|
С более полной версией текста, включающей графические изображения и фото, вы можете ознакомиться в печатном ( бумажном) выпуске "ЭФГ" №29/869-2011
ЭКРАНОПЛАНЫ. ПРЕРВАННЫЙ ПОЛЕТ Когда в один из дней во второй половине 1960-х на стол директора Управления национальной разведки США легло очередное донесение с результатами дешифровки фотоснимков спутника-шпиона, он не поверил своим глазам. На одной из фотографий над водной гладью Каспийского моря летел огромный, длиной около 100 метров, аппарат совершенно неизвестной конструкции. Это был уже далеко не первый по счету экраноплан конструкции Ростислава Алексеева. Корабль-макет КМ (получивший прозвище «Каспийский монстр») до появления Ан-225 «Мрия» слыл самым тяжелым летательным аппаратом на Земле. Подавляющее большинство американских экспертов усомнились в «русском чуде», приняв его за удачно проведенную мистификацию, целью которой было заставить Вашингтон понервничать и направить исследования в военной области в ненужном направлении.
Морское судно или самолет? В самой идее корабля-самолета не было ничего нового. Явление, получившее название экранного эффекта, было экспериментально выявлено еще в начале ХХ века – с приближением к экрану (поверхность воды или земли) аэродинамическая сила на крыле летательного аппарата увеличивалась. Авиаторы обнаружили: при заходе на посадку, в непосредственной близости от земли, пилотирование аэроплана зачастую серьезно усложнялось, казалось, что он как бы садится на невидимую подушку, не дающую ему коснуться твердой поверхности. Естественно, что летчикам и авиаконструкторам такой эффект был вовсе не нужен, но нашлись и те, кто сумел рассмотреть за ним нечто большее – базу для нового направления в конструировании транспортной техники. Так и возникла в первом приближении идея создать летательный аппарат нового типа, экраноплан, от французских слов ecran (экран, щит) и planer (парить, планировать). Если же говорить научно-техническим языком, то экранопланы – это летательные аппараты, использующие при своем движении эффект увеличения аэродинамического качества ЛА (отношения коэффициента его аэродинамической подъемной силы к коэффициенту лобового сопротивления) за счет близости экрана (поверхности земли, воды и т. д.), обусловленный тем, что с приближением к экрану увеличивается аэродинамическая подъемная сила на крыле.
Первые опыты В свое время использовать экранный эффект (еще не открытый тогда) попытался французский изобретатель Клеман Адер, в 1890 году построивший и испытавший катер «Эол», имевший большое складывающееся крыло и хвостовой горизонтальный стабилизатор, которые позволяли частично разгрузить водоизмещающее судно. Под крылом машины были сделаны особые каналы, по которым за счет скоростного напора и подавался поднимающий катер воздух. В дальнейшем Адер построил катер, у которого воздух под крыло подавался с помощью компрессора. Основные работы над новыми аппаратами, использующими при своем движении экранный эффект, относятся к началу 1930-х годов, хотя теоретические труды по данной теме стали публиковать намного раньше. Так, например, в 1922 году в СССР вышла статья специалиста-аэродинамика Бориса Николаевича Юрьева «Влияние Земли на аэродинамические свойства крыла». В ней изобретатель автомата перекоса (устройство для управления лопастями несущего винта), будущий действительный член Академии наук СССР и генерал-лейтенант инженерно-технической службы, фактически дал зеленый свет созданию экранопланов, теоретически обосновав возможность практического использования экранного эффекта.
В целом вклад
отечественных ученых и инженеров в экранопланостроение огромный, если не
решающий. Специалистам хорошо известна, вероятно, первая в данной
области практическая разработка – проект экранолета-амфибии,
предложенный советским авиационным инженером Павлом Игнатьевичем
Гроховским. «Мне пришла мысль использовать «воздушную подушку», то есть
образующийся под крыльями сжатый воздух от скорости полета.
Корабль-амфибия может лететь-скользить не только над землей, над морем и
рекой, – писал П.И. Гроховский в начале 1930-х годов. – Полеты над рекой
еще целесообразнее, чем над землей, ведь река – это длинная, гладкая
дорога, без бугров, холмов и кочек… Корабль-амфибия позволяет круглый
год перебрасывать грузы и людей со скоростью 200–300 км/ч, летом на
поплавках, зимой на лыжах». Интерес на бумаге После окончания Второй мировой войны интерес к экранопланной тематике возобновился. Пальму первенства здесь попытались перехватить Соединенные Штаты – уже в 1948 году шестиместный аппарат создал инженер Х. Зундштедт. А конструктор Уильям Бертельсон в 1958–1963 годах поднял в воздух сразу несколько экранопланов с двигателями мощностью до 200 л.с. и сделал несколько важных докладов по данной теме на различных научных симпозиумах и конгрессах. В том же 1963-м инженер Н. Дискинсон также построил экраноплан, в следующем году швейцарец Х. Вейланд создал в США свой экраноплан, который, впрочем, разбился в ходе испытаний в Калифорнии. Наконец, на научной конференции «Суда на подводных крыльях и воздушной подушке», проводившейся 17–18 сентября 1962 года в Нью-Йорке американским Институтом аэрокосмических исследований, президент Vehicle Research Corporation Скотт Ретхорст представил разработанный при его личном участии и при поддержке Морской администрации США проект 100-тонного экраноплана «Колумбия», созданного по схеме «летающее крыло» и способного развивать скорость до 100 узлов. В 1964 году Ретхорст приступил к постройке модели своего «чудо-корабля». На основе полученных результатов собственной работы Ретхорст в 1966 году патентует «Корабль, использующий экранный эффект» (патент № 19104), но дальше этого дело не идет, и вскоре проект сворачивается. Причем в том же 1966-м специалисты компании Grumman предложили не менее грандиозный проект 300-тонного экраноплана, способного нести управляемые ракеты. Наибольшего успеха на Западе добился известный немецкий авиаконструктор Александр Липпиш, ставший в годы Второй мировой войны идейным вдохновителем проекта реактивного истребителя Ме-163 «Комета», а после крушения Третьего рейха обосновавшийся в США. Работая с 1950 по 1964 год в авиационном подразделении компании Collins Radio Company, Александр Липпиш руководил разработкой базовой аэродинамической схемы экраноплана (одной из трех существующих сегодня, причем очень удачной), названной схемой Липпиша. Она отличается шатрообразным крылом, хорошо удерживающим давление воздуха между крылом и экраном и обладающим наименьшим индуктивным сопротивлением. Оперение расположено высоко над крылом по Т-образной схеме, а для его старта с воды используются поплавки на концах крыла и глиссирующий корпус-лодка. Правда, все эти проекты и разработки не шли дальше бумаги, небольших моделей или опытных машин. Вот почему, когда в 1966–1967 годах американцы узнали о том, что над волнами Каспия носится 500-тонная махина, они испытали удивление, смешанное с недоверием.
Итальянский аристократ В 60-х годах советские конструкторы вновь опередили своих зарубежных конкурентов. По большому счету, только советская командно-административная экономика и подчиненная властям наука и промышленность смогли справиться с такой грандиозной и сложной задачей, как создание больших, а не малых (в одну-две тонны) экранопланов и экранолетов. Одним из этих людей стал советский конструктор Роберт Людвигович Бартини (он же итальянский аристократ Роберто Орос ди Бартини), покинувший родину в 1920-е. Именно Бартини разработал «Теорию межконтинентального транспорта земли», где дал оценку производительности различных типов транспортных средств: судов, самолетов и вертолетов – и определил, что наиболее эффективным для межконтинентальных маршрутов является амфибийный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой или использующий воздушную подушку. Только в этом случае можно было бы удачно совместить большую грузоподъемность судов, высокую скорость и маневренные возможности самолетов. Бартини приступил к работам над проектом экраноплана с подводными крыльями, из которого впоследствии выходит экранолет СВВП-2500 взлетной массой 2500 тонн, имеющий вид «летающего крыла» с квадратным центропланом и консолями и оснащенный силовой установкой из подъемных и маршевых двигателей. Результаты испытаний моделей в 1963 году в ЦАГИ оказались многообещающими. Спустя какое-то время Бартини принял решение доработать первую опытную машину «1М» в экранолет, с поддувом воздуха от дополнительных двигателей под центроплан. Но ему не суждено было увидеть полет своего 14М1П – в декабре 1974 года Бартини ушел из жизни. Экранолет взмыл в небо, но уже в 1976 году проект ВВА-14М1П (высокорасположенное крыло и несущий корпус, расчетная максимальная скорость 760 км/ч и практический потолок дальности полета 8000–10000 метров) закрыли. Следующий стратегический рывок в области проектирования кораблей-самолетов произошел в Горьком: автором нового проекта стал Ростислав Алексеев. Коллектив Ростислава Алексеева предлагал более десятка вариантов экранопланов и экранолетов различного назначения, в том числе экраноплан-снабженец, который предлагалось использовать в составе Вооруженных сил, Министерства морского флота и других агентств для обеспечения действий корабельных и авиационных группировок в удаленных районах Мирового океана. Например, обеспечивать заправку вертолетов топливом. Почти так же должен был выглядеть и спасательный экраноплан «Спасатель».
Рождение «дракона» Первый отечественный пилотируемый реактивный экраноплан СМ-1 взлетной массой 2380 килограммов сделали в ЦКБ по судам на подводных крыльях при непосредственном участии Алексеева в 1960–1961 годах. В его основе – схема «тандем», или «двухточечная схема». В начале 1960-х годов темой экранопланов активно заинтересовался советский флот, заказав разработку трех типов: транспортно-десантного, ударного и противолодочного. Но схема «тандем» для них не годилась, поэтому Алексеев разработал новую, по которой и строится второй экраноплан – СМ-2. У этого аппарата впервые воздушная струя от двигателя направлялась под крыло (поддув), создавая принудительную динамическую воздушную подушку.
Отныне компоновка
экраноплана такова: широкое низко расположенное крыло малого удлинения;
концевые шайбы на крыле, улучшающие околоэкранную аэродинамику и
уменьшающие индуктивное сопротивление крыла; развитое Т-образное
оперение, высокий киль и высоко закрепленный на нем горизонтальный
стабилизатор с рулем высоты; аэродинамически совершенный корпус с
реданированным днищем; определенное размещение двигателей и организация
поддува под крыло. Старт с воды и выход на берег обеспечиваются
воздушной подушкой проточной схемы – двигатели отклоняют воздушные струи
под крыло. Такая схема требовала большей работы по стабилизации, но зато
позволяла достичь более высоких скоростей и грузоподъемности. 22 июня 1966 года КМ спустили на воду и отправили на специальную испытательную базу на Каспийском море, под город Каспийск. Почти месяц его, полупритопленного, с отстыкованным крылом и накрытого масксетью, по ночам в условиях строжайшей секретности тащили по Волге. Кстати, о секретности: современники вспоминали, что именно в день спуска КМ на воду радиостанция «Голос Америки» сообщила, что на этом заводе построен корабль с новым принципом движения! Когда КМ прибыл на базу, чиновники потребовали «незамедлительного полета», и Алексеев организовал им «полет в доке». Заработали все 10 двигателей, тросы, удерживающие аппарат, натянулись, словно струны, на берегу начал ломаться попавший под выхлопы моторов деревянный забор, и при тяге в 40% от номинальной док с пришвартованным в нем экранопланом КМ, срывая якоря, тронулся с места. Затем машина вышла в море – тяжелый гигант показал феноменальные качества, устойчиво следуя над экраном на высоте 3–4 метров на крейсерской скорости 400–450 км/ч. При этом аппарат был настолько устойчив в полете, что «главный» иногда на показ переставал управлять аппаратом и даже выключал в полете двигатели. Испытания «Каспийского монстра» велись на море полтора десятка лет, но закончились весьма печально: 9 февраля 1980 года умер Ростислав Алексеев. И в том же году гибнет КМ – пилот слишком резко задрал при взлете нос машины, она быстро и почти вертикально пошла вверх, растерявшийся же летчик резко сбросил тягу и не по инструкции сработал рулем высоты – корабль завалился на левое крыло и, ударившись о воду, затонул. Уникальный гигант не смог пережить своего создателя.
«Орленок» учится летать В 1970-х работа в этой области буквально кипела. Не успел Алексеев реализовать «большой скачок», перейдя от 5-тонных моделей сразу к 500-тонному КМ, как в 1968 году ВМФ выдает задание на десантно-транспортный экранолет проекта 904 «Орленок». Полное водоизмещение «Орленка» – 140 т, длина – 58,1 м, ширина – 31,5 м, скорость – до 400 км/ч (может всего за час пересечь Каспийское море), взлет с волны – до 1,5 м и при волнении моря до 4 баллов, экипаж – 9 человек, грузоподъемность – 20 т (рота морских пехотинцев с полным вооружением или два БТР или БМП).
И вот уже новый
успех – в 1972 году появляется экспериментальный СМ-6. Основные
требования: высокие грузоподъемность и скорость, а также способность
преодолевать противодесантные заграждения и минные поля (при захвате
плацдармов на защищенном побережье противника). Корпус Т-1 выполнен заодно с центропланом и состоял из трех частей: носовой поворотной (поворачивалась на 90 градусов), средней (грузо-пассажирский отсек) и кормовой. В носовой части располагались кабина экипажа, пулеметная установка, каюта отдыха и отсеки для различного оборудования. Адмиралы, увлеченные в те годы созданием мощного океанского ракетно-ядерного флота, намеревались закупить до 100 «орлят», что потребовало бы постройки новых заводов, на которых предполагалось организовать блочно-агрегатный метод сборки. Затем, правда, заказ скорректировали до 24. 3 ноября 1979 года на десантном экранолете МДЭ-150 типа «Орленок» был поднят военно-морской флаг и корабль включили в состав Каспийской флотилии. Второй аппарат вошел в состав ВМФ уже после смерти «главного», в октябре 1981 года. Оба корабля принимали участие в учениях Закавказского военного округа – корабль мог брать на борт для высадки на берег до 200 морских пехотинцев или два плавающих танка, БТР или БМП. А в 1983 году флот принял третий экранолет, МДЭ-160. Сегодня же у нас остался только один «чудо-корабль» этого типа – тот, что стоит в Москве. В 1988 году было решено раскрыть тактические возможности «Орленка» более полно. Задачу сформулировали так: перебросить десант из района Баку в район Красноводска. К ее решению привлекли для сравнения обычные корабли, корабли на воздушной подушке и экранолет. Первые вышли в море за сутки до часа икс, вторые – за шесть часов, а «Орленок» вышел за два часа, обогнал по дороге всех и первым высадил десант!
Смена лидера Апогеем экранопланостроения в нашей стране стал ракетоносец «Лунь» (проект 903), построенный по заказу ВМФ СССР и по своему боевому потенциалу превосходивший почти все легкие ракетные корабли и многие ударные самолеты, а по мощи ракетного залпа он оказался сопоставим с ракетным эсминцем. «Лунь» спустили на воду 16 июля 1986 года, а 26 декабря 1989 года завершили его испытания, общая продолжительность которых составила 42 часа 15 минут, из них в полете – 24 часа. Экраноплан-ракетоносец проекта 903 «Лунь»: полное водоизмещение – до 400 т, длина – 73,3 м, ширина – 44 м, высота – 20 м, осадка в водоизмещающем положении – 2,5 м, скорость полного хода – около 500 км/час, экипаж – 5 человек, вооружение – 8 ПУ сверхзвуковых противокорабельных ракет 3М-80 «Москит». В ходе испытаний с экраноплана впервые произвели ракетную стрельбу – на скорости движения около 500 км/ч. Второй корабль проекта 903 был заложен в Горьком в 1987 году, но затем его решили переоборудовать из ракетоносца в поисково-спасательный вариант, условно назвав «Спасатель». Вместимость машины – 500 человек, взлетная масса 400 тонн, скорость полета более 500 км/час, дальность полета до 4000 километров. На «Спасателе» проектом предусмотрены госпиталь с операционной и реанимационной, а также пост спецобработки для оказания помощи пострадавшим в результате аварии атомных энергоустановок. При этом крыло экраноплана могло использоваться для быстрого одновременного развертывания и спуска на воду спасательных средств, в том числе и при большом волнении. Дежурный «Спасатель» мог выйти в море уже через 10–15 минут после сигнала тревоги.
Но вскоре пришла
перестройка, за которой последовал развал Советского Союза – стране
стало не до «чудо-кораблей». Переданный флоту в 1991 году
учебно-тренировочный экранолет «Стриж» особого применения не нашел. Что сегодня? Сегодня в лидеры в данной области пытаются выбиться Соединенные Штаты, активно ведущие работы по пилотируемым и даже беспилотным экранопланам и экранолетам и старательно аккумулирующие у себя не только идеи и наработки, выполненные в других странах. Так, например, в течение нескольких лет американская корпорация Boeing при активном участии компании Phantom Works по заказу Пентагона занимается проектированием тяжелого военно-транспортного экранолета «Пеликан», имеющего размах крыла более 150 метров и способного, по утверждению разработчика, перебрасывать в «экранном» режиме груз массой до 680 тонн на расстояние до 18500 километров. «Пеликан» планируется оснастить шасси с 38-колесными парами – для обеспечения взлета и посадки с обычной ВПП.
А вот американская
компания Oregon Iron Works Inc., специализирующаяся в области
промышленного строительства и производства морской техники, по контракту
с Минобороны США ведет предварительную проработку проекта «беспилотного
аэродесантируемого высокоскоростного малозаметного для радаров
транспортного средства, способного передвигаться по земной и водной
поверхности», получившего рабочее название «Си Скаут», или «Морской
разведчик». А представители шанхайского Инженерно-строительного университета заявили недавно, что завершают разработку проектов сразу нескольких моделей экранопланов массой 10–200 тонн, а к 2017 году на регулярные транспортные перевозки выйдет более 200 экранопланов, способных перевозить грузы массой более 400 тонн. И только в России не могут найти денег даже на достройку уникального экраноплана «Спасатель»…
Автор: Вадька Источник: http://maillist.ru/archives/1059/1170626/4043511_html
|