Практическая разработка технологий на основе физического «принципа экрана» привела к созданию гибридов самолета и корабля – уникальных аппаратов («экранопланов» или «экранолетов»), способных двигаться как по воде, так и в воздухе . Нововведение имело закономерный результат – началось применение новых машин для военных и гражданских нужд. Рассмотрим основные вехи истории становления замечательной технологии, сделавшей реальностью летающие крейсеры.

Эффект экрана

В 1920-х годах был открыт физический эффект экрана – явление, которому суждено было изменить представления человечества о движении. Эффект экрана заключается в нарастании подъемной силы летательного аппарата посредством экранирующей способности ровных поверхностей – воды, земли, льда. Набегающий поток воздуха создает подушку за счет повышенного давления под несущей плоскостью, аэродинамическая хорда которой должна быть меньше высоты движения. Проще говоря, экран представляет собой воздушную подушку без гибких ограждений и нагнетателей. Это важное открытие сделало возможным создание аппаратов, скользящих над поверхностью с «самолетными» скоростями при заметной экономии топлива по сравнению с самолетами.

Советский Союз стал родиной первого теоретического обобщения по этой тематике: в 1923 году увидела свет революционная работа Б.Н. Юрьева «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». С практическим же применением экранного эффекта работали уже в 30-е годы – в Финляндии, где пытались создать буксируемые аэросани, и в СССР. Все эти опыты выявили отсутствие нужной технической базы (не существовало достаточно прочных и легких конструкционных материалов), и работы были остановлены.

Положение изменилось лишь в 50-е годы, когда за дело взялся пионер теоретического исследования и практического применения кораблей на подводных крыльях Ростислав Евгеньевич Алексеев. В 1960 году его КБ по СПК (конструкторское бюро по судам на подводных крыльях) начало работы по исследованию эффекта экрана, приведшие к созданию первого в мире экраноплана.

60-е – годы великих свершений

1961 год стал годом первого полета экраноплана. Экспериментальная машина СМ-1 превратилась в самоходную лабораторию по отработке техники пилотажа, сбору эксплуатационной статистики и исследованию конструкционных материалов. Полеты проводились на испытательной станции №1 на Каспии, а для сборочных работ были выделены мощности завода «Красное Сормово» в Горьком (ныне – Нижний Новгород). Испытания серии СМ привели к положительным результатам, и в 1964-65 годах на «Красном Сормове» под руководством генерального конструктора Алексеева и ведущего конструктора Ефимова был построен экраноплан КМ («корабль-макет»). Интересно, что кодовое обозначение этого экраноплана в отчетах НАТО – «Каспийский Монстр» – в точности совпало с официальной советской аббревиатурой.

Корабль и в самом деле был монстром. Его длина достигала почти 100 метров, размах крыла – более 37 метров, взлетная масса – 544 тонны. До выпуска самолета-гиганта Ан-225 «Мрия» КМ оставался самым крупным летательным аппаратом тяжелее воздуха.

Первый полет корабля состоялся в 1966 году. КМ проходил испытания и длительное всестороннее изучение до 1980 года, пока не разбился вследствие ошибки пилота. «Потомков» КМ планировалось использовать в военных целях. Высокая скорость (более 400 км\ч), гарантированное прохождение «ниже радара», возможность лететь над водой и сушей, а также грузоподъемность, позволявшая нести несколько ракетных ПУ, делали эти экранопланы грозным оружием – по крайней мере, в перспективе. Однако проект столкнулся с серьезным противодействием на уровне ведомств, а точнее, с конфликтом между генеральным конструктором Ростиславом Алексеевым и министром судостроительной промышленности Борисом Бутомой. Помимо межличностных отношений, в дело вплеталась конкуренция между флотом, для которого проектировались экранопланы, и ВВС, включая авиационную промышленность.

О сути этих разногласий догадаться легко – экраноплан базировался на море и должен был действовать в составе флота. При этом он являлся летающим аппаратом, и его производство требовало авиационных технологий, ресурсов и мощностей, на которые вполне закономерно претендовали профильные авиационные ведомства. Помимо бюрократической волокиты, проект экраноплана столкнулся с серьезными возражениями практического характера. Основная проблема состояла в том, что высокая скорость аппарата была колоссальной только в сравнении с водными боевыми средствами – любой дозвуковой самолет и любая ракета без проблем догоняли экраноплан. Отсутствие бронирования, серьезных средств ПВО и относительно низкая маневренность превращали его в невероятно дорогую мишень. Тем не менее, экономичность хода, хорошая грузоподъемность и скорость оказались весомой «гирей» на весах в пользу проекта. «Потомки» «Каспийского Монстра» получили путевку в жизнь, а несколько позже аналогичные работы начались и на Западе.

КМ – «Каспийский Монстр»
www.navy.su

Скромные результаты наследников Мессершмитта

Еще в 1961 году в США начались работы над аналогами советского экраноплана. Был разработал ряд проектов, которые так и не вышли на практическую стадию. Разработка этих аппаратов велась и в ФРГ – конструктор и специалист по аэродинамике Александр Липпиш (автор проекта «Мессершмитт-334») разработал ряд экранопланов и, в отличие от американских коллег, сумел создать действующий прототип Х-114 на фирме «Райн Флюгцойгбау».

Аппарат Х-114 был рассчитан на размещение 460 кг полезного груза или пяти пассажиров. Машина отличалась классической самолётной компоновкой – треугольное крыло с вершиной, обращенной к хвостовому оперению. Х-114 стартовал с воды, а значительный угол поперечной несущей поверхности создавал динамическую воздушную подушку во время стартового разбега. Размах крыла экраноплана составлял всего 9 метров – при столь малой грузоподъемности больше не требовалось. Движение аппарата обеспечивал поршневой мотор с винтовым движителем, размещавшийся в кольцевом гнезде. Скорость машины достигала 200 км/ч, автономность при полной загрузке топливом должна была составлять 1000 км, а взлетная масса – 1,35 тонны. Первый полет экраноплана Х-114 состоялся в 1976 году – испытания на Балтике выявили крейсерскую скорость в 150 км\ч. Всего было изготовлено три таких аппарата, переданных в ведение пограничной службы ФРГ. Западные коллеги отстали от Ростислава Алексеева не только хронологически (на 10 лет), но и качественно – советские машины были в 10 раз больше, а значит, имели куда большую боевую ценность.

Экраноплан Х-114
topwar.ru

Тяжелая судьба «Орлёнка»

Развивая идею кораблей КМ, КБ Алексеева разработало и построило десантный экраноплан серии «С», получивший название «Орлёнок». Машина была несколько меньше «Каспийского Монстра», а её корпус выполнялся из аллюминий-магниевого сплава. «Орлёнок» должен был перемещать десант на расстояние до 1500 км со скоростью до 500 км\ч и мог принять 200 морских пехотинцев со всем снаряжением, а также 2 единицы БМП или БТР либо один танк. Для самообороны машина несла спаренную установку пулемета НСВТ «Утес» (калибра 12,7 мм) или КПВ (калибра 14,5 мм).

Испытания «Орлёнка» проходили не вполне гладко. Типичная «болезнь» любого экраноплана – опасность встречи с волной на скорости – сыграла и в этот раз. Первый прототип на полной скорости налетел на волну, которая оторвала кормовое оперение и киль с маршевым двигателем. Несмотря на тяжелые повреждения, машина выдержала и смогла дотянуть до базы за счет увеличенной тяги носовых взлетно-посадочных моторов. Ситуация, идентичная реальному боевому повреждению, подтвердила живучесть и надежность экранопланов.

Всего было изготовлено 5 аппаратов – все они, за исключением разбитого прототипа, были переданы 11-й отдельной авиагруппе. Всего планировалось построить 120 «Орлят», однако в 1984 году умер Д.Ф. Устинов – министр обороны СССР и покровитель проекта. После смерти Устинова производство заморозили, передав сэкономленные средства на нужды флота.

Экраноплан «Орлёнок»
Фото из коллекции автора

Ракетный экраноплан – гроза вражеских флотов

Прямым следствием развития экраноплана КМ стал проект 903 «Лунь». Создание десантного экраноплана не раскрывало всех возможностей корабля данного типа, поэтому военные заказчики желали получить ударную модификацию машины, способную нести ракетные ПУ. КБ Алексеева начало работы еще в 70-е годы, и к 1983 году на воду сошел первый прототип ракетного экраноплана.

В отличие от «Орлёнка», аппарат «Лунь» куда больше походил на своего предшественника. Его длина составляла 73 метра, восемь реактивных маршевых двигателей размещались на пилонах в носовой части, машина имела мощное хвостовое оперение с рулями. На «спине» аппарата в аэродинамических наплывах поместились шесть пусковых установок «Москит», и по сей день считающихся самыми эффективными противокорабельными ракетами. Скорость в 500 км\ч позволяла «Луню» атаковать любые корабли противника, и даже авианосные соединения, почти гарантированно уходя из-под ответного удара.

В 1986 году революционная машина начала прохождение испытаний, а в 1990 году ее передали для опытной эксплуатации в 236-й дивизион Каспийской флотилии. К 1991 году флотские испытания триумфально завершились – аппарат показал себя с наилучшей стороны. Но горбачевская перестройка, поставившая крест на другом проекте – Советском Союзе – похоронила массу замечательных разработок, среди которых оказалась и «Лунь».

Экранопланы на службе народного хозяйства

Столкнувшись с трудностями серийной реализации своих проектов, Алексеев предложил гражданские конверсии экранопланов или же сугубо гражданские модели. Так на базе «Луня» был создан проект «Спасатель». Кроме того, проектировались легкие экранопланы и даже экранолеты, способные переходить в «нормальный» самолетный режим с отрывом от аэродинамической подушки. Эти работы послужили основой для целого поколения машин, разрабатываемых и создаваемых по сей день. В этой связи необходимо вспомнить винтомоторный аппарат «Волга-2» 1986 года, его продолжение – экраноплан «Иволга» 1998 года и потрясающе эстетичный «Акваглайд-2» современной разработки. Все эти машины относятся к классу малых кораблей, перевозят 10-16 пассажиров и отличаются чрезвычайной экономичностью.

Экраноплан «Волга-2»
wikipedia.org

Экраноплан «Иволга»
wikipedia.org

Экраноплан «Акваглайд-2»
wikipedia.org

Идеи красного графа

Великий «русский итальянец» Роберто Орос ди Бартини, аристократ с коммунистическими убеждениями, бежавший из Италии с приходом к власти фашистов, в СССР стал одним из ведущих авиаконструкторов, оказавшим влияние на С.П. Королева (который считал его своим учителем) и других великих авиаконструкторов – Яковлева, Мясищева, Ильюшина . В 1960 году Бартини работал над созданием гидросамолета с вертикальным взлетом, и в рамках этого проекта на базе ОКБ имени Г.М. Бериева была разработана модель ВВА-14 – экранолет-торпедоносец. Опытный образец проходил испытания на Азовском море в 1972-76 годах, но со смертью конструктора работы прекратились. В настоящий момент корпус аппарата находится в музее ВВС в Монино.

Экранолет-торпедоносец ВВА-14
wikipedia.org

«Нептун» в небе

На основе работ Роберто Бартини в ОКБ имени Бериева был создан проект сверхтяжелого транспортного самолета-амфибии. Самый крупный из проектируемых самолетов такого типа Бе-2500 «Нептун» задумывался как экранолет, то есть, должен был иметь возможность отрыва от аэродинамической подушки с переходом в самолетный режим. Способность использовать эффект экрана делает его универсальной транспортной машиной, не требующей сложного аэродромного оборудования – аппарат способен приводняться у любого берега и действовать с привязкой к инфраструктуре уже имеющихся портов. Мощность, экономичность и грузоподъемность делают «Нептун» великолепным средством для грузоперевозок – точнее, сделали ли бы, так как в настоящий момент работы по его созданию заморожены по причине отсутствия финансирования.

Экранолет Бе-2500 «Нептун» (рисунок проекта)
wikipedia.org

Экология и прогресс Льва Щукина

В 80-е годы советский конструктор Лев Николаевич Щукин создал проект дисковидного безаэродромного аппарата на экранном принципе, получивший название ЭКИП – «Экология и Прогресс». Разработка полностью соответствовала своему громкому имени. Дисковидный фюзеляж машины выполняет функции летающего крыла (а потому чрезвычайно вместителен при сравнительно небольших размерах) а уникальная система управления граничным слоем (обтекание воздухом фюзеляжа) уменьшает сопротивление среды и экономит топливо. Двигатели аппарата (возможна установка двух и более) работают на водно-эмульсионном топливе – смеси низкооктанового бензина, специального эмульгатора и воды (от 10 до 58%), что дает уникальную экономию и экологичность. Скорость машины должна была составлять от 100 до 700 км/ч при высотах от 3 до 11 000 метров.

К 1993 году на базе Саратовского авиационного завода шло строительство двух действующих образцов. Однако, невзирая на официальную поддержку проекта правительством, финансирование было прекращено. В настоящий момент проект передан в ведение международного фонда, что означает увод российских разработок заграницу, наносящий огромный ущерб отечественной авиационной науке.

Экранолет ЭКИП
wikipedia.org

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.

Распад Советского Союза поставил крест на реализации многих интересных научно-технических проектов, большая часть которых касалась военной сферы. Одной из самых необычных советских разработок были экранопланы – летательные аппараты, использующие для полета так называемый экранный эффект. Согласно международной классификации (ИМО), эти аппараты относятся к морским судам.

Подобные аппараты можно использовать для различных целей: для перевозки грузов и пассажиров, выполнения спасательных миссий, морского патрулирования, но советские экранопланы разрабатывались в первую очередь для военных нужд.

История создания экранопланов в СССР связана с именем талантливого конструктора Ростислава Алексеева.

Результатом многолетней работы Алексеева и его подчиненных стало создание ударного ракетного экраноплана «Лунь» (проект 903). В рамках этого проекта был построен один аппарат, хотя изначально планировалось изготовить восемь экранопланов. Основной его задачей было уничтожение авианосцев и других крупных кораблей противника. На Западе «Лунь» получил прозвище «Каспийский монстр». Большинство характеристик этого летательного аппарата никто не смог превзойти до сих пор.

В СССР этот проект был абсолютно секретным, конструкторам запрещалось даже произносить слово «экраноплан», в западной литературе подобные летательные аппараты обозначают аббревиатурой WIG (от Wing-In-Ground effect).

За счет чего экраноплан летает

Принцип полета экранопланов мало похож на те, что используются обычными самолетами или кораблями на воздушной подушке. Экраноплан поддерживается в воздухе также за счет воздушной подушки, но она не нагнетается специальными двигателями, а возникает за счет набегающего потока.

Обычный самолет взлетает и летит, потому что форма и профиль его крыла создает над его плоскостью давление ниже, чем под ней. У экраноплана все не так. За счет воздушных возмущений под его крылом создает область повышенного давления, которая достигает поверхности и отражает обратно. Это так называемый экранный эффект. Создать его можно только на очень небольших высотах. Он зависит от формы крыла и его удлинения, поэтому крыло самолета и экраноплана сильно отличаются.

Экранный эффект мешает пилотам самолетов проводить маневры на низких высотах, но именно он формирует воздушную подушку, которая удерживает экранопланы в воздухе. Подобный эффект сильно заинтересовал кораблестроителей: сначала появились суда на подводных крыльях, а затем корабли на воздушной подушке. Однако и те и другие имели ограничения максимальной скорости.

Ростислав Алексеев долгие годы занимался созданием кораблей на подводных крыльях, его «Ракеты» и «Метеоры» не имели мировых аналогов. Однако для конструктора этого было мало, и в 1961 году он создал свой первый экраноплан.

История создания

В 1967 году американские военные, изучая снимки, сделанные спутником-шпионом, обнаружили в акватории Каспийского моря огромный летательный аппарат, который они сразу же получил прозвище «Каспийский монстр». В будущем это название закрепилось за всеми советскими аппаратами подобного типа. Что же так удивило американских специалистов на снимках?

Они увидели настоящего гиганта, самолет длиною в сто метров с непропорционально маленькими крыльями – всего лишь сорок метров. При этом «Каспийский монстр» мог развивать скорость до 500 км/ч и передвигался на высоте неконтролируемой ПВО противника. Естественно, что все это сильно озадачило экспертов Пентагона .

На снимках американцы увидели первое масштабное творение Алексеева – экраноплан с названием «Корабль-Макет» или «КМ». Его полетный вес составлял 544 тонны, а площадь крыла равнялась 662,5 м2. На этой машине советские конструкторы отрабатывали технические решения, которые планировали использовать при постройке серийных экранопланов.

В 1972 году на воду был спущен первый серийный экраноплан «Орленок», вес которого достигал 120 тонн. «Орлята» относились к новому типу летательных аппаратов – экранолётов, во время полета они могли использовать экран или лететь как обычный самолет. «Орленок» был способен перебрасывать десантников на расстояние до 1500 км. Изначально планировали построить 24 экраноплана такого типа, но сделано было всего лишь пять машин.

В ходе реализации проекта конструкторы столкнулись с целым рядом сложных технических задач, связанных с тем, что экранопланы имели особенности как морских судов, так и самолетов. Нужны были легкие материалы, способные противостоять коррозии и выдержать удар о воду на скорости около 500 км/ч. Кроме того, техника пилотирования экранопланов очень сильно отличалась от самолетной.

В 1983 году на опытном заводе «Волга» был заложен первый ракетный экраноплан проекта 903 «Лунь». В 1986 году аппарат его спустили на воду, в том же году начались испытания.

«Лунь» был вооружен шестью противокорабельными крылатыми ракетами «Москит», попадания хотя бы одной из них и сегодня является фатальным практически для любого корабля. Скорость экранопланов проекта 903 составляла 500 км/ч.

В 1990 году «Лунь» приняли в опытную эксплуатацию, а уже через год он был снят с нее и законсервирован. Первоначально планировали построить восемь ракетных экранопланов проекта 903 «Лунь», но реализованы они не были. Причиной этого стала тяжелая экономическая ситуация в стране и признание военной нецелесообразности использования подобных аппаратов.

Единственный экраноплан проекта 903 «Лунь» сегодня находится на консервации в сухом доке на территории завода «Дагдизель» (г. Каспийск). С него демонтирована вся электроника.

После распада СССР и прекращения финансирования второе судно проекта «Лунь» хотели превратить в поисково-спасательное, ему дали название «Спасатель». Он должен был не только проводить спасательные операции на море, но и иметь на своем борту госпиталь на 150 человек. Несмотря на 75% готовность «Спасателя», он так и не был достроен.

Дальнейшая судьба уже построенных экранопланов «Лунь» и всего проекта в целом остается довольно туманной. В 2011 году представители российского Министерства обороны заявили о решении полностью отказаться от разработки и строительства экранопланов. Примерно в то же время в СМИ появилась информация о том, что «Спасатель» и «Лунь» планируют сделать частью музейных экспозиций, но финансирования для транспортировки машин нет.

В 2018 году сразу несколько высокопоставленных чиновников заявили о том, что Россия возобновит строительство ударных экранопланов. Согласно озвученной информации работы должны начаться в Нижнем Новгороде после 2020 года. В том же году было объявлено о завершении эскизного проекта нового морского боевого экраноплана А-050 со взлетной массой 54 тонны.

В августе 2018 года российское военное ведомство поставило перед конструкторами задачу создать к 2020 году машину с грузоподъемностью 240–300 тонн. Однако, учитывая нынешнее не слишком блестящее положение российской экономики и секвестр оборонного бюджета, будущее экранопланов нельзя назвать безоблачным.

Описание конструкции

Экраноплан «Лунь» изготовлен по самолетной схеме моноплана и имеет крыло трапециевидной формы, расположенное в центре корпуса. В передней части находится кабина пилотов, также здесь установлен пилон, на котором расположены восемь двигателей НК-87. Корпус экраноплана полностью выполнен из магниево-алюминиевого сплава, что значительно уменьшает вес «Луня» и снижает вероятность коррозии. Толщина обшивки составляет от четырех до двенадцати миллиметров.

На верхней части корпуса установлены шесть контейнеров для противокорабельных крылатых ракет «Москит».

В кормовой части экраноплана находится хвостовое оперение, которое имеет Т-образную форму.

Длина корпуса «Луня» составляет семьдесят три метра, он разделен перегородками на десять водонепроницаемых отсеков, также корпус экраноплана делится на три палубы. Снизу на корпусе установлено гидролыжное устройство, применяемое при посадке и взлете аппарата.

Размах крыла – 44 метра, на его концах установлена концевидная шайба. Крыло водонепроницаемо, в нем размещены четыре емкости с топливом.

Экипаж экраноплана состоял из семи офицеров и четырех мичманов. Автономность «Луня» - пять суток.

Силовая установка экраноплана состояла из восьми двигателей НК-87, ее мощность составляла 104 кгс (8 х 13000).

Достоинства и недостатки проекта

Не слишком корректно говорить о достоинствах или недостатках экранопланов проекта «Лунь», потому что ему присущи все особенности аппаратов подобного типа. Военных всегда смущала низкая защищенность экранопланов, которая делала его весьма уязвимым для огня противника. Скорость его хода сопоставима со скоростью тихоходного самолета, а отсутствие зенитного вооружения делало экранопланы легкой добычей авиации противника.

1. К несомненным достоинствам экранопланов следует отнести превосходное сочетание скорости и грузоподъемности. Они могут перемещаться со скоростью самолета (до 600 км/ч), при этом их грузоподъемность сравнима с небольшим кораблем.
2. Экранопланы очень живучи, в случае аварии они могут просто совершить посадку на воду даже при сравнительно большом волнении.
3. Подобные аппараты способны летать не только над водной гладью, им подходит любая ровная поверхность: пустыня, тундра, лед.
4. Экранопланы очень экономичны: во время полета на экране они тратят на 30% меньше топлива, чем традиционные самолеты.
5. Этим аппаратам не нужен аэродром, достаточно небольшой акватории или ровного участка суши.
6. Еще одним преимуществом экраноплана является его малозаметность для радаров в результате полета на высоте нескольких метров.

Однако у этого типа летательных аппаратов есть и серьезные недостатки, которые значительно осложняют их эксплуатацию.

1. Главным из них является то, что экранопланы не могут летать над неровной поверхностью, в этом случае невозможно создание экрана. Но, правда, подобного недостатка лишены экранолёты (типа «Орленок»), которые могут летать по-самолетному.
2. Экранопланы имеют очень низкую маневренность, у них большой радиус разворота.
3. Несмотря на большую по сравнению с самолетами экономичность, для взлета экраноплан должен обладать весьма высокой тяговооруженностью, что требует установки на него взлетных двигателей, которые не работают во время полета.
4. Управление экранопланом требует особых навыков и сильно отличается от пилотирования самолета.

Что дальше?

Несмотря на целый ряд недостатков, схема полета с использованием экранного эффекта выглядит очень заманчиво. Впечатляющая грузоподъемность экранопланов делает из этих аппаратов идеальный транспортный корабль, способный перевозить людей и грузы над океанскими просторами.

Советским экранопланам просто не повезло: целый ряд обидных и необязательных аварий, смена руководства, распад государства поставили крест на этом потенциально очень интересном проекте. Алексеев планировал не только создавать огромные ударные и десантные машины, но и использовать экранопланы в качестве плавучего авианосца и даже космодрома . Этому не суждено было сбыться.

В начале нынешнего столетия компания Boeing занималась проектом создания экраноплана Pelican, который должен перевозить 1400 тонн груза на расстояние до 16 тыс. км. Последнее упоминание об этих работах относится к 2003 году.

Ведутся работы по созданию подобных аппаратов в Германии, Франции, Китае и Южной Корее. Однако речь идет о небольших машинах, с максимальной грузоподъемностью в несколько десятков тонн.

Экранопланы небольшого размера разрабатываются сегодня и в России.

Технические характеристики

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них