Экраноплан. Парящий над волнами

Эскизный проект экраноплана Liberty Lifter. Иллюстрация DARPA

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), отвечающее за разработку новых технологий для использования в интересах вооруженных сил, запустило программу создания экраноплана Liberty Lifter. Проектируемая машина предназначена для стратегических перевозок американской армии.

Напомним, экраноплан – это судно на динамической воздушной подушке (экран), возникающей между крылом аппарата и поверхностью, над которой он скользит – водная гладь, твердая относительно ровная поверхность и т.п.

Программа предусматривает создание экраноплана, который сможет перевозить более 100 т грузов или одновременно два средних танка, летать на расстояния более 7,5 тыс. км. И уже как само собой разумеющееся, Liberty Lifter получит продвинутое программное обеспечение. Это позволит судну (по международной классификации экранопланы относят к морским судам) избегать столкновений при движении на высоких скоростях в перегруженных районах морского трафика, самостоятельно регистрировать большие волны и управлять процессами взлета и посадки.

Экраноплан сможет перевозить вооружение и другие грузы на большие расстояния с меньшими затратами, чем обычные самолеты, но с более высокой скоростью, чем корабли. При этом аппарату не потребуются порты, а значит, он сможет работать в качестве мобильной базы в любой точке океана. Размещение и извлечение амфибийной полезной нагрузки на воде должно осуществляться через носовую и хвостовую части экраноплана.

По данным IEEE Spectrum, DARPA выделит на разработку двух концепций одного экраноплана не менее 15 млн долл. Определить победителя планируется в 2025 году, а первый полномасштабный прототип должен взлететь уже в 2027 году.

Некоторые западные СМИ утверждают, что американцы хотят развить технологии, которые были применены в СССР при создании ракетного экраноплана «Лунь» проекта 903. Он был спущен на воду в 1986 году, а выведен из состава ВС РФ в 2001-м.

Один из первых экранопланов был построен финским инженером Т. Каарио еще в 1935 году. Этими необычными аппаратами занимались и в Швеции, и в Америке, и в Японии. Не отставал от зарубежной инженерной мысли и СССР. В 1930-е годы с моделями судов на воздушных крыльях (СВК) проводили опыты советский изобретатель П. Гроховский и профессор В. Левков. Одна из полноразмерных конструкций Левкова в 1937 году показала рекордную для того времени скорость в 72 узла и могла двигаться как над водой, так и над сушей.

Проблемами экранопланов интересовался и выдающийся авиаконструктор Роберт Бартини, который утверждал: «Самолет хорошо летает, но плохо садится. Вертолет хорошо поднимается и садится, но медленно летает. Выход из этих противоречий – в такой конструкции корпуса летательного аппарата, при которой достигается единство противоположностей, единство таких функций, как функция крыла, фюзеляжа и оперения. Я полагаю, что со временем под корпусом аппарата начнут использовать аэродинамический экран. Образующаяся при этом воздушная подушка сделает летательный аппарат будущего – экраноплан – всеаэродромным или, если угодно, безаэродромным: он сможет садиться и взлетать повсюду».

Бартини оказался прав. В Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ СПК) в Нижнем Новгороде были созданы такие летучие корабли. Идеологом их создания, главным конструктором и летчиком-испытателем стал Ростислав Алексеев. Именно в ЦКБ СПК был разработан 74-метровый ударный экраноплан-ракетоносец проекта «Лунь» с восемью турбореактивными двигателями, способный развивать скорость 500 км/ч, несмотря на собственный вес в 400 т.

Экраноплан был предназначен для поражения надводных кораблей водоизмещением до 20 тыс. т из состава корабельных ударных группировок, десантных соединений, конвоев и одиночных кораблей, как водоизмещающих, так и на подводных крыльях и воздушной подушке. Причем вне противодействия авиации противника. Изначально планировалось создать восемь ракетных экранопланов типа «Лунь», однако, в основном из-за финансовых проблем, эти планы реализовать не удалось.

На базе «Луня» был создан экраноплан «Спасатель», предназначенный для эвакуации терпящих бедствие моряков или летчиков в удаленных от берегов районах. Он имел дальность полета около 3 тыс. км и крейсерскую скорость до 550 км/ч. Взлет и посадка были гарантированы при высоте волн до 3,5 м. «Спасатель» был рассчитан на прием более 500 пострадавших. Десяти таких судов при круглосуточном дежурстве хватило бы для обеспечения безопасности мореплавания на всей территории Мирового океана. Но готовый на 80% «Спасатель» был законсервирован, опять же – из-за нехватки средств.

Не секрет, что каждое транспортное средство имеет свою специфическую область применения, и именно в этой области оно наиболее эффективно. Экранопланы – это новое направление, поэтому их рациональная народнохозяйственная область применения должна оцениваться исходя из реальных технических характеристик.

В части аэродинамического качества экраноплан не имеет преимуществ перед самолетом даже в экранном полете на малой высоте и проигрывает при внеэкранном полете. Вместе с тем экраноплан по технической эффективности превосходит корабли на подводных крыльях и глиссирующие катера, но уступает гидросамолету и самолету. Очень возможно, что, используя все достижения аэродинамики и применив двигатели с более высоким КПД, характеристики экраноплана можно «подтянуть» ближе к самолетным. Однако ограничения малых высот и скорости полета все-таки останутся.

Маневренность экраноплана хуже, чем самолета, и хуже, чем морских судов. Самолет разворачивается с креном (в «вираже»), когда подъемная сила создает большую центростремительную составляющую, а экраноплан должен разворачиваться «блинчиком», почти без крена. Радиус кривизны траектории получается значительно больше, чем для самолета и корабля. Слабая маневренность стесняет использование экранопланов на море и на реках, а также практически исключает их полеты над сушей.

Морское волнение не препятствует полету экраноплана над волнами, но высоту полета приходится несколько увеличивать, что снижает экранный эффект и качество. Дрейф (плавание) при свежей погоде для экраноплана более безопасен, чем для гидросамолета, вследствие меньшего размаха крыла. Вынужденная посадка, по-видимому, также относительно безопасна.

Говорят, Америку сделал автомобиль, а вот станет ли она экранопланной сверхдержавой, учитывая все вышесказанное, это пока большой вопрос.