Россия планирует создать новый экраноплан - весом 600 тонн и вместимостью 500 человек. Летательный аппарат сможет развивать скорость почти 550 км/ч.
Статья в "El Confidencial", Испания, Пепе Сервера (PEPE CERVERA).
вновь Россия объявляет о скорейшем выпуске новой модели пассажирского экраноплана, на этот раз задуманного для связи между ее обширными арктическими территориями. Новый аппарат будет весить около 600 тонн, его длина составит 100 метров, а размах крыльев - 70 метров, вместимость - 500 пассажиров, а максимальная скорость - почти 550 км/ч. Чтобы подчеркнуть гражданское предназначение аппарата, его окрестили «Спасатель», хотя у него уже появилось прозвище: «Арктический монстр». Зачем же на самом деле Россия создает новую модель этого самого странного в мире самолета? А главное, каким будет этот новый экраноплан?
По сообщению одной из центральных российских газет - «Известия» - первый прототип нового экраноплана поднимется в воздух в 2022-2023 году, а к 2025 году будет полностью введен в эксплуатацию. Цель - связать огромные пространства российской Арктики; пока что речь идет только о транспортных миссиях, хотя снабдить аппарат ракетами тоже не проблема. Разработчиком прототипа является российское Конструкторское бюро им. Р.Е. Алексеева.
В советские времена было разработано большое количество вариантов и спроектировано несколько прототипов этого транспортного средства - наполовину воздушного, наполовину водного, - но ни один из них так и не послужил отечеству. Идея использования «экранного эффекта», возникающего на низких высотах благодаря аэродинамической подъемной силе, возникающей на самолетном крыле, обещает высокие скорости и большие возможности для перевозок, а потому неоднократно привлекала интерес во многих странах. Но практические проблемы помешали тому, чтобы задумка была реализована, за исключением совсем небольших моделей для специфических ситуаций. На этот раз все может быть иначе.
Идея экраноплана продолжает будоражить умы, хотя никак не может воплотиться в реальность. Концепция проста: использовать «экранный эффект», который увеличивает поддержку крыла, когда оно находится невысоко над ровной поверхностью, в силу чего между ними образуется воздушная подушка. При определенной конструкции крыла, отличной от крыла обычного самолета, можно создавать аппараты, способные развивать огромные скорости и/или перевозить внушительные грузы при меньшем расходе топлива, чем обычные самолеты, при условии, что их полет будет происходить на небольшой высоте (на практике это от 3 до 12 метров) над ровной поверхностью, вроде океана.
Таким образом, можно сконструировать аппараты, подобные грузовым самолетам, но с гораздо большей грузоподъемностью, или быстрые военные машины, снабженные ракетами, которые к тому же плохо ловятся радарами в силу малой высоты полета. Все это очень повышает привлекательность экранопланов для военных (быстрые перевозки больших грузов, подводная и наводная штурмовая техника) и для гражданских ведомств (перевозка грузов, поисковые и спасательные операции). По крайней мере, на бумаге.
Явление, лежащее в основе принципа действия экранопланов, было широко известно, но если бы не российско-советский инженер Ростислав Евгеньевич Алексеев, оно никогда бы ни приняло форму реального транспортного средства. Алексеев разрабатывал судна на подводных крыльях, которые поднимали корпус корабля над водой, уменьшая сопротивление воды и увеличивая скорость аппарата. Именно так ему пришла в голову идея, что «экранный эффект» можно использовать напрямую, безо всяких подводных крыльев.
Он понял также, что большие аппараты имеют преимущество, поскольку больший размах крыльев позволяет увеличить высоту полета без потери аэродинамической подъемной силы. А увеличение высоты решает проблему преодоления возможных препятствий, что, теоретически, позволяет экраноплану летать над любой более или менее ровной поверхностью, как земля, водохранилища или ледовые поля. Хотя, конечно, наилучшей поверхностью является морская гладь. Убедив военных чиновников в перспективности идеи и построив с 1961 года несколько прототипов каждый раз большего размера, Алексеев разработал экраноплан КМ, который совершил свой первый полет в 1966 году и поверг в изумление все западные разведки.
Спутник-шпион серии ‘Corona" сделал снимки странного транспортного средства в Каспийском море. Это было нечто похожее на судно почти 100 метров длиной с короткими крыльями (размах 32-40м), способное двигаться над водой со скоростью почти 500 км/ч. Ничто в западных арсеналах не могло даже приблизиться к таким размерам и скоростям на воде. Американские аналитики окрестили его «Каспийским монстром».
Новые данные говорили о том, что вес аппарата равен 540 тоннам: это было как два Boeing 747 Jumbos вместе. На KM стояли 10 турбореактивных двигателей ВД-7, два на хвосте и 8 на двух крыльях по обе стороны кабины, на носу. Эти последние были снабжены ориентируемыми соплами, которые позволяли осуществлять поддув под крылья для большей устойчивости.
С виду этот устрашающий аппарат был похож на гидросамолет, который разгонялся по воде, а затем взлетал и набирал высоту 3 метра (в начальных версиях), а в последующих модификациях удалось достичь «прыжков» на высоту 20 метров - достаточно, чтобы преодолеть даже пятиметровые волны. Несмотря на то, что советские двигатели были совершенно не экономичны, но потребление топлива экранопланом было в три раза ниже, чем у обычных самолетов, дальность полета достигала порядка двух тысяч километров. В общем, речь шла о транспортном средстве с устрашающим военным потенциалом в том, что касалось скорости, грузоподъемности и дальности.
Прототип KM потерпел аварию в 1980 году, когда неопытный пилот неправильно среагировал, совершая маневр: на выходе из пике он прибавил скорость, как следовало сделать при управлении обычным самолетом. Экраноплан затонул, попыток по его подъему не осуществлялось. Параллельно разрабатывался другой аппарат той же системы, но меньших размеров - A-90 «Орленок», предназначенный для переброски морских десантов.
A-90 имел 58 метров в длину, 31,5 метр размах крыльев и весил около 140 тонн; на нем были установлены турбовинтовые двигатели Кузнецова НК-12 (на хвосте) и два НК-8 на корме с целью поддува воздуха под крылья во время взлета. Грузоподъемность аппарата составляла 40 тонн, то есть, 150 солдат в боевой экипировке или две легкобронированные машины. «Орленок» развивал скорость до 400 км/ч, а его дальность полета составляла 1500 километров, плюс одна деталь: он мог подняться на высоту до 300 метров, теряя при этом преимущества полета с использованием «экранного эффекта», но получая возможность преодолеть препятствие, а затем снова вернуться на 3-х метровую высоту. Это являло собой важное военное преимущество, поскольку позволяло «перепрыгивать», например, бурные участки моря или посты береговой охраны.
СССР планировал закупить до 120 «Орлят», но к 1985 году было сконструировано всего пять штук. Распад Союза и отсутствие средств у ВМФ привели к полному забвению проекта. Три из уже изготовленных экранопланов стояли на боевой службе до 1993 года, а российская промышленность подумывала о том, чтобы сделать из четвертого гражданское судно, но планы дальше бумаги не пошли.
Еще одна модель экраноплана была сконструирована в 1970-1986 годах, на этот раз с боевой целью: МД-160 «Лунь». Этот аппарат, похожий на КМ, но меньших размеров (74 м в длину, размах крыльев 44 м, вес 400 тонн), имел только четыре турбовинтовых двигателя НK-87, установленных на крыльях на носу. «Лунь» стал самым быстроходным экранопланом, который развивал скорость до 550 км/ч и мог перевозить 40 тонн груза на расстояние до двух тысяч километров.
Кроме того, аппарат был оснащен шестью пусковыми ракетными установками для ракет П-270 «Москит» - страшного оружия дальностью 120 км и скоростью до 5 Махов, способного нести боеголовку с 320 килограммами обычных взрывчатых веществ или ядерную мощностью 120 килотонн. На хвосте видны кожухи радиолокационной антенны, расположенные на возвышении, чтобы увеличить до максимума дальность связи. В качестве платформы для противокорабельных ракетных систем он был бы просто разрушительным: его было чрезвычайно сложно засечь радарами из-за низкой высоты полета, плюс огромная скорость и возможность выпуска колоссального количества залпов практически гиперзвуковых ракет. «Лунь» был неуязвим для береговых кордонов, торпед и мин и мог осуществлять точечные атаки с устрашающей эффективностью. К счастью для западных ВМФ из-за коллапса СССР был произведен только один «Лунь», который до сих пор гниет в сухом доке военно-морской базы Каспийска на Каспийском море. Второй неоконченный экземпляр попытались превратить в гражданское транспортное средство для спасателей. Его даже назвали «Спасатель», но так и не доделали.
С тех пор многие страны экспериментировали с экранопланами, почти всегда гражданскими и небольших размеров, часто по российской технологии или с помощью россиян. Китай построил несколько моделей транспортных средств гражданского назначения среднего размера, то же самое сделали несколько гражданских компаний США. Иран даже принял на боевое дежурство небольшую модель Bavar-2, копию советского прототипа 70-х годов с двухместной кабиной и винтовым двигателем; эти аппараты не оснащены вооружением и, как предполагаются, предназначены исключительно для разведывательных миссий. Эти судна базируются в Бендер-Аббасе и входят в состав быстроходного флота, который, используя тактику «роя», призван помешать заходу судов в порт в случае войны. Проект тяжелого транспортного судна Pelican ULTRA компании Boeing не является, строго говоря, экранопланом, поскольку взлетает с обычных аэродромов и приземляется на них же, хотя и использует «экранный эффект», чтобы уменьшить расход топлива во время дальних полетов.
Только в России сохранилась эта технология в чистом виде, и там время от времени появляются новые прототипы, выставляемые на салонах военной техники. В качестве примера можно привести «Орион-14» и «Орион-20», последний - прототип средних размеров, который потерпел громкое крушение в 2015 году, но теперь вновь участвует в испытаниях с прицелом на возможные продажи. Сейчас Конструкторское бюро имени Р.Е. Алексеева, носящее имя изобретателя экраноплана, делает ставку на возрождение этого транспортного средства.
Экранопланы занимают особое место в коллективном-бессознательном многих жителей бывшего СССР. Иначе как понять парадоксальную любовь наших сограждан к этим фантастическим конструкциям - никакими доводами разума объяснить этого невозможно. Экранопланы не ставили скоростных рекордов и не крутили в небе «бочки» и «мертвые петли». Практически никто не видел их вживую. Единственное, что знает простой обыватель - это невероятное по красоте зрелище летящего над самой водой полукорабля-полусамолета. Именно так должен выглядеть настоящий Имперский флот! Мощно, Стремительно, Грандиозно!
Краткая техническая справка:
Экранный эффект -изменение аэродинамических характеристик летательного аппарата при полёте вблизи экранирующей поверхности (воды, земли и пр.). Эффект возникает исключительно на малых высотах (меньше аэродинамической хорды крыла), благодаря образованию плотной «воздушной подушки» между нижней плоскостью крыла и экранирующей поверхностью. В результате появляется дополнительная подъемная сила, которая тем сильнее, чем меньше скорость и ниже высота полета экраноплана.
Ходят сказочные легенды - удивительное транспортное средство обладает скоростью самолета и полезной нагрузкой корабля. Идущий на границе двух сред, экраноплан невидим на экранах радаров, он может выходить на ровные участки суши и способен за считанные часы перебросить за океан целый десантный батальон. Грузоподъёмность, эффективность, быстрота!
Парадокс в том, что сейчас нигде в мире экранопланы не используются…
Холодный душ
Фундаментальные законы природы обмануть невозможно. Идея экраноплана прямо нарушает один из важных принципов авиации: низковысотный профиль полета неоптимален с точки зрения топливной эффективности. Самолет стремительно летит сквозь разряженный воздух на границе стратосферы. Экраноплану приходится прорываться сквозь плотные слои воздуха вблизи поверхности Земли.
В жесткое противоречие вступают конструктивные элементы экраноплана: самолет, по всем правилам авиации, должен быть легким, а корабль, наоборот, тяжелым и прочным, чтобы принимать на борт сотни тонн груза и выдерживать удары водной стихии. Крутой гибрид корабля и самолета на практике оказался плохим самолетом и плохим кораблем.
В начале 60-х годов фантастической идеей корабля-самолета увлекся Ростислав Алексеев - талантливый конструктор-кораблестроитель, признанный эксперт в области гидродинамики, создатель лучших в мире речных судов на подводных крыльях. Пятнадцать лет он работал над решением головоломки, пытаясь совместить в конструкции экраноплана противоречивые требования авиации и кораблестроения. Тщетно. Всякий раз испытания экранопланов повергали военных в уныние.
Было от чего задуматься: гигантскому экраноплану для преодоления чудовищного сопротивления воздуха постоянно не хватало тяги. Вкупе с монструозным обликом корабля-самолета, неэффективным с точки зрения аэродинамики, это привело к забавному результату. Шесть двигателей. Восемь. Наконец, десять реактивных моторов РД-7 от дальнего сверхзукового бомбардировщика Ту-22.* Так явилось на свет невиданное чудо КМ - экраноплан «Каспийский монстр».
*в реальности на Ту-22 устанавливались двигатели РД-7М, имевшие некоторые отличия от «экранопланных», в том числе, меньшую тягу в бесфорсажном режиме (10 000 кгс против 11 000 кгс у РД-7).
Экраноплан Корабль-Макет (КМ). Макс. взлетная масса 544 тонны. 10 реактивных двигателей РД-7. Крейсерская скорость 400 км/ч.
Экраноплану КМ потребовалось десять двигателей! Самолету хватило двух. Чтож, при этом максимальная взлетная масса КМ больше в 5 раз. В пять раз больше тяга, в пять раз больше взлетная масса - а где же экономия, о которой так много говорят сторонники экранопланов? А никакой экономии нет - несмотря на увеличение подъемной силы за счет экранного эффекта, все резервы «сожрало» сопротивления воздуха. Обещания отключить в полете часть двигателей не выдерживают критики - только за 10 минут работы во взлетном режиме десять реактивных движков сжигали тридцать тонн горючего!
На самом деле ситуация гораздо хуже: у бомбардировщика в 2 раза выше крейсерская скорость, а его максимальная скорость 1600 км/ч - вообще недостижима для экранопланов. Дальность полета экраноплана КМ не превышала 1500 км. У Ту-22 этот показатель составлял 4500 - 5500 км, в зависимости от модификации.
Дальний сверхзвуковой бомбардировщик Ту-22. Макс. взлетная масса более 90 тонн. Крейсерская скорость 950 км/ч.
Сравнение дальнего бомбардировщика и тяжелого экраноплана не совсем корректно - несмотря на некоторые общие принципы и одинаковые силовые установки, это два совершенно разных вида техники, различные по размерам и по задачам. Гораздо показательнее сравнение экранопланов КМ и «Лунь» (восьмидвигательное чудо, дальнейшее развитие КМ) с тяжелым транспортным самолетом Ан-124 «Руслан».
На фоне «Руслана» оба детища КБ Алексеева кажутся летающими анекдотами - Ан-124 уделывает их обоих по грузоподъемности, скорости, дальности полета, топливной экономичности и возможностям эксплуатации. Для летчиков не имеет значения рельеф под крылом самолета: горы, тайга, океан… Есть контракт - и «Руслан» летит из Москвы в Новосибирск: дистанция 3200 км, на борту 150 тонн груза. Крейсерская скорость «Руслана» - 800 км/ч.
Очередной чудо-корабль "Лунь". Обратите внимание на прекрасную аэродинамику и восемь (!) двигателей НК-87, снятых с широкофюзеляжного авиалайнера Ил-86
Попытки списать очевидные критические проблемы экранопланов на нехватку времени и сил у конструктора Алексеева не имеют под собой реальных оснований - к моменту начала работ над данной тематикой, Ростислав Алексеев имел за спиной огромный опыт, связанный с проектированием быстроходных судов, а в конструкции его экранопланов использовались хорошо отработанные технические решения из кораблестроения и авиации. И тем не менее … за 15 лет исследований КБ Алексеева так и не смогло создать эффективный образец экраноплана.
Орел не ловит мух
Яркая «звезда» в коллекции экранопланов Алексеева - транспоротно-десантный экраноплан А-90 «Орлёнок». Экраноплан способен принять на борт до сотню морских пехотинцев или два бронетранспортера, и доставить их на расстояние 1500 км со скоростью 350 км/ч. В отличии от своих собратьев, «Орлёнок» лишен их тяжеловесного облика с десятью двигателями - наоборот, это очень красивый, стремительный аппарат с алюминиевым фюзеляжем и единственным двигателем на вершине хвостового киля. Имеется даже оборонительная пулеметная установка и убирающиеся шасси для посадки на обычные аэродромы. А еще «Орлёнок» не простой экраноплан - он способнен отрываться от экрана и взмывать ввысь на высоту 3000 м, как обычный самолет. Прекрасное, сбалансированное транспортное средство, какие могут быть сомнения?
А-90 "Орленок". Макс. взлетная масса 140 тонн. Полезная нагрузка 20 тонн. Крейсерская скорость 350 км/ч
Действительно, на первый взгляд, «Орлёнок» оснащен всего одним двигателем - турбовинтовым НК-12, такие же моторы стоят на межконтинентальном бомбардировщике Ту-95. Но обратим внимание на носовую часть фюзеляжа, в ней притаились два «сюрприза» - два турбореактивных двигателя НК-8, снятые с пассажирского Ту-154. Неплохо для скромного экраноплана…
Снова звучит оправдание, что носовые двигатели используются только на взлете. Увы, это не так - двигатели «Орлёнка» имеют поворотные сопла, позволяющее направить реактивную струю над крылом! Для чего это сделано? Правильно, при максимальной нагрузке и высокой скорости полета тяги хвостового двигателя не хватает - приходится включать носовые. Самое экономичное транспортное средство, а вы не знали?
Построенный в 1972 г., «Орлёнок» предлагался в качестве специального транспортного средства ВМФ, как своеобразная альтернатива военно-транспортной авиации. На тот момент основным транспортным самолетом в Советском Союзе был Ан-12, серийно выпускавшийся с 1959 года. Старый проверенный «Антонов» не оставил ни единого шанса «Орлёнку» - при одинаковой полезной нагрузке (20 тонн), Ан-12 имел вдвое меньший взлетный вес (еще бы! ему ведь не нужны якоря и дополнительные тонны топлива). Крейсерская скорость «Антонова», как и полагается, была значительны выше, чем у экраноплана - 670 км/ч, а дальность полета с максимальной нагрузкой достигала 3600 км.
Ан-12. Макс. взлетная масса 65 тонн. Полезная нагрузка 20 тонн
Зато у Ан-12 четыре двигателя! - радостно напомнят фанаты экранопланов. Но лучше бы они этого не вспоминали…
«Антонов» оснащен турбовинтовыми двигателями АИ-20 (в обычном режиме 2600 л.с., во взлетном 4250 л.с.). Удивительно, но совокупная мощность всех четырех двигателей Ан-12 равна единственному маршевому двигателю экраноплана.
Сравнивать экраноплан с более современными машинами не рекомендуется. Могучий Ан-22 «Антей» поднимает 60 тонн полезной нагрузки, и, как обычно, многократно превосходит «Орлёнка» по скорости, дальности и топливной экономичности.
Грузовая кабина Ан-22 "Антей" (1965 г.) Макс. взлетная масса 250 тонн. Полезная нагрузка 60 тонн.
Ясно, что «Орлёнок» был мертворожденным проектом. Через несколько лет мытарств с этой очень дорогой и бесполезной «игрушкой», в 1976 г. Ростислав Алексеев приказом министра судостроительной промышленности был отстранен от дел. Экранопланы и их создатель пришли к своему закономерному финалу.
Как отличить черное от белого? Глазами!
Иногда неудачи Ростислава Алексеева связывают со злыми кознями министра судостроительной промышленности Б.Е. Бутомы. Возможно они действительно испытывали личную неприязнь друг к другу, хотя любой бы из нас возмутился, если ему предложили купить авиабилет по двойному тарифу и лететь в два раза медленнее. А именно это предлагал уважаемый Ростислав Евгеньевич.
«Как смеешь ты укорять столь заслуженного человека!» - спросит меня возмущенный читатель. Увы, я озвучил всего лишь существующее положение дел, решение за всех нас уже давно приняли умные люди из министерств и ведомств Советского Союза. Экранопланы оказались никому не нужны, тупиковая ветвь техники.
Попытка списать неудачу на недальновидность и косность советского руководства выглядит явно необоснованной. М.Л. Миль и Н.И. Камов почему-то смогли убедить руководство страны в полезности своих разработок и строили тысячами свои замечательные вертолеты. Вертолет, несмотря на низкую скорость и топливную неэкономичность, обладает рядом уникальных качеств, среди которых:
Вертикальный взлет и посадка,
- непревзойденная маневренность, возможность зависания на одном месте,
- транспортировка громоздких грузов на внешней подвеске.
К сожалению, сторонники экранопланов не смогли сформулировать ни одного внятного довода, оправдывающего строительство этих транспортных средств.
Мифическая экономичность экранопланов на практике не подтвердилась - крылатый корабль расходует еще больше топлива, чем аналогичный по размерам самолет. Я уже не говорю о стоимости самого чудо-корабля и его обслуживании - только комплект из 10 реактивных двигателей для «Каспийского монстра» влетит в копеечку.
Преимуществом экраноплана часто называют его невидимость для вражеских радаров. Хм…во-первых, самолет дальнего радиолокационного обнаружения прекрасно видит такие крупные надводные цели на дистанции 400 км (граница радиогоризонта). Во-вторых, любой самолет, если это необходимо, может выполнять полет на малой высоте. Так что, извините товарищи, мимо.
Третий аргумент - экраноплану не требуется аэродром с длинной влетно-посадочной полосой. Да, это первый серьезный довод. Однако, ввиду всех вышеперечисленных недостатков, это единственное преимущество еще не дает достаточных оснований для строительства экранопланов. К тому же, экраноплан не столь бескорыстен, как его представляют - для его обслуживания необходим сухой док со всей инфраструктурой.
Другие положительные стороны чудо-корабля? Вот, например, летящий экраноплан не боится морских мин. Ну и что, самолетам до них вообще нет дела.
Иногда звучат предложения использовать экранопланы в качестве морских спасателей. Якобы чудо-корабль способен за считанные часы добраться до места крушения в открытом море и принять на борт сотню человек. Предложение бесполезно по одной причине - летящий на огромной скорости, на высоте всего 5 метров, экраноплан просто не сможет обнаружить пострадавших.
Лучшая морская спасательная система известна давно - два тяжелых вертолета (поисково-спасательный и заправщик). Летящие на высоте нескольких сотен метров, вертолеты обследуют за час десятки квадратных километров морской поверхности, при этом они мало уступают экраноплану в скорости и быстроте реакции.
Интересна попытка применения экранопланов для высадки морских десантов - любители экранопланов настаивают на быстроте доставки морпехов к вражеским берегам. Предложение плохое - десант нельзя высаживать на неподготовленный берег, иначе все прератится в кровавую кашу. Первыми над вражеской территорией должны появиться бомбардировщики и перекопать там все вдоль и поперек. А вообще в наше время крупные операции готовятся за долгие месяцы до вторжения - времени достаточно, чтобы перевезти на кораблях через пол мира тысячи танков. А главное - слишком мала у экранопланов дальность, всего 1500 км - недостаточно, чтобы пересечь Балтику.
Как вы считаете, велико ли лобовое сопротивление у этого монстра?
Сравнение экраноплана с морским судном не имеет смысла - построенный по авиационным технологиям, он ничуть не похож на корабль. Морской транспорт не знает себе равных по грузоподъемности и стоимости перевозок - экраноплан потерял все этикачества. Его грузоподъемность соответствует обычному транспортному самолету, а стоимость доставки груза превышает (!) показатели транспортной авиации.
Вывод звучит просто: для экраноплана не нашлось применения. Все ниши заняты другими транспортными средствами:
Необходимо доставить через океан 10 тыс. тонн груза? Всегда к услугам морской транспорт. Несмотря на свою кажущуюся «тихоходность», самый обычный сухогруз или ролкер за 50 дней пересекают половину Земного шара. Секрет прост - кораблю, как и поезду плевать на погоду - в любое время года, днем и ночью, в грозу и шторм, без заправок и остановок, он упрямо ползет к своей цели со скоростью 20 узлов (около 40 км/ч). Тише едешь - дальше будешь. Это про моряков.
Необходимо срочно доставить 20…30…100 тонн груза на другой континент? Всегда к услугам транспортная авиация. Самолет примет груз на борт и через 10 часов прибудет на точку. Там землетрясение, разрушен аэродром? Не беда - Ил-76 МЧС сядет на любую более-менее ровную площадку.
Требуется доставить буровую вышку в район Крайнего Севера? Поможет вертолет - аккуратно подцепит тросом груз и так же бережно опустит в нужное место.
Возможно, причина популярности экранопланов в том, что нигде в мире, кроме СССР подобные вещи не строились. Странно … в Советском Союзе создавалось множество уникальных вещей - Луноходы, орбитальные станции, глубоководные титановые подлодки, воздушные тяжеловесы Ан-124 «Руслан» и Ан-225 «Мечта», но по каким-то неясным законам психологии, в памяти людской ярче всего сохранились воспоминания о неуклюжих стальных птицах, парящих над водной гладью. Возможно, экраноплан невольно ассоциируется с несбыточной мечтой о прекрасном коммунистическом будущем.
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.
Почему не строят экранопланов гигантов.
1.Введение
2.Что такое экраноплан.
3. Немного истории
4. Так почему же
5. Будут ли они построены
6. Вывод.
7. Источники
1.Введение
Экраноплан - один из перспективных видов транспорта, обладающий уникальными характеристиками. Интерес к нему существует уже несколько десятилетий. Однако, несмотря на ряд выдающихся достижений в области создания больших экранопланов, пока ни один большой экраноплан не дошёл до практического применения. Почему же всё-таки не произошло бума экранопланов, как это произошло с судами на подводных крыльях и судами на воздушной подушке? На этот вопрос я и попытаюсь ответить.
В своей работе я рассматриваю, прежде всего, перспективы создания больших экранопланов. То есть экранопланов массой больше 100 тонн. Объясняется это тем что малые экранопланы уже активно создаются и используются частными фирмами.
3. Что такое экраноплан
Для того что бы ответить на этот вопрос необходимо выяснить, что же такое экраноплан. Экранопланом называют такую разновидность самолёта, которая летает на предельно малых высотах от 1 до 25 метров, используя для этого экранный эффект.
Экранный эффект образуется при полёте самолёта на малой высоте вблизи экранирующей поверхности, коей может быть снег, лед, пустыня, а большинстве случаев вода. Суть экранного эффекта заключается в том, что поток воздуха, отбрасываемый крылом вниз, отражается от экранируемой поверхности и вновь ударяется о крыло, тем самым увеличивая подъёмную силу.
Это позволяет значительно снизить затраты топлива, необходимого для крейсерского полёта. И из этого вытекают главные преимущества экранопланов. Их большая дальность, большая, по меркам кораблей, скорость, низкая высота полёта, скрывающая их от радаров, вездеходность, обусловленная тем, что ударяться воздух может о что угодно. Платой за это становится во первых низкая манёвреенность, обусловленная близостью поверхности, а экраноплану для поворота тоже нужно создавать крен. И большая неустойчивость, которая заставляет либо делать очень широкое треугольное крыло, (так называемая схема Липпиша), либо, устанавливать маленькие крылышки в носу и в хвосте (схема Алексеева), либо делать два больших крыла (Схема Йорга).
Позднее был создан гибрид экраноплана и самолёта, называемый экранолётом. Он, в отличии, от экраноплана может подобно самолёту подниматься на большую высоту и летать вне действия экрана.
Из-за малой высоты полёта и особенностей создания подъёмной силы международная морская организацией и международная организация гражданской авиации разработали специальную классификацию.
Тип А. Непосредственно экраноплан. Это, прежде всего судно, которое сертифицировано для эксплуатации только внутри зоны действия «экранного эффекта». Следовательно, оно подчиняется корабельным требованиям.
Тип В. Судно, которое кратковременно и на ограниченную величину увеличивать высоту полёта за пределы действия «экранного эффекта», но на расстояние от поверхности, не превышающее 150 м (для перелёта через другое судно, препятствие или иных целей). Также подчиняется корабельным требованиям. Максимальная высота такого «перелёта» должна быть меньше, чем минимальная безопасная высота полёта воздушного судна по самолётным требованиям (над морем - 150 м).
Тип С. Этот тип называют экранолётом. Судно, сертифицированное для эксплуатации вне зоны действия «экранного эффекта» при высоте, превосходящей 150 м. Подчиняется корабельным требованиям во всех режимах эксплуатации, кроме «самолётного». В «самолётном» режиме безопасность обеспечивается только самолётными требованиями, с учетом особенностей экранопланов.
4. Немного истории.
Впервые с экранным эффектом столкнулись в двадцатые годы прошлого века. Экранный эффект возникал при посадке самолётов-низкопланов. Самолёт, заходя на посадку, неожиданно переставал снижаться и зависал на одной высоте. Это часто приводило к авариям. Тогда аэродинамика только зарождалась, и авиаторы не могли понять, почему самолёт так себя ведёт. В 30-х годах с появлением аэродинамических труб и стройной теории полёта удалось объяснить появление экранного эффекта. И его попытались использовать. Первым был инженер из далёкой от авиастроения Финляндии Тойво Каарио. Он построил и испытал первый, буксируемый с помощью аэросаней экраноплан. Испытания оказались удачными и он установил на свой аппарат двигатель. Так появился полноценный экраноплан.
В Советском Союзе также велись разработки экранопланов. В частности инженером Гроховским был разработан проект экраноплана амфибии с двумя двигателями, но развития эта идея не получила.
Весьма амбициозные проекты экранопланов существовали в Англии и США, но при их реализации конструкторы столкнулись с массой трудных вопросов. Главными вопросами были: выбор оптимальной аэродинамической компоновки, создание прочных и лёгких антикоррозийных материалов, создание достаточно надёжного и устойчивого к морской воде двигателя. Большинство проектов до реализации не доходило, а те, что доходили, не хотели летать. Военные не нашли идею привлекательной, а фирмы не хотели тратить деньги на рискованные проекты. Так идея экраноплана постепенно заглохла бы, если бы не Александр Липпиш, создатель знаменитой "Кометы" Ме-163. Он смог решить проблему продольной устойчивости, создав используемую до сих пор аэродинамическую схему, получившую название «летающая рыба». В 70-х годах он разработал несколько проектов экранопланов для береговой охраны ФРГ, а его ученик Ханно Фишер даже смог наладить серийный выпуск экранопланов в Австралии.
Впервые по-настоящему гигантские экранопланы начали создавать в СССР в послевоенные годы. Тогда инженер Ростислав Алексеев, получивший Сталинскую премию за создание судов на подводных крыльях, сумел добиться государственного финансирования программы разработки экранопланов. И результат не заставил себя ждать. В 1966 году создаётся знаменитый корабль-макет (КМ), на западе известный как «каспийский монстр».
На тот момент он был самым большим летательным аппаратом в мире с массой 544 тонны.
В 1972 году создаётся "Орлёнок" - первый серийный десантный экраноплан-экранолёт.
Тем временем в ТАНТК им. Бериева, под руководством другого талантливого конструктора Роберта Бартини, создаётся ВВА-14, вертикально взлетающая амфибия.
В 1985 году создаётся экраноплан «Лунь», оснащённый противокорабельными ракетами «Москит».
Но беда приходит, откуда не ждали.
В 1980 году умирает Ростислав Алексеев, на котором держалась
вся программа создания экранопланов.
А в 1984 году умирает министр обороны Устинов, поддерживающий строительство
экранопланов. Новый министр отказывается от экранопланов в пользу подводных
лодок. Затем перестройка и развал СССР, после чего об экранопланах забыли прочно
и надолго. В 2011 году министерство обороны отказалось от дальнейшей
эксплуатации экранопланов. А уже построенный «Лунь» будет в ближайшее время
утилизирован.
Вместе со смертью Ростислава Алексеева умерли и экранопланы гиганты. После его смерти экранопланы гиганты, за исключением «Луня», больше не создавались.
Тем не менее, на этом история экранопланов не закончилась. И от разработок больших перешли к малым. Во второй половине 80-х годов разрабатывается первый гражданский экраноплан «Волга-2», после чего в конце ХХ – начале ХХI века появляется ряд экранопланов и экранолетов таких как «Акваглайд», «Иволга» и другие.
Эти экранопланы разрабатывались, в том числе, и для нужд ФСБ и должны были использоваться для борьбы с браконьерами.
Тем временем, пальма первенства в постройке экранопланов перешла от СССР к КНР. Ещё в 60-е годы, с использованием опыта советских инженеров, было создано несколько проектов экранопланов. А в девяностые годы программа получила большую государственную поддержку и стали появляться целые серии экранопланов, такие как XTW и DY. К сожалению из-за китайской секретности, информации о них крайне мало.
В 2003 году к идее создания экраноплана вернулись в США.
Фирма Boeing разрабатывала экраноплан "Пеликан" для армии США. Он должен был везти груз массой 680 тонн на расстояние в 18500 км и предназначался для скорой переброски войск. Но пока вестей о нём давно не было.
В 2011 году Японскими инженерами был разработан поезд экраноплан.
В отличие от всех других разработок в сфере высокоскоростного наземного транспорта, он использует для движения гладкую поверхность, создать которую гораздо, нежели проложить современную железную дорогу, кроме того, он использует питание от контактной сети, что позволяет значительно повысить его характеристики за счёт снижения массы топлива.
Тем временем в ТАНТК им. Бериева уже много лет ведутся разработки по настоящему гигантских экранопланов-экранолётов, Бе-1000, Бе-2500 и Бе-5000. Но реализации этих проектов ожидать не приходится.
|
7. Так почему же.
На самом деле ответ на этот вопрос лежит на поверхности. Они не так хороши как кажется.
Главным недостатком экранопланов, на мой взгляд является скорость. Скорость в 2-3 раза уступающая современным самолётам. Хотя максимальная скорость экраноплана может достигать 600 км/ч, крейсерская скорость их не превышает 450 км/ч. Современные самолёты способны летать со скоростью более 1000 км/ч, и это остаётся их последнем преимуществом перед поездами, скорость которых уже давно перевалила за 500 км/ч. Если самолёт преодолевает расстояние из Лондона в Нью-Йорк за 6 часов, то экраноплану на это понадобится 14 часов. Именно большое время, необходимое на пересечение океана стало когда-то причиной упадка трансатлантических морских перевозок. Так же транспортные возможности экраноплана сильно ограничивает то что большинство крупных пассажирских аэропортов находится глубоко внутри континента.
В свою очередь для перевозки грузов экраноплан тоже не эффективен. Многие считают что экраноплан выгодно использовать для перевозок высокотарифных грузов, то есть грузов которые нужно возить быстро. Но на самом деле преимущества самолётов более очевидны. Главным препятствием здесь является то что курс экраноплана приходится прокладывать по морю. Возьмём самый вероятный маршрут из Шанхая, морских ворот Азии, в Роттердам, морские ворота Европы. Кратчайшее расстояние между ними 6000 км
Самолёт, летя над сушей, преодолеет это расстояние за 6 часов. Экраноплан в свою очередь вынужден будет идти морем. Кратчайшее расстояние по морю на этом направлении составит 13000 км, но в таком случае экраноплану придётся лететь через северный полюс. И при этом лететь у самой земли, огибая тросы высота которых может достигать десятков метров, и обходя грозовые фронты. а учитывая непогоду, которая и обычные самолёты губит, сможет летать северным путём далеко не каждый день. Таким образом в большинстве случаев лететь придётся южным путём, в обход Азии. А расстояние это будет составлять по самым скромным подсчётам 23000 км. Экраноплан преодолеет это расстояние за 51 час. А учитывая, прохождение Суэцкого канала то все 60 часов. Таким нехитрым образом вся экономичность экраноплана нивелируется тем, что он не может летать, над покрытой горами и лесами сушей.
Причиной же отказа военных от создания экранопланов является то что у военных теоретиков не было и нет до сих пор внятной доктрины наступательного применения экранопланов. Это связано с тем что они, в силу своих особенностей, не могут взаимодействовать ни с самолётами ни с кораблями. Это вынуждает формировать целые соединения из экранопланов, в которых одни экранопланы обеспечивают ПВО, другие артподдержку, третьи противолодочную оборону. Это в свою очередь заставляет строить больше экранопланов, что не каждый военный бюджет потянет.
8. Будут ли они построены
Даже, несмотря на всё я считаю, что есть шанс на то что экраноплан гигант будет построен. Я считаю что есть только одна возможность создать достаточно рентабельный пассажирский экраноплан, это создать экранолёт, который вылетая из обычных аэропортов сможет снижаясь над водой и продолжая движение на экране. Создание такого аппарата потребует прежде всего большой заинтересованности авиаперевозчиков, что в современных кризисных условиях маловероятно.
Так же есть вероятность что военные найдут новое, не известное нам применение экраноплана и создадут большой и мощный экраноплан.
9. Вывод
Преимущества экраноплана в экономичности нивелируются их низкой, по сравнению с самолётами скоростью и невозможностью летать над сушей. Поэтому в ближайшее время не стоит ожидать появления экраноланов гигантов.
В свою очередь малые экранопланы, в связи с освоением
9. Источники
Петров Г. Ф./ Гидросамолеты и экранопланы России: 1910-1999/ 2000 год.
"Моделист конструктор" №9/ 1983
Маскалик, А. И. Экранопланы/ Транспортные суда XXI века 2005 года.
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.