Во все времена существования судоходства и кораблестроения, возраст которых историки определяют почти в 9000 лет, людям хотелось двигаться по воде как можно быстрее. Но скорость водного транспорта намного отставала от скорости других средств передвижения. Судите сами: полтора часа требуется спутнику, чтобы облететь Землю. Давно перестали быть диковинкой полеты сверхзвуковых самолетов. Поезда перешагнули скоростной рубеж 300 километров в час. А на воде? Нынешние морские и речные транспортные суда до сих пор двигаются ненамного быстрее парусного клипера середины прошлого века.

Одним из тех, кто сумел разрешить проблему ускорения движения судов, был доктор технических наук, лауреат Ленинской и Государственной премий Ростислав Евгеньевич Алексеев (1916 - 1980 гг.). Об изысканиях в этом направлении рассказывает Виктор Васильевич СОКОЛОВ, который многие годы работал под непосредственным руководством Р.Е. Алексеева, а после его смерти стал главным конструктором направления экранопланной тематики и главным конструктором ряда экранопланов.

Широкое внедрение судов на подводных крыльях (СПК) в 60-х годах существенно изменило параметры пассажирских перевозок на водном транспорте. В дальнейшем СПК нашли применение и в Вооруженных Силах в качестве малых противолодочных кораблей и патрульных катеров.

Суда на статической воздушной подушке (ССВП) позволили несколько,повысить верхний предел скорости движения по сравнению с СПК, но и для них непреодолимым стал скоростной барьер в 150 - 180 км/час из-за потери устойчивости движения.

В отличие от ССВП экранопланы поддерживаются над поверхностью при помощи не статической (искусственно создаваемой специальными нагнетателями с соответствующими затратами мощности), а естественной динамической воздушной подушки, возникающей от скоростного напора набегающего потока воздуха. При этом имеет место так называемый экранный эффект, заключающийся в повышении аэродинамического качества воздушного крыла при его движении вблизи экранирующей поверхности, а также в его самостабилизации по высоте движения относительно экрана.

Высота эффективного движения экраноплана над поверхностью соизмерима с геометрическими размерами воздушного крыла, при этом положительное влияние экранного эффекта усиливается с уменьшением высоты движения.

Над практическим применением экранного эффекта бились судостроители и авиастроители. Первым он был интересен как средство для повышения скорости движения судов, а вторым - как средство для повышения экономичности гражданских самолетов и обеспечения полетов на малых высотах при решении тактических задач военного назначения.

Первые практические разработки экранопланов в нашей стране были выполнены известным авиационным инженером и изобретателем П.И. Гроховским во второй половине 30-х годов. Однако главная работа выпала Р.Е. Алексееву. Вместе с коллективом ЦКБ по СПК он в значительной мере способствовал ускорению научно- технического прогресса в области скоростного судостроения, сначала создав суда на подводных крыльях, а затем и экранопланы. Работа над экранопланами - самая значительная и яркая страница творческой биографии Алексеева и ЦКБ по СПК, которая приоткрывается сегодня.

Немалый вклад в новое дело внесли самолетостроительные организации и авиационные институты Советского Союза. Поиск компоновочного решения экраноплана привел к использованию классической самолетной схемы (одно несущее крыло - одноточечная схема и хвостовое оперение) с необходимой модернизацией ее для обеспечения устойчивости и управляемости при движении вблизи экранирующей поверхности.

Существо такой модернизации свелось в основном к двум аспектам:

- выбор параметров основного несущего крыла и оптимизация его положение относительно других элементов компоновки:

- применение развитого (увеличенного по размерам) горизонтального оперения и расположение его по высоте и длине относительно основного крыла на таком расстоянии, чтобы оно было наименее чувствительно к изменениям скосов воздушного потока, индуцируемых крылом в зависимости от высоты движения и угла тангажа.

Эти аспекты составили основу концепции, определившей окончательный выбор принципиальной компоновки экранопланов, принятой к реализации в начале 70-х годов. По такой компоновке было создано десять экспериментальных экранопланов с постепенным увеличением их размеров и массы.

Экраноплан корабль-макет (КМ) в этом ряду был самым значительным творением Алексеева. Созданный в 60-х годах, он имел длину более 100 метров, размах крыла около 40 метров, а в рекордном полете его масса достигала 540 тонн, что представляло собой в то время неофициальный мировой рекорд среди летательных аппаратов, который был побит лишь самолетом Ан-225 "Мрия".

В течение 15 лет экраноплан КМ проходил всесторонние испытания и замкнул цикл работ, связанных с апробированием идеи экранопланов в целом, а также отработкой научных основ их проектирования, строительства и испытаний. Эти результаты позволили создать теорию и методологию проектирования и строительства практических образцов экранопланов. Одним из них стал транспортный экраноплан "Орленок" со взлетной массой до 140 тонн, способный перевозить 20 тонн груза со скоростью 400 км/час на дальность до 1500 км. Такой экраноплан может взлетать и садиться на воду при высоте волн до 2 метров. Он обладает амфибийностью, то есть способностью самостоятельно выходить на относительно ровный берег с естественным покрытием, а также на специальную мелкосидящую понтон-подушку или по гидроспуску на подготовленную береговую площадку, что необходимо для базирования экранопланов.

"Орленок" представляет собой свободнонесущий моноплан, включающий в себя фюзеляж обтекаемой формы с гидродинамическими и амфибийными элементами в нижней части и развитое хвостовое оперение. В фюзеляже имеются кабина экипажа, помещение для отдыха экипажа, отсеки радиоэлектронного и радиосвязного оборудования, грузовой отсек, а также отдельный отсек вспомогательной силовой установки и бортовых агрегатов, обеспечивающих запуск двигателей главной силовой установки, работу гидравлической и электрической систем экраноплана.

Грузовой отсек занимает основную часть фюзеляжа, у него есть силовой пол, оборудованный швартовочными устройствами со специальными гнездами, которые позволяют выполнять несколько вариантов раскрепления грузов и колесной техники, а также блоками сидений для перевозки людей.

Для погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов и колесной техники в носовой части экраноплана предусмотрен специальный грузовой разъем, представляющий собой уникальное устройство, не имеющее аналогов в отечественной и зарубежной практике.

Главная силовая установка состоит из одного маршевого турбовинтового двигателя типа НК-12 и двух стартовых турбовентиляторных двигателей типа НК-8 конструкции Н.Д. Кузнецова, доработанных применительно к морским условиях эксплуатации.

Турбовинтовой двигатель типа НК-12 обеспечивает экономический крейсерский полет и размещается на вертикальном оперении экраноплана в районе установки стабилизатора. Такое расположение двигателя обусловлено необходимостью его удаления от брызг морской воды при старте, посадке и пробеге экраноплана, а также снижения его возможного засоления в полете от аэрозолей морской атмосферы, насыщенность которой, как известно, зависит от высоты над морем.

Стартовые двигатели работают только при взлете машины и оборудуются поворотными газовыхлопными насадками, предназначенными для изменения направлений струй двигателей при разбеге - под крыло для создания воздушной подушки (режим поддува) и при переходе в крейсерский режим - на горизонтальную тягу, обеспечивающую разгон экраноплана до крейсерской скорости движения. Необходимость указанных режимов работы стартовых двигателей с изменением направления газовых струй обусловила размещение их в носовой части фюзеляжа с определенным углом расположения относительно продольной оси экраноплана. Воздухозаборники стартовых двигателей так же, как и сами двигатели, вписаны в общий контур носовой части экраноплана с целью снижения аэродинамического сопротивления в крейсерском режиме движения.

Поддув газовых струй под крыло на разбеге обеспечивает снижение гидродинамических нагрузок, что особенно важно при взлете экраноплана в условиях неспокойного моря. Для этих же целей поддув применяется и при посадке на режиме пробега. Кроме того, поддув при помощи специальных устройств, предусмотренных в нижней части фюзеляжа, обеспечивает амфибийные свойства экраноплана.

Основные системы управления, гидравлики, электроснабжения, жизнеобеспечения выполнены на экраноплане в основном по типу авиационных. Предусматривается соответствующее дублирование и резервирование систем и оборудования, что обеспечивает необходимую безопасность эксплуатации. При создании экранопланов "Орленок" особое внимание уделено работе конструкций и оборудования в морских условиях.

Следует отметить, что по живучести и безопасности движения экранопланы имеют существенные преимущества по сравнению с самолетами, обусловленные тем, что в аварийных ситуациях, в том числе при отказах материальной части, у экраноплана всегда есть возможность сесть на водную поверхность как на своеобразный аэродром. Подобное однажды и произошло с "Орленком" и КМ в сложных метеорологических условиях.

Сегодня на базе построенных образцов существуют проекты экранопланов различного назначения и значительно большей по сравнению с "Орленком" взлетной массой. Они могут найти применение в открытом море и отдельных океанских зонах для решения различных задач в мирных и военных целях.

В отдельных модификациях морских экранопланов предусматривается возможность маневрирования по высоте движения вплоть до чисто самолетных режимов, что часто бывает необходимо для обеспечения безопасности в случае неожиданных препятствий на курсе движения, а также сокращения пути за счет перелета над естественными или искусственными преградами, разделяющими отдельные районы морских акваторий. Экранопланы таких модификаций называются экранолетами.

Созданы экранопланы и упрощенных модификаций для применения на реках, водохранилищах, внутренних водоемах, а также на относительно ровных участках суши, например на поймах рек или в тундре в любое время года. Они имеют значительно меньший по сравнению с морскими машинами диапазон скоростей (120 - 200 км/час вместо 320 - 500 км/час) и высот движения (движение в основном осуществляется в плоскости горизонта с минимальным диапазоном перемещения по высоте) и правомерно называются судами на динамической воздушной подушке.

В отличие от экранопланов и экранолетов для управления судном на динамической воздушной подушке (СДВП) не требуется летной подготовки. Такие суда смогут эксплуатировать экипажи судов на подводных крыльях (СПК), прошедшие спецподготовку. У СДВП отсутствует руль высоты, основными органами управления так же, как у СПК, являются ручки управления двигателями для управления скоростью движения и штурвал (или педали) для управления курсом.

Р.Е. Алексеев разработал идею СДВП в конце 70-х годов применительно для нужд народного хозяйства. Под его руководством были выполнены первые проектные разработки пассажирских судов такого типа вместимостью от 8 до 250 человек, представляющих собой по существу новое поколение крылатых судов. Характерной особенностью судна на динамической воздушной подушке, как и экраноплана вообще, является наличие воздушного крыла, но значительно меньшего размера. Оно оборудуется по бокам скегами, так что образуется куполообразная несущая платформа, известная под названием "напорное крыло". Динамическая воздушная подушка в напорном крыле образуется за счет поддува, то есть торможения в нем воздушного потока, создаваемого специальным воздухонагнетателем, размещенным перед крылом и являющимся частью двигательно-движительного комплекса. Избыточное давление в динамической воздушной подушке создает подъемную силу, равную или превышающую вес судна даже "на стопе" и при минимальной скорости движения. При наборе скорости увеличению подъемной силы крыла начинают помогать набегающий поток воздуха и усиливающееся действие эффекта близости опорной поверхности, то есть экрана.

Несколько лет назад концепция судна на динамической воздушной подушке апробирована на первом практическом образце девятиместного катера "Волга-2", являющегося прототипом более крупных СДВП. На базе результатов работ по катеру "Волга-2" возможно создание и более крупных речных газотурбоходов на 50, 90 и 120 - 150 пассажиров типа "Ракета-2" и "Метеор-2". В принципиальном плане СДВП могут быть созданы и в морском исполнении, например газотурбоход типа "Вихрь-2" на 250 - 300 пассажирских мест. Широко их можно применять и в других целях.

Есть все основания с гордостью сказать, что в стране имеется научный и технический задел, построены и испытаны отдельные образцы экранопланов различных модификаций и назначений, а также накоплен опыт эксплуатации, достаточный для серийного строительства аппаратов.

К сожалению, сегодня все перспективные работы в этом направлении приостановлены из-за тяжелого экономического положения в стране. Была надежда на российско-американский проект строительства гигантского экраноплана. Его общая масса - 5000 тонн, а грузоподъемность - 1200 тонн. Предполагалось, что этот супергигант сможет брать на борт 3000 пассажиров и доставлять их со скоростью 800 км/час на расстояние 16 000 км. Деловитые американцы решили посмотреть "каспийское чудо" - экраноплан "Орленок-2". Их свозили туда, где базируются боевые экранопланы, и устроили показательный полет с последующим осмотром аппарата. Гости тепло поблагодарили военное командование и представителей ЦКБ за это и отбыли восвояси, увозя с собой техническую информацию на миллиарды рублей.

До сих пор нет ни звука о "совместном" проекте. Ходят слухи среди специалистов, что где-то под Сан-Франциско что-то делается по проблемам экраноплана. Не исключено, как разбогатеем, то купим тот экраноплан у американцев. Ибо Нижегородское ЦКБ по судам на подводных крыльях имени Р.Е. Алексеева, как говорится, дышит на ладан. Из полуторатысячного коллектива осталась третья часть. За последние годы от него отпочковалось около десятка фирм и организаций. Ничего нового такие "фирмы" создать не могут, а норовят выжить за счет продажи подержанных скоростных теплоходов, растаскивают, если удается, творческое наследие выдающегося конструктора крылатых кораблей Р.Е. Алексеева.

В связи с празднование 300-летия Российского флота на самых верхах власти раздавались призывы о его возрождении. Но ведь, по большому счету, надо не возрождать, а преображать флот. И здесь, видимо, первое место должно принадлежать скоростным судам XXI века - экранопланам конструкции Р.Е. Алексеева.

Permanent link to this publication: