и выходе на расчетный режим было бы необходимо кратковременно повышать мощность двигателя в 2,5-3,5 раза по сравнению с той, которая необходима для полета. На практике повышения подъемной силы, выталкивающей корпус из воды в момент разгона, достигают применением каких-либо стартовых устройств: закрылков, предкрылков, поворотных крыльев, гидролыж, систем поддува.

На «Аэросанях № 8», например, это - два небольших поворотных крыла, установленных между боковыми шайбами в струе воздушного винта. В момент разбега среднее крыло при помощи ручного привода устанавливается так, что отбрасываемая винтом воздушная струя направляется под основное несущее крыло. В результате в полузамкнутом объеме под несущим крылом, огражденном с боков поплавками-шайбами, а в хвостовой части опущенными закрылками, образуется воздушная подушка с повышенным давлением. Таким образом, даже при отсутствии поступательного движения на крыле развивается значительная подъемная сила, приподнимающая аппарат из воды.

Стартовое устройство в виде гидролыж, т. е. подводных крыльев Еесьма малого удлинения (λ=0,1÷0,2 и менее), до настоящего времени было применено лишь на экраноплане X. Вейланда. Считается, что их достоинствами являются довольно высокое гидродинамическое качество (К=5÷6), возможность снижения перегрузок аппарата при движении на волнении и простота.

Стартовое устройство в виде специальной системы поддува, состоящей из двух вентиляторов с газотурбинным приводом, предусмотрено лишь на экраноплане «Коламбиа».

Стартовые устройства могут применяться также и для снижения перегрузок при посадке, особенно в сложных гидрометеорологических условиях.

Конструкция корпуса

По конструкции корпуса, поплавков, крыльев и других элементов современные экранопланы во многом напоминают самолет. Большинство аппаратов выполнено из легких, главным образом алюминиевых, сплавов, причем толщины обшивки и профилей набора (например, у экраноплана ОИИМФ) находятся в пределах 0,5-2,0 мм.

Несколько отличаются от других аппараты У. Бертельсона, на которых применена ферменная конструкция из легких стальных труб с дюралевой обшивкой. Оригинальна конструкция экраноплана Н. Дискинсона: несущее крыло и поплавки выполнены из сплошных брусков пенопласта, стянутых тонким стальным тросом.

Все в больших масштабах применяются и новые конструкционные материалы. Например, часть обшивки «KAG-З» изготовлена из стеклопластика.

1. Основы теории крыла читатель найдет в статье Э. А. Афрамеева и В. В. Вейнберга, помещенной . Здесь напомним выражение, связывающее мощность N p и основные расчетные характеристики аппарата:

где G - его вес, υ - заданная скорость.

2. При повышении скоростей до 140-150 км/час значение К из-за кавитации крыльев падает до 5-6, в то время как для экранопланов оно сохраняется без изменений. Это делает вывод в пользу экранопланов еще более очевидным.

При всем уважении к Алексееву, Липпишу и Бартини, постоянно летать во взлетном режиме плохо, чертовски неэкономично и смертельно опасно. Высота очень полезна для летательного аппарата, здоровья его экипажа и пассажиров.

Все преимущества от экранного эффекта (увеличение подъемной силы при полете в нескольких метрах над поверхностью) нивелируются сопротивлением плотных слоёв атмосферы, усугубленных конструкцией самих “морских монстров”.

Им требуются целые “гирлянды” двигателей для выхода на экранный режим, что влечет за собой очевидные неприятности:

А) Ухудшение аэродинамического облика по сравнению с обычным самолетом (гладкий сигарообразный фюзеляж, всего два или четыре двигателя).

Б) Катастрофический расход топлива во взлетном режиме. Десять реактивных двигателей экраноплана КМ сжигали на старте 30 тонн керосина!

В) Часть двигателей отключалось при выходе на экранный режим и потом возились в качестве бесполезного “балласта”.

Каждый из двигателей “Луня” вместе с топливной арматурой и мотогондолой, весил четыре тонны. И таких у него было восемь штук!

Для расширения возможностей применения экранопланов в штормовую погоду и безопасного взлета с преодолением гидродинамического сопротивления на скоростях в сотни км/час их конструкция должна иметь повышенную прочность, как у корпусов прочности кораблей. Все это прямое нарушение теории ЛА, где идет борьба за каждый килограмм веса.

Плюс фюзеляж с характерными корабельными обводами и громоздкой не убираемой гидролыжей для посадки на воду и сохранения устойчивости на воде.

Да, именно поэтому несчастный “Орленок” при одинаковой грузоподъемности с Ан-12 обладал в 1,5 раза меньшей скоростью и вдвое меньше дальностью полета. Он поднимал всего 20 тонн, при сухой массе его конструкции 120 тонн! Для сравнения: созданный за двадцать лет до него Ан-12 поднимал такой же груз при собственной массе всего 36 тонн.

Именно поэтому экраноплану “Лунь” не хватало боевого радиуса, чтобы пересечь Каспийское море. После чего кто-то предлагает использовать подобные ЭКП для преследования авианосцев в Атлантике. Самим-то не смешно?

Именно поэтому современный ЭКП “Акваглайд” имеет ту же грузоподъемность (400 кг), что и созданная полвека назад Цессна-172. При том “Цессна” почему-то (сюрприз!) довольствуется мотором вдвое меньшей мощности (160 против 326 л.с.) и, разумеется, имеет большую скорость.

Все приведенные цифры вряд ли впечатлят общественность. Фанаты данного вида техники продолжат отрицать очевидное. Как обычно, все неудачи свалят не на объективные трудности, возникающие при полетах в плотных слоях атмосферы , а на отсутствие современных двигателей, материалов и расчетов.

Но если многолетние “расчеты” показывают, что получается глупость, было бы странно продолжать что-то решать.

В будущем появятся новые легкие материалы и экономичные двигатели, но ситуация останется прежней. При внедрении новых технологий самолеты вновь покажут свое полное превосходство над экранопланами.

Любителей экранопланов огорчает сравнение ЭКП с авиацией и кораблями. По их мнению, этот гениальный “монстр” существует в отдельной реальности и в силу своей гениальности не может конкурировать с существующими видами транспорта.

Разные виды транспорта вполне нужно и можно сравнивать, т.к. РЖД вполне себе конкурент Аэрофлоту и борются за одного клиента. И вдруг в эту пару вклинивается какой-нибудь РосЭкраноплан и говорит, что сможет всех возить быстрее, дешевле и безопаснее. Сможет такой РосЭкраноплан отжать существенный кусок рынка перевозок у РЖД или Аэрофлота?

Комментарий от Alex_59

Будучи неспособными привести контраргументы технического характера и объяснить преимущества полета на малых высотах, любители ЭКП ссылаются на другие виды техники. Якобы также испытавшие невыносимые муки при внедрении в жизнь.

Заменить в этой статье экраноплан на “аэроплан”, поменять дату на 1903 год, и будет похоже на правду.

Только правда там другая.

Аэропланам хватило всего 10 лет для превращения в полноценные военно-воздушные силы. Без участия которых стал немыслим любой военный конфликт. Несмотря на убогость конструкции первых “этажерок”, их преимущества оказались так велики, что не смогли оставить никого в стороне.

Едва был создан надежный механизм перекоса винтов - в серию массово пошли вертолеты. “Сикорский R4” активно применялся в боевых действиях с апреля 1944 года. У немцев с 1944 году действовал вертолетоносец “Drache” c эскадрильей противолодочных вертолетов Fl.282 “Колибри”. Высоко оценив машину, командование Кригсмарине немедленно выдало заказ на 1000 таких “пташек”.

Возможность взлетать с любого “пятачка”, зависать на месте и перемещать габаритные грузы на внешней подвеске - свойства вертолетов бесценны.

А что может предложить экраноплан?

Единственное достижение создателей “монстров” было в том, что они, ценой невероятных усилий, все-таки смогли поднять в воздух то, что, по природе своей, летать не должно. Не обращая внимания на затраты, опираясь на бесконечное финансирование со стороны государства.

Вопрос, зачем и для чего создавать сложности на ровном месте, остался без ответа.

Наверное, им было весело гонять по Каспию 500-тонный “сарай” при помощи “гирлянды” из 10 реактивных двигателей от сверхзвуковых бомберов Ту-22.

Неадекватность 10-двигательного “монстра” была очевидна еще на этапе первичных расчетов. Но его все-таки воплотили в металле. И, видимо, эксперимент посчитали успешным. Бредовые идеи “Каспийского монстра” получили развитие в виде экраноплана “Лунь” с восемью двигателями от широкофюзеляжного авиалайнера Ил-86.

Комедия с экранопланами продолжалась более полувека, но длиться вечно она не могла. Получив результаты практической эксплуатации этих машин, в т.ч. 140-, 380- и 540-тонных “монстров”, заказчики из ВМФ, в конце концов, прикрыли бесперспективное направление.

В разы меньшая скорость и грузоподъемность при одинаковом взлетном весе, тройной расход топлива, невозможность полета над сушей - всё, что отличает экраноплан от обычного самолета.

Экраноплан идеален для высадки групп разведчиков - рёв 10 двигателей будет слышен на всем побережье.

О незаметности на радарах при полетах на малой высоте: что мешает проделать тот же трюк бомбардировщику-ракетоносцу? Подкрасться к цели на предельно малой высоте на вдвое большей скорости, чем ЭКП?

Вопреки слухам о безопасности экранопланов, “которые при отказе двигателей сразу садятся на воду”, в реальности они бьются ничуть не реже, чем обычные самолеты. Из восьми крупных “алексеевских” монстров было разбито четыре, в т.ч. две катастрофы с человеческими жертвами.

У пилотов экранопланов не остается спасительных секунд, чтобы оценить обстановку и выровнять машину. Одно неловкое движение штурвалом - и от удара о воду на 400 км/ч обломится хвост. Если взять штурвал немного на себя - отрыв от экрана, потеря устойчивости, утрата контроля над машиной, катастрофа, смерть.

Еще большей проблемой становится управляемость. В силу невозможности совершения виражей с глубоким креном, радиус поворота “Луня” на крейсерской скорости составлял три километра! Теперь самые отчаянные пусть попробуют “пройти” извилину реки на 380-тонном экраноплане. Или уклониться от неожиданно возникшего прямо по курсу буксира.

Единственная сфера применения ЭКП в наши дни - водный аттракцион для избалованных туристов, которым надоело кататься на банане и гидролыжах.

Идея с экранопланом не несет в себе ни малейшего здравого смысла. Полет на сверхмалой высоте способен только ухудшить все, без исключения, характеристики ЛА. Так же, как привязанная к ноге гиря никогда не будет способствовать повышению скорости бега спортсмена. Можно пересчитать еще раз и сделать гирю из карбона, но гиря останется гирей. Главный вопрос - зачем она вообще на ноге, если можно жить без гири.

С экранопланом представляет интересный социальный эксперимент. Как легко люди верят во всевозможную чушь. А при попытке указать на очевидную ошибочность их суждений готовы яростно отстаивать абсурдную точку зрения, обвиняя оппонентов в предательстве национальных интересов.

А потом удивляются, как смогли появиться кашпировские и МММ.

Те, кто призывает к возрождению работ над созданием тяжелых экранопланов, делятся на две категории. Первые - впечатлительные обыватели, которым понравился вид низко летящего “суперсамолета” с десятком ревущих двигателей. Будучи уверены в своей правоте, они не замечают недостатки и на ходу изобретают мнимые достоинства ЭКП.

Вторые представляют группу интересов серьезных людей. Которые все прекрасно понимают, потому пытаются запустить заведомо безрезультатный, оттого длительный и дорогостоящий проект, “распилив” на этом достойное количество средств.