Вряд ли можно найти отрасль, в которой русские инженеры оставили настолько глубокий след, как в авиации.
Имена Поликарпова, Прокофьева-Северского, Левина, Бенсена, Микояна, Лавочкина, Гуревича, Калинина, Туполева, Мясищева, Смолина, Толмачёва, Сухого, Антонова известны по всему миру.
Но среди пионеров, революционеров и «ботаников» авиации были люди, чьи идеи выделялись даже среди этих титанов: Жуковский, Григорович, Сикорский, Бартини, Бисноват, Люлька, Камов, Цыбин заложили концептуальные основы авиации на долгие годы.
Только скромную фамилию «Алексеев» упоминают реже многих — слишком странные были его самолёты. Не самолёты даже, а летающие корабли.
Как родилась идея «воздушных кораблей» — экранопланов?
Один из перспективных «летающих кораблей» Алексеева
Ещё в 20-е годы прошлого столетия летчики обратили внимание, что самолеты с расположением крыла снизу фюзеляжа (низкопланы) на малых высотах получают дополнительную подъемную силу, приподнимая и удерживая в воздухе.
Посадить их становится чрезвычайно трудно. Но и полет требует много меньших усилий со стороны двигателя и пилота. Эффект получил название «экранного», но его укрощение произошло не сразу.
Первыми научились использовать «экран» разработчики крупногабаритных морских гидросамолётов. Но это были традиционные компоновки, характерные для конструкции самолетов того времени.
Прототипы принципиально новых транспортных средств начали разрабатывать в 30-хх годах, и только к шестидесятым родились базовая теория, которая привела к созданию летательных аппаратов, использующие экранный эффект — экранопланы.
Экраноплан «Орлёнок» на испытаниях в Каспийском море
Все они используют тот самый «экранный эффект»: во время полета возмущения воздуха, создаваемые крылом аппарата, успевают отразиться от поверхности земли и вернуться обратно, усиливая подъемную силу.
Чем больше ширина (хорда) крыла, ниже скорость полета и высота — тем выше экранный эффект.
Как показала в дальнейшем практика, предельно малый отрыв от воды позволяет достигнуть невероятных характеристик.
Снижение высоты с метра до 30–50 сантиметров позволяет увеличить дальность практически вдвое, грузоподъемность — на 15–30%. И все это без повышения расхода топлива.
Подробное описание экранного эффекта подтолкнуло множество исследователей по всему миру к попыткам построения летательных аппаратов, принцип движения которых использовал бы упомянутое свойство.
Знакомьтесь: Ростислав Алексеев, отец российских экранопланов
Ростислав Алексеев
Во всем мире Алексеев известен как человек, создавший коммерчески успешную линейку кораблей на подводных крыльях — судов, оснащенных специальными гидродинамическими элементами для улучшения ходовых качеств.
«Крылья» буквально приподнимают корабль над водой, снижая сопротивление воды. В результате он при тех же топливных затратах может двигаться намного быстрее.
Хотя ими занималось множество конструкторов по всему миру, и даже выпускались серийные варианты, именно Алексеев привел своими теоретическими и экспериментальными изысканиями СКР к массовому распространению.
Катера и малые суда на подводных крыльях, разработанные в КБ Алексеева, поставлялись в десятки стран — бывшего Варшавского договора, Западную Европу, Юго-Восточную Азию.
Одна из поздних модификаций теплохода на подводных крыльях «Метеор»
Полученные разработки в области глиссирования, привели Алексеева к созданию принципиально нового типа движения.
Глиссирование — это движение по воде, при котором предмет удерживается на её поверхности только за счёт скоростного напора воды, то есть он скользит по водной глади. При выходе на глиссирование происходит резкое уменьшение сопротивления движению.
Самого перспективного и удивительного для стороннего наблюдателя.
Можно смело заявлять, что основной вклад в развитие экранопланов внес именно Ростислав Алексеев.
Речной теплоход «Ракета»
Его усилиями в 1952 году была образована Научно-исследовательская опытовая гидродинамическая лаборатория, которая впоследствии выросла в Центральное конструкторское бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ Алексеева).
Результатом её работы стала масштабная линейка пассажирских кораблей на подводных крыльях для речной эксплуатации.
«Ракеты», «Кометы» и «Метеоры» произвели настоящий фурор: 50–60 километров в час, да ещё в движении максимально прямыми путями между городами, были недостижимы для других видов нелетающего транспорта.
Многие из них все ещё бороздят внутренние водоёмы России, а в ближайшее время ожидается возврат поздних модификаций судов в производство. Но в шестидесятые годы прошлого века на них никто не собирался останавливаться.
По всей видимости, талант, научно-производственный опыт и природное чутье не позволили Алексееву остановиться на достигнутом и заставили разрабатывать теорию глиссирования дальше.
Ранний прототип экраноплана СМ-2
Это привело его к первым работам над будущими экранопланами, которая сначала проходила в лабораториях КБ Алексеева и Института гидродинамики в инициативном порядке.
Результаты оказались настолько ошеломительны, что для изучения экранного эффекта в СССР появился «личный» полигон ИС-2 для работ конструктора, расположенный в Горьковской (ныне Нижегородская) области.
И с 1960 года ЦКБ ведет разработку проектов экранопланов. В общей сложности разработано порядка 40 проектов этих кораблей, построено более 30 единиц различного назначения.
1. «Каспийский монстр»
Архивное фото КМ, сделанное во время испытаний
Экспериментальное изучение экранного эффекта и ряд инициативных построек позволили запустить в 1962 году проект КМ — «корабль-макет», более известного как «Каспийский монстр».
Стройка первого в мире крупногабаритного экраноплана, одобренная высшим руководством страны, заняла всего пару лет (с 1964 по 1965) и послужила базой для создания на базе КБ Алексеева полноценного производственного комплекса.
Размер КМ в сравнении с ростом человека
Построенный экраноплан имел размах крыла 37,6 метров и длину около 100 метров. Построенный для отработки технологий, изучения эффектов на практике, он неоднократно бил рекорды.
Одним из них стал полёт со взлётной массой 544 тонны. Абсолютный рекорд побила только много лет спустя Ан-225 «Мрия» в одном из специальных испытательных полетов.
Ничего крупнее человечество так и не создало. Испытания «самолета-корабля» проходили на протяжении 15 лет, а результаты легли в основу множества успешных конструкций.
В результате были зафиксированы поражающие результаты. Характеристики аппарата остаются непревзойденными даже сегодня — не в последнюю очередь благодаря суммарной мощности 10 двигателей с общей тягой 130 000 кгс.
Доукомплектованный 9 и 10 двигателями КМ
Это больше, чем у самых больших стратегических бомбардировщиков, появившихся на 10–20 лет позже. И даже сегодня 10 двигателей КМ внушают уважение.
Максимальная полезная нагрузка КМ составила 304 тонны — как у небольшого корабля. Но их аппарат смог перевозить со скоростью до 500 км/ч при дальности 1500 километров, что точно превосходит все аналогичные суда и самолеты классических схем.
Высота полета монстра могла составлять от 4 до 14 метров, что обеспечивало надежную защиту в трёхбалльный шторм.
Так что конструкция получила одобрение, а КМ, оставшись прототипом, получил узкоспециализированных «потомков».
2. Десантный «Орленок» на страже родины
«Орлёнок» в ходе учений
«Монстр» Алексеева захватил умы военных: квазисамолет оказался способен летать над любыми достаточно плоскими поверхностями, будь то поля, пляжи или просторы морей и рек.
Не удивительно, что первый «серийный» экраноплан стал десантным: задача быстрой переброски по морю с последующей высадкой на плоский пляж или мелководье казалась буквально созданной для них.
«Орлёнок» на Каспии
Построенный в 1972 году первый военный экранолёт «Орлёнок» предназначен для переброски морских десантов на дальность до 1500 км при высоте волн до 2 метров и скоростях до 500 км/час, используя для старта любую водную поверхность.
Для погрузки-выгрузки грузов аппарат получил откидывающуюся вправо, вместе с кабиной пилотов и стартовыми двигателями носовую часть — как в крупногабаритных транспортных самолетах.
Общая «ёмкость» «Орлёнка» составила до 200 морских пехотинцев с полным вооружением или две бронированные машин, будь то танк, БТР, БМП — габариты внутреннего отсека позволяют.
Открытый грузовой отсек
В 1982-м группа в составе двух морских транспортно-десантных экранопланов «Орленок» в ходе учений на Каспийском море продемонстрировала беспрецедентную оперативность и скрытность, доставив десант морской пехоты из Баку в Красноводск и вернувшись обратно всего за три часа.
Первоначально предполагалась постройка 24 экранолётов (по другим данным — до 120), однако построены были только пять.
Один был предназначен для статических испытаний, второй — стал лётным прототипом, ещё три опытных впоследствии были переданы в эксплуатацию 11-я отдельной авиагруппой непосредственного подчинения Главному штабу морской авиации.
Пилотская кабина «Орлёнка» повторяет авиационную
Грузовой отсек почти точь-в-точь, как у транспортных самолётов
Почему авиация? В ходе испытаний выяснилось, что удачная компоновка и мощные двигатели позволяют «Орлятам» кратковременно взлетать по-самолетному на высоту до 2 километров — абсолютный рекорд для экраноплана.
Фактически, «Орлёнок» стал первым серийным экранопланом и первым реально испытанным экранолётом — аппаратом, способным летать в 2 режимах, экранном и самолётном.
3. «Лунь», что заставил поседеть
На испытаниях «Луня»
Появление «Каспийского монстра» заставило задуматься руководство страны о будущем перспективного типа техники и назначить 2 наиболее перспективных на тот момент ветки развития:
- десантные экранолёты с возможностью использования в роли спасательных,
- ракетоносные экранопланы, наследующие роль катеров на подводных крыльях.
Первые получили воплощение в «Орлёнке». Вторые ждали своего часа до 1983 года, когда судно с компоновкой КМ было заложено на опытном заводе «Волга», находившимся при ЦКБ в городе Горький.
«Лунь» во время учений
В 1986 году экраноплан спустили на воду и передали на базу в Каспийск для испытаний и достройки. Но закончилась работа только в 1990 году, когда будущий «Лунь» передали в опытную эксплуатацию, завершенную в 1991 году.
Аппарат конструктивно напоминает КМ, только с 8 двигателями. Впрочем, взгляд первым делом падает на 3 спаренных контейнера для запуска сверхзвуковых низколетящих противокорабельных ракет «Москит».
Испытательный пуск сверхзвуковой противокорабельной ракеты
Арсенала 73-метрового «Луня», хватит для уничтожения авианосца и сегодня: низколетящая цель, движущаяся со скоростью в 500 км/ч, недостижима для большинства средств обороны судов.
Пара счетверенных автоматических 23-миллиметровых пушек должна была защищать «корабль» от ответных атак и помогать в задачах патрулирования.
«Лунь» на хранении
В 1992-м был создан и утвержден проект опытного поисково-спасательного экраноплана «Спасатель» на базе материальной части второго строившегося образца экраноплана «Лунь».
«Лунь» наводил ужас на военных журналистов вплоть до 2019 года, когда Минобороны окончательно объявило об отсутствии планов по эксплуатации и созданию новых экранопланов.
Экранопланов должно было быть больше, но…
«Лунь» после «консервации»
Судьба уникальных аппаратов Алексеева и его конструкторского бюро оказалась незавидной.
Экранопланы, несмотря на своё явное превосходство над аппаратами классических аэродинамических схем, завершили свою историю ещё раньше.
В 1980 году ошибка пилотирования «Каспийского монстра» привела к катастрофе — к счастью, без жертв. Но Алексееву, попавшему в немилость руководства, спасти КМ не позволили: аппарат затонул спустя почти неделю в Каспийском море, где и находится по сей день.
«Орлёнок» в музее ВМФ
Вместо малой серии из 24 «Орлят» военные ограничились опытными образцами: после смерти в 1984 году Министра обороны СССР Д.Ф. Устинова, курировавшего наукоёмкое вооружение, работы по выпуску и развитию были свёрнуты.
Четыре изготовленных экземпляра «Орлёнка» в разобранном состоянии базировались на базе ВМФ в городе Каспийск, откуда в 2007 один переехал в Музей ВМФ в Москве, а 3 оставшихся — на металлолом.
По результатам испытаний планировалось собрать ещё 7 экранопланов типа «Лунь».
Современное состояние «Луня». Последняя стоянка
Финансовые проблемы, целесообразность и новое государство не дали их реализовать, хотя на момент прекращения работы над созданием экранопланов проекта 903 создавался ещё один корабль.
Изготовленный задел отправили на металлолом. Сам ракетоносец длительное время стоял в сухом доке на территории завода «Дагдизель» в Каспийске.
В 2020 году его обнаружили брошенным на побережье Каспийского моря. Лучшее завершение легендарной технической истории.
Как настал бесславный конец экранопланов и легендарного ЦКБ
Алексеев на испытаниях «Орлёнка»
Кроме упомянутых, в 1970-х ЦКБ разрабатывало проекты пассажирских экранопланов вместимостью от 8 до 250 человек и провело всесторонний анализ, показавший необходимость и экономическую обоснованность постройки подобного типа аппаратов.
После катастрофы экраноплана «Орленок» во время испытаний на Каспии в 1976 году, приказом министра судостроительной промышленности СССР, Алексеев был отстранён от должности начальника и главного конструктора ЦКБ.
В дальнейшем Алексеева постепенно понижали с руководителя направления разработки экранопланов до простого руководителя отдела, закрыли испытательную базу и перепрофилировали отраслевой исследовательский институт.
Малосерийный теплоход на подводных крыльях «Линда». Наши дни
В 1976–1977 годах около 250 моделей экранопланов Алексеева различных схем была уничтожена по решению ревизионной комиссии полигона. Документации, фотографий и других материалов не сохранилось.
Впрочем, разработки экранопланов в России ещё живы. В области лидирует, как и раньше, ЦКБ Алексеева. Но ввиду отсутствия заказов — пока только на бумаге.
Проект экраноплана «Метеор-2» для смены теплоходов на подводных крыльях
Основой работы бюро сегодня стали эскизные проекты высокоскоростных катеров нового поколения и обновленный модельный ряд судов на подводных крыльях (СПК):
- проекты Сагарис», «Турмалин», «Голдфингер»,
- быстроходный катер «Серна»,
- десантный катер «Дюгонь»,
- патрульные катера «Меркурий» и «Сокжой»,
- «Валдай 45Р».
О них, как и о строящемся впервые со времен Советского союза судне на подводных крыльях «Комета 120М», мы расскажем в отдельном материале.
Что происходит с экранопланами в России сегодня
Экспериментальный образец экраноплана «Орион-25»
Ведут работы по проектированию аппаратов, использующих экранный эффект, и другие компании. Так, «Амфибийные Транспортные Технологии» (ЗАО «АТТ») разработала проект и выпустила 10 аппаратов типа «Амфистар».
Уже 10 лет ассоциация «Экраноплан» строит в Петрозаводске «Орион-20» водоизмещением до 10 тонн и пассажировместимостью 21 человек.
В 2010 году КБ «Небо плюс море» при техническом центре, руководимом лётчиком-космонавтом Юрием Викторовичем Романенко, создало 24-местный экранолёт «Буревестник-24» с полезной нагрузкой 3,5 тонн.
Перспективный экраноплан КБ Алексеева
КБ Бериева, известного амфибийными самолетами, разрабатывает грузопассажирский экранолёт Бе-2500. ЦКБ имени Алексеева с ОАО «НПП «Радар ммс» разработали проект морского экраноплана А-050 «Чайка-2».
Но последний раз сильные мира сего вспоминали об экранопланах в 2020 году, когда министр промышленности и торговли Денис Мантуров объявил, что Россия ведёт разработку перспективного экраноплана с ракетным вооружением на борту.
На этом история экранопланов в России ждёт продолжения.
Преимущества и недостатки экранопланов
Проект базы морских экранопланов
Уже на стадии изучения эффекта и эскизных проектов стало ясно, что переход от подводных к воздушным крыльям позволит достичь кораблям авиационных скоростей.
Реактивные экранопланы с поддувом реактивных струй двигателей под крыло показывают расчетную (и практическую, как оказалось позже) мореходность на взлете и посадке до 5 баллов.
В том случае, если тяги достаточно для горизонтального полёта вне зоны экранного эффекта в условиях работы классической аэродинамики мореходность становится практически не ограниченной.
Проект тяжелого авианесущего экраноплана
Это, в свою очередь, обеспечивает предельную транспортную безопасность. Да что там: у экраноплана аэродром всегда снизу — сядет даже при отказе всех двигателей.
Возможность быстрого маневрирования и подъема позволяет безопасно расходиться с судами и другими препятствиями.
Экранный эффект позволяет экранопланам форсировать мелководье, недоступное обычным кораблям. Строго говоря, им подойдёт любая твёрдая плоская поверхность (земля, снег, лёд) — как для взлета, так и для глиссирования над ней на экранном эффекте.
Экраноплан в отличие от самолета не предполагает изменения давления, связанного с изменением высоты, а также «воздушных ям» и «болтанки».
Так что за ними будущее.
Найдется ли место экранопланам в будущем?
Многофункциональный летательный аппарат ЭКИП
Пока работы Ростислава Алексеева ждут своей участи в России, мировое сообщество не дремлет.
Так, работы советско-российских ученых по разработке многорежимного аппарата ЭКИП, использующего экранный эффект, легли в основу международной научной программы «Вихревая ячейка-2050», которая предположительно станет основой многоцелевого транспорта в Евросоюзе через 20–30 лет.
Boeing разрабатывает проект Pelican для переброски воинских контингентов и военной техники к местам конфликтов.
Аппарат длиной 152 м с размахом крыльев 106 метров, способный перевозить до 1400 тонн груза (до 17 танков) на расстояние 16 000 км лег в основу ряда экспериментальных образцов классом поменьше, о которых компания предпочитает умалчивать.
Boeing Pelican. Проект
Аналогичные проекты существуют в России, Китае, США и других странах: необходимость в псевдосамолете колоссальной грузоподъемности актуальна как никогда, ведь существующие летающие «большегрузы» вот-вот выйдут из эксплуатации.
Южная Корея, Сингапур и уже упомянутый Китай ведут активные разработки по созданию крупносерийных аппаратов гражданского назначения, ряд из которых должен дать результаты в ближайшее время.
На данный момент экранопланы, экранолёты и другие аппараты, способные использовать экранный эффект, все ещё актуальны и не имеют аналогов.
Морской экраноплан А-050 разработки ЦКБ Алексеева, проект 2015 года
Спасательные операции — к ним, поскольку вертолёты берут мало груза, а самолёты не способны зависать для решения продолжительных задач. Да и грузоподъемности не хватает, не говоря о работе во время шторма.
Грузо- и пассажироперевозки — ещё один конёк экранопланов, поскольку их экономическая эффективность как на малых, так и на международных маршрутах с учетом всех издержек является минимальной среди всех типов транспорта.
Последнее пристанище. Каспий: 41.941728, 48.379456
Пандемия и глобальный экономический кризис отодвинул массовое появление таких летательных средств. Но рано или поздно расширившаяся за последние годы транспортная сеть потребует модернизации.
И тогда экранопланы вернутся в строй. В виде старых знакомых, КМ и «Орлёнке», но с новыми именами.
