Экранопланы. Советский ударный экраноплан «Лунь»: история создания, описание и технические характеристики

Эффект экрана

Воздушные потоки под экранопланом, изображённые художником

По сути, экранный эффект - это та же воздушная подушка , только образуемая путём нагнетания воздуха не специальными устройствами, а набегающим потоком. То есть «крыло» таких аппаратов создаёт подъёмную силу не только за счёт разреженного давления над верхней плоскостью (как у «нормальных» самолётов), а дополнительно за счёт повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров) Эта высота соизмерима с длиной средней аэродинамической хорды (САХ ) крыла. Поэтому крыло у экраноплана стараются выполнить с небольшим удлинением.

Эффект экрана связан с тем, что возмущения (рост давления) от крыла достигают земли (воды), отражаются и успевают дойти до крыла. Таким образом, рост давления под крылом получается большим. Скорость распространения волны давления, конечно, равна скорости звука. Соответственно, проявление экранного эффекта начинается с
,

где l - ширина крыла (хорда крыла), V - скорость звука , h - высота полёта, v - скорость полёта.

Чем больше САХ крыла, ниже скорость полёта и высота - тем выше экранный эффект:

Традиционно на скоростях полётов у самой земли принято считать высотой действия экрана половину хорды крыла. Это даёт высоту порядка метра. Но у достаточно больших экранопланов высота полёта «на экране» может достигать 10 и более метров.

Центр давления (общая точка приложения силы) экранного эффекта находится ближе к задней кромке, центр давления «обычной» подъёмной силы - ближе к передней кромке, поэтому, чем больше вклад экрана в общую подъёмную силу, тем больше центр давления смещается назад. Это приводит к проблемам балансировки. Изменение высоты меняет балансировку, изменение скорости - тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Поэтому управление экранопланом требует специфических навыков.

Достоинства экранопланов и экранолётов

Недостатки

одним из серьёзных препятствий регулярной эксплуатации экранопланов является то, что место их предполагаемых полётов (вдоль рек) очень точно совпадает с зонами максимальной концентрации птиц ;
управление экранопланом отличается от управления самолётом и требует специфических навыков;
экраноплан «привязан» к поверхности и не может лететь над неровной поверхностью; этого недостатка лишён экранолёт ;
хоть полет «на экране» и связан с меньшими энергетическими затратами, нежели у самолета, однако процедура старта требует большей тяговооруженности, сравнимой с таковой у транспортного самолета, и соответственно применения дополнительных стартовых двигателей, не задействованных на маршевом режиме (для крупных экранопланов), либо особых стартовых режимов для основных двигателей, что ведет к дополнительному расходу топлива;
низкая маневренность, так как экраноплан, как и самолет, для изменения направления движения должен создавать центростремительную силу, единственным источником которой является крыло. При высоте полета порядка САХ крыла возможные крены очень малы, а радиусы поворотов слишком велики.

Конструкции экранопланов

В конструкциях экранопланов можно выделить две школы: советскую (Ростислав Алексеев) с прямым крылом и западную (Александер Мартин Липпиш (на нем. )) с треугольным крылом обратной стреловидности с выраженным обратным поперечным V. Схема Р. Е. Алексеева требует большей работы по стабилизации, но позволяет двигаться с большими скоростями и в самолётном режиме. Схема Липпиша включает средства снижения избыточной устойчивости (крыло с обратной стреловидностью и обратное поперечное V), что позволяет снизить недостатки балансировки экраноплана в условиях небольших размеров и скоростей.

Третьей предложенной схемой стала тандемная схема Г. Йорга (ФРГ) , однако несмотря на ряд преимуществ (автоматическая стабилизация) последователей пока не имеет.

Также идею экранного эффекта используют суда с динамической воздушной подушкой. В отличие от экранопланов высота их полета ещё ниже, но по сравнению с судами на подводных крыльях и на воздушной подушке они могут иметь большую скорость при меньших затратах энергии.

История развития

Открытие эффекта экрана и начало использования

Одной из первых отечественных работ, которая относилась к исследованиям экранного эффекта, является работа Б. Н. Юрьева «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». Затем, уже в 1930-е годы, проводились теоретические исследования экранного эффекта В. В. Голубевым, Я. М. Серебрийским, Ш. Я. Биячуевым и другими. В 1932 году известный авиационный инженер, изобретатель и авиаконструктор П. И. Гроховский разработал проект экраноплана-амфибии с двумя двигателями, аэродинамическая компоновка которого характерна для некоторых экранопланов наших дней.

При разработке экранопланов конструкторские фирмы многих государств столкнулись со множеством технических проблем, начиная от проблемы выбора антикоррозийных материалов и заканчивая проблемами устойчивости в полёте. Правительства этих стран отказались поддержать проекты, а разрабатывать «на свой страх и риск» фирмы не решились. Если конструкции и были разработаны, то так и остались в виде чертежей.

В первом испытательном полёте экраноплан КМ пилотировали В. Ф. Логинов и Р. Е. Алексеев. Дальнейшие испытания проводили ведущие лётчики-испытатели Д. Т. Гарбузов, В. Ф. Трошин Все эти работы проводились в системе Министерства судостроительной промышленности.

Работы Роберта Бартини

На основе своего проекта самолёта-летающее крыло с переменной стреловидности (Т-203 - прототип Ту-144 и французского Конкорда) и исследований по проекту, Р. Л. Бартини , представляет в 1955 году проект сверхзвуковой летающей лодки-бомбардировщика средней дальности А-55. Было продуто свыше 40 моделей, написано до 40 томов отчетов, исследованы режимы взлета с воды и возможности длительного его пребывания на плаву. После различных проектов, развивающих А-55 (это были: А-57 - стратегический бомбардировщик - летающая лодка, Е-57 - гидросамолет-бомбардировщик, носитель крылатой ракеты К-10 и ядерной бомбы, Р-57(Ф-57) - сверхзвуковой фронтовой бомбардировщик, Р-АЛ (1961) - дальний разведчик с ядерной силовой установкой) Бартини подошёл вплотную к разработке экраноплана .

В течение долгих лет Р. Л. Бартини разработал «Теорию межконтинентального транспорта земли» с оценкой транспортной производительности судов, самолетов и вертолетов. В результате этих исследований он определил, что оптимальным транспортным средством является амфибийный аппарат, с вертикальным взлётом и посадкой (СВВП) или с использованием воздушной подушки, имеющий грузоподъемность больших судов, а скорость и оборудование - как у самолетов. Он начал исследования экраноплана с подводными крыльями, после чего создал проект экранолёт СВВП-2500 с взлетной массой 2500 тонн в виде летающего крыла с квадратным центропланом и консолями и силовой установкой из подъемных и маршевых двигателей.

США

К сожалению, в настоящее время, по финансовым причинам, работы по развитию этого поколения экранопланов остановлены, а ЗАО «АТТК» признано банкротом .

На третьем международном гидроавиасалоне «Геленджик-2000», который проходил на Чёрном море с 6 по 10 сентября 2000, КБ «Сухой» впервые продемонстрировал свою новую разработку - экранолёт С-90 . Главный конструктор экранолёта Александр Поляков. Новый летательный аппарат предназначен для пассажирских и грузовых перевозок в интересах различных ведомств, в том числе силовых. Он может использоваться в трёх режимах - как самолёт, экраноплан и судно на воздушной подушке. Максимальный вес экранолёта в первом варианте 7900 кг, во втором - 9500 кг и в третьем - 10 500 кг. Коммерческая нагрузка - 2500, 3100 и 4500 килограммов соответственно. Диапазон высот полёта - от 0,5 метра до 4000 метров. Дальность - свыше 3000 километров.

Китай

Китай готов стать лидером в разработке экранопланов

Представители китайского Инженерно-строительного университета в Шанхае объявили, что заканчивают разработку проектов нескольких моделей экранопланов - высокоскоростных транспортных средств, летающих на небольшой высоте над поверхностью воды. Уже до конца этого десятилетия планируется начать опытное производство аппаратов грузоподъемностью от 10 до 200 т, а к 2017 году на регулярные транспортные перевозки выйдет более экранопланов, способных перевозить грузы массой более 400 тонн. Подобные суда станут незаменимым средством для скоростного пассажирского и грузового сообщения между островами Юго-Восточной Азии.

Владимир Гаврилов

Перспективы

У экранопланов-амфибий большие перспективы в области спасения людей, потерпевших бедствие на море. Единственное, чем в данной ситуации может помочь самолёт, - сбросить спасательный груз на воду; вертолёт обладает малой вместительностью, а водные суда - малой скоростью, а значит, и придут на помощь не сразу. Спасательный экраноплан может приводняться, а на его борту может размещаться целый медицинский центр для обеспечения помощи раненым. И такие проекты уже разрабатываются.

У экранопланов также большие перспективы в области пассажирских и грузовых перевозок, как международных, так и для внутренних нужд отдельных регионов и организаций. Международные «трассы» экранопланов будут в разы короче, чем используемые сегодня железнодорожные, автомобильные или морские маршруты.

Экранопланы могут быть использованы для перевозки грузов и участников научных экспедиций в Арктике и Антарктиде .

Разработаны проекты пассажирских грузоперевозок над акваториями и льдами Арктики . Это позволит выполнять грузоперевозки в северных портах круглогодично, независимо от сезона.

Интересен экраноплан и военным, как и раньше, для переброса десанта и военной техники, а также обнаружения и уничтожения подводных лодок, пуска крылатых ракет .

Среди космических проектов использования экранопланов можно выделить два направления.

Классификация в Международной морской организации

Российский экраноплан Aquaglide 2

В 1992-2002 годы в Международная морская организация (ИМО), при активном участии Российской Федерации, была осуществлена работа по разработке, согласованию и введению в действие изменений в «Международные правила предупреждения столкновения судов в море» (МППСС-72), а также разработано первое международное «Временное руководство по безопасности экранопланов».

Тем самым было констатировано международное признание экранопланов как нового перспективного морского транспортного средства и создана юридическая основа для развития этого вида транспорта и его коммерческой эксплуатации на международных линиях.

В соответствии с классификацией ИМО, экранопланы подразделяются на три типа:

Тип А - экранопланы, которые способны эксплуатироваться только на высотах действия «эффекта экрана» (высота полета не более размера хорды крыла);
Тип В - экранопланы, способные кратковременно и на ограниченную величину увеличивать высоту полета над экраном;
Тип С - экранопланы, способные на длительное время отрываться от экрана на неограниченную высоту полета (экранолёты).

Для всех экранопланов основным режимом эксплуатации является полёт в непосредственной близости к поверхности с использованием «экранного эффекта» Это означает, что они постоянно находятся внутри сферы эксплуатации обычных судов и должны подчиняться «Международным правилам предупреждения столкновений судов на море». В связи с этим, совместным решением ИМО и Международной организации гражданской авиации (ИКАО) экраноплан рассматривается не как самолёт, который может плавать, а как судно, способное летать.

Поскольку некоторые экранопланы обладают способностью увеличивать высоту полёта за пределы действия «экранного эффекта» и даже летать на такой высоте, где действуют авиационные правила, то, для разделения сферы юрисдикции ИМО и ИКАО все экранопланы были разделены в «Руководстве» на три типа по их способности и наличию разрешения на эксплуатацию и за пределами высоты действия «экранного эффекта»:

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 полёта за пределы действия «экранного эффекта», но на расстояние от поверхности, не превышающее 150 м (для перелёта через другое судно, препятствие или иных целей). Также подчиняется требованиям ИМО. Максимальная высота такого «перелёта» должна быть меньше, чем минимальная безопасная высота полёта 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 «самолётного». В «самолётном» режиме безопасность обеспечивается только требованиями ИКАО, с учетом особенностей экранопланов.

См. также

Поезд-экраноплан

Советские

Лунь - экраноплан-ракетоносец, предназначенный для уничтожения авианосцев

Российские

Иволга ЭК-12П (экраноплан) - всесезонное экономичное транспортное средство многоцелевого назначения
С-90 (экранолёт) - многофункциональное авиационное транспортное средство безаэродромного базирования
Акваглайд-5

Примечания

Пятиместный пассажирский экраноплан "Акваглайд-5"
КОНЦЕПЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ЭКРАНОПЛАНОВ
Волга-2 многоцелевой легкий экраноплан.
VortexCell2050 (англ.)
Сравнительный анализ вараиантов структуры системы измерения параметров полета на малых высотах. Проф. А. В. Небылов, Сукрит Шаран, Сборник трудов 17-ого Симпозиуме IFAC по автоматического управлению в аэрокосмических системах, Тулуза, Франция, 2007
Российская финансово-промышленная группа «Скоростной флот»
Малая верфь
Cиницын Д. Н., Маскалик А. И. Первый гражданский экраноплан «Амфистар».
ЗАО «АТТК» - история скоростного судостроения - С-Пб., изд. «Судостроение», 1999 г. - 112с.
Максим Калашников Экранопланы - будущее России // альманах Восток, Выпуск: N 5 (41), декабрь 2006г, очерк
Московская «Арктическая торгово-транспортная компания» намерена в 2008 году завершить реконструкцию цеха для производства экранопланов в Чкаловске
http://www.sostav.ru/news/2003/04/09/gl49/ Арктическая торгово-транспортная компания (АТТК) купила в Нижегородской области площадку для производства и испытания экранопланов
Решение Арбитражного суда г. Москвы (решение от 22.12.2011, дело №А-40-139490/10)
Тяжелые экранопланы и многоразовые космические аппараты: перспективный тандем Э. А. АФРАМЕЕВ, кандидат технических наук (ЦНИИ им. Крылова), «Вестник авиации и космонавтики» № 4 2001
Грузопассажирский экраноплан водоизмещением до 10 тонн "Орион-20"
Экранопланы для морских пограничников будут строить в Петрозаводске
В России возобновится производство «каспийских монстров» , lenta.ru (Проверено 18 июля 2010)
Экранопланы нового поколения появятся в России к 2016 году
ИТАР-ТАСС, 27.09.07 г. Сообщение «Южная Корея намерена в 2012 году приступить к коммерческой эксплуатации экранопланов»
Аналитический интернет-журнал РПМонитор: Великое арктическое противостояние

Литература

Петров Г. Ф. Гидросамолеты и экранопланы России: 1910-1999 . - Русавиа, 2000. - 248 с. - 3000 экз. - ISBN 5-900078-05-1
Lange R. H. and Moor J.W. Large wing-in-ground effect transport aircraft. Journal of Aircraft, 1980, v 17,IV, N 4, p 260-266.

Ссылки

ОАО «ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева» - Центральное конструкторское бюро по судам на подводных крыльях им. Р. Е. Алексеева
Экранопланы. На грани двух стихий - сайт посвящённый экранопланам
Научно-Технический Центр «Сарган» - разработка и проектирование экранопланов
The WIG page (англ.)
Арктическая торгово-транспортная компания (АТТК) купила в Нижегородской области площадку для производства и испытания экранопланов
Российский малый экраноплан «Aquaglide 5» , ИЛА-2006, Берлин

Советский Союз создал целую серию удивительных транспортных средств — экранопланов, — способных на уничтожение авианосцев неприятеля. К сожалению, в 90-е годы почти все наработки были уничтожены. Способны ли ещё подняться в воздух эти монстры — разбирался журналист Лайфа Михаил Котов.

Говорят, что в этот день в ЦРУ все общались исключительно самыми грязными ругательствами. Во время проявки кадров, снятых самолётом-разведчиком U-2, в акватории Каспийского моря было замечено нечто невероятное. Судя по фотографиям, над поверхностью моря летел гигантский самолёт со скоростью около 500 километров в час. Тогда это чудо техники и получило прозвище "Каспийский монстр", а американские разведчики начали разработку по советским экранопланам, едва ли не самым удивительным военным машинам того времени.

Как летит экраноплан

Обычный самолёт для полёта использует подъёмную силу, возникающую за счёт разницы давления над и под плоскостью крыла. По верхней кромке крыльев (в зависимости от угла атаки) воздушный поток проходит быстрее, а под нижней — медленней. Из-за этого сверху от крыльев давление меньше, чем под ними, что и выталкивает летательный аппарат вверх. При этом при снижении самолёта, почти у самой земли, может возникнуть интересный эффект. Его называют экранным, так как поверхность (взлётная полоса или водная гладь) также могут замедлять поток движения воздуха под крылом — из зоны высокого давления он смещается в зону низкого, но тормозится теперь не только плоскостью крыла, но и приближающейся землёй.

В итоге самолёт словно садится на "воздушную подушку", что приводит к ещё большему нарастанию давления и смещению его от передней части крыльев, как бывает при обычном полёте, к задней. В полётах ранней эпохи воздухоплавания это приводило к тому, что самолёт "клевал носом" при посадке, а то и вовсе совершал сальто. Проблему решили, разместив крылья над кабиной и поставив самолёт на шасси. Но впоследствии инженеры подумали: "А почему бы не применить экранный эффект для движения самого летательного аппарата?"

И создали экранопланы. Мы не случайно упомянули воздушную подушку. Экранопланы ближе всего именно к морским судам, использующим этот принцип. Только воздушная подушка экраноплана создаётся не путём нагнетания воздуха специальными устройствами, а набегающим потоком. Давление под нижней плоскостью крыла повышается, что удерживает технику в полёте над поверхностью воды.

Создаются такие условия только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров), именно поэтому экранопланы используются преимущественно над водой. Они могут летать и над обычной поверхностью, только она должна быть ровной, без деревьев и сильных искривлений рельефа. Например, над поверхностью высохшего солёного озера экраноплан будет летать без проблем.

Из-за специфики полёта управлять экранопланом сложно. Обычному пилоту, пересевшему в кабину такой машины, будет крайне непривычно. Здесь всё иначе: изменение высоты меняет балансировку летательного аппарата, изменение скорости — тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Однако у экраноплана есть множество плюсов по сравнению с современными самолётами и судами, так как они сочетают в себе качества как тех, так и других:

экранолёты гораздо безопаснее обычных самолётов, так как в случае обнаружения неисправности в полёте амфибия может сесть на воду даже при сильном волнении;

экранопланы быстрее судов на воздушной подушке, так как достигают скорости в 500 километров в час;

экранопланы экономичнее, чем самолёты, из-за специфики полёта;

экранопланам не нужен аэродром.

Наша школа

Экранолет "Ракета-2". Конструктор - лауреат Ленинской и Государственной премий, доктор технических наук Ростислав Алексеевич Алексеев.

В конструкциях экранопланов выделяют две основные школы — советскую, созданную Ростиславом Алексеевым, и западную, первенство в которой принадлежит немецкому, а затем и американскому (после Второй мировой он был перевезён в США, где и трудился до самой смерти) конструктору Александру Липпишу (Alexander Lippisch).

Немецкие экранопланы всегда делались как треугольные летающие крылья, чаще всего без хвостового оперения, устойчивые, но неспособные развить высокую скорость. Советские, а потом и российские разработки, напротив, опирались на прямое крыло. Такая схема требует дополнительных усилий по стабилизации конструкции, но позволяет двигаться с большими скоростями и в самолётном режиме. Есть ещё и тандемная схема, но она пока почти не вышла за рамки теоретической авиации.

Ростислав Алексеев, главный конструктор экранопланов в мире, был кораблестроителем, мечтавшим о настоящем полёте и воплотившим свои мечты в реальность. В 1935 году он поступил в Горьковский индустриальный институт имени Жданова, а в октябре 1941 года (в связи с началом войны экзамены отложили) защитил дипломную работу по теме "Глиссер на подводных крыльях".

Во время войны он работал в должности контрольного мастера выпуска танков на заводе "Красное Сормово". В 1942 году было принято решение о выделении Алексееву помещения и людей для работы по созданию боевых катеров на подводных крыльях. Вчерашний выпускник, он смог заразить своей идеей всех, убедить в возможности заставить катер "летать". В проект Алексеева поверило и управление кораблестроения ВМФ, ему были выделены средства.

"Меня так вдохновила забота о моём проекте, это был такой могучий заряд уверенности в необходимости задуманного, что его хватило на десятилетия. Ведь подумать только, ещё в разгаре война, всё подчинено лозунгу "Всё для фронта!", каждая пара рук на счету, а люди думают о завтрашнем мирном дне"

Разработка затянулась на долгие годы, уже после войны в 1957 году Алексеев представил судно на подводных крыльях "Ракета" на суд мировой общественности, приведя корабль в Москву в дни Международного фестиваля молодёжи и студентов. С этого момента в мире началось скоростное судостроение. Все советские суда на подводных крыльях — "Метеоры", "Буревестники", "Кометы" — построены Ростиславом Алексеевым.

Рождение монстра

Авиационно-морской поисково-спасательный комплекс самолет "Мрия" - экраноплан "Орленок". Разработан в ЦКБ по судам на подводных крыльях имени Р.Я. Алексеева. Репродукция.

Алексеев начал создавать экранопланы в 1962 году. При этом он видел своей задачей совмещение в экраноплане возможностей обычного самолёта и, собственно, экранолёта. По его задумке, использовать эту технику предполагалось как над поверхностью воды, так и на высоте до 7500 метров. Для проверки возможностей экранопланов им была создана экспериментальная модель КМ "Корабль-макет". Однако зарубежные специалисты расшифровали эти буквы по-своему "Каспийский монстр" (Kaspian Monster).

Экраноплан имел размах крыла почти 38 метров, длину 92 метра, максимальную взлётную массу 544 тонны. До появления самолёта Ан-225 "Мрия" это был самый тяжёлый летательный аппарат в мире. 22 июня 1966 года, перед рассветом, с волжского причала спустили на воду самый крупный на то время летательный аппарат на планете.

Сразу после выпуска с завода встала проблема перемещения экраноплана к месту испытаний. Почти месяц полупритопленный, с отстыкованным крылом, накрытый маскировочной сеткой экраноплан буксировали по Волге из Горького на полигон в Каспийск. По соображениям секретности шли только ночью, днём "монстр" отдыхал в тени маскировочной сетки.

В 1966 году "Каспийский монстр" наконец вышел на испытания, которые проводились на специально созданной испытательно-сдаточной станции на Каспийском море в районе города Каспийска (Дагестан). Долгих 15 лет шли тесты этого чуда техники, пока не случилась авария в 1980 году из-за ошибки пилотирования. Обошлось без жертв, более того, экраноплан ещё неделю оставался на плаву, однако попыток спасти его предпринято не было. Он так и затонул в Каспийском море.

Первый полет "Орлёнка"

В начале 70-х годов конструкторское бюро Алексеева получает заказ на создание военного экраноплана, и 3 ноября 1979 года первый в мире десантный корабль-экранолёт "Орлёнок" был принят как боевая единица в состав военно-морского флота. Он получил штатный номер МДЭ-160 (малый десантный экраноплан).

"Орлёнок" имел вовсе не маленькое полное водоизмещение в 122 тонны, развивал скорость в 216 узлов и мог перевозить 200 десантников в полной боевой выкладке или 28 тонн груза. Малый десантный экраноплан предназначался для переброски морских десантов на дальность до 1500 километров, с возможностью взлёта при высоте волн до двух метров. Погрузка и выгрузка людей и техники осуществлялись через откидывающуюся вправо носовую часть.

Всего было создано пять таких уникальных для своего времени машин. К сожалению, в 1984 году умер министр обороны Дмитрий Устинов, который поддерживал идею строительства флота десантных экранопланов. Новый министр обороны Сергей Соколов закрыл программу, пустив высвободившиеся деньги на строительство атомных подводных лодок. Но даже это не остановило процесс создания одного из самых уникальных военных транспортных средств в мире — экраноплана "Лунь".

"Лунь" — птица гордая

Ростислав Алексеев уже не увидел полёта этого экраноплана, ставшего выражением всех его идей и мыслей. 14 января 1980 года, находясь на испытаниях модели нового пассажирского экранолёта, во время спуска на воду он получил травмы. Две операции не помогли, и самый главный творец экранопланов в мире скончался 8 февраля 1980 года. В это время конструкторские работы по проекту "Лунь" уже были завершены, оставалось дождаться начала строительства.

В 1983 году был заложен первый и, как потом окажется, последний тяжёлый ударный экраноплан-ракетоносец проекта 903. В 1986 году эта поражавшая воображение махина была готова. Ставший продолжением идей "Каспийского монстра" экраноплан был предназначен для борьбы с надводными кораблями путём нанесения ракетного удара в условиях слабого противодействия со стороны средств воздушного нападения врага.

По сути, "Лунь" — это охотник на авианосцы, способный с огромной скоростью подойти к ордеру противника и отстреляться ракетами, оставаясь в зоне недосягаемости. Вооружённый шестью пусковыми установками с противокорабельными ракетами "Москит", "Лунь" мог нанести свой удар с расстояния в 120 километров, при этом пролетев над водой до 2000 километров, оставаясь практически невидимым для радаров противника.

Размах крыла этой птицы 44 метра, а площадь — 550 квадратных метров. Внутри крыла находятся четыре отсека с топливом для восьми двигателей НК-87. Длина этого экраноплана 73 метра, а высота сравнима с пятиэтажным домом — 19 метров.

Изначально планировалось создать восемь ракетных экранопланов типа "Лунь", однако из-за финансовых проблем и военной нецелесообразности эти планы реализовать не удалось. В настоящее время "Лунь" списан и законсервирован в сухом доке на территории завода "Дагдизель" в Каспийске. Вся секретная электроника пылится на секретных складах, откуда, наверное, больше никогда не будет возвращена. Можно посмотреть на это чудо советской инженерной мысли из космоса, пройдя по ссылке в Google-карты и вбив следующие координаты (42°52′54″ с.ш. 47°39′24″ в.д.).

За рубежом

Самым громким зарубежным проектом стал Boeing Pelican — военный экраноплан с возможностью переброски 1200 тонн за раз. Дальше разработок он не пошёл, концепция оказалась слишком огромной и малореализуемой даже по меркам не особо считающих деньги американских военных.

Аппарат должен был совершать полёт на высоте около десяти метров над морем, имея возможность подниматься на высоту в 6000 метров для полётов над сушей или обхода штормов. За один раз Pelican смог бы поднять до 17 танков M1 Abrams или почти 200 морских 20-футовых контейнеров. Однако с 2013 года об этом проекте ничего не слышно.

Была информация о постройке крупного экраноплана Южной Кореей, однако и этот проект в настоящее время заморожен.

Современное состояние

В настоящее время серьёзного производства экранопланов в России нет. Есть разрозненные компании, занимающиеся созданием небольших экранолётов. Время от времени возникают идеи о возрождении советской школы, однако они так и остаются не более чем прожектами. Более того, в России полностью отсутствует нормативно-правовая база, регламентирующая эксплуатацию экранопланов. Производители этого вида техники столкнулись с трудностями: им не удаётся собрать полный комплект разрешений на использование такого вида транспорта. Причём ни по одному из трёх назначений экранопланов: военному, спасательному и гражданскому. Огромное количество различных бюрократических организаций и отсутствие чёткой правовой базы превращают рядовую ситуацию по сертификации воздушного судна в неразрешимую проблему.

В России до сих пор даже не смогли решить проблему перевозки "Луня" и организации музея. Так до сих пор он и ржавеет потихоньку, начиная разваливаться на куски. У огромной страны не нашлось возможностей ни на сохранение советских технологий, ни на их перевод на гражданские коммерческие рельсы.

Однако вполне возможно, что сейчас экранопланы могут получить новое развитие. Дело в том, что для освоения Арктики они станут одним из наиболее удобных вариантов — способные преодолевать большие расстояния, не обращая внимания на то, лёд или вода находятся у них под крылом. Посмотрим, может быть, уже скоро мы вновь увидим низкий полёт этих удивительных аппаратов.

Как летит экраноплан

Обычный самолёт для полёта использует подъёмную силу, возникающую за счёт разницы давления над и под плоскостью крыла. По верхней кромке крыльев (в зависимости от угла атаки) воздушный поток проходит быстрее, а под нижней - медленней. Из-за этого сверху от крыльев давление меньше, чем под ними, что и выталкивает летательный аппарат вверх. При этом при снижении самолёта, почти у самой земли, может возникнуть интересный эффект. Его называют экранным, так как поверхность (взлётная полоса или водная гладь) также могут замедлять поток движения воздуха под крылом - и з зоны высокого давления он смещается в зону низкого, но тормозится теперь не только плоскостью крыла, но и приближающейся землёй.

Из-за специфики полёта управлять экранопланом сложно. Обычному пилоту, пересевшему в кабину такой машины, будет крайне непривычно. Здесь всё иначе: изменение высоты меняет балансировку летательного аппарата, изменение скорости - тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Однако у экраноплана есть множество плюсов по сравнению с современными самолётами и судами, так как они сочетают в себе качества как тех, так и других:

экранолёты гораздо безопаснее обычных самолётов, так как в случае обнаружения неисправности в полёте амфибия может сесть на воду даже при сильном волнении;
экранопланы быстрее судов на воздушной подушке, так как достигают скорости в 500 километров в час;
экранопланы экономичнее, чем самолёты, из-за специфики полёта ;
экранопланам не нужен аэродром.

Наша школа

В конструкциях экранопланов выделяют две основные школы - советскую, созданную Ростиславом Алексеевым, и западную, первенство в которой принадлежит немецкому, а затем и американскому (после Второй мировой он был перевезён в США, где и трудился до самой смерти) конструктору Александру Липпишу (Alexander Lippisch).

Меня так вдохновила забота о моём проекте, это был такой могучий заряд уверенности в необходимости задуманного, что его хватило на десятилетия. Ведь подумать только, ещё в разгаре война, всё подчинено лозунгу "Всё для фронта!", каждая пара рук на счету, а люди думают о завтрашнем мирном дне

Ростислав Алексеев

Разработка затянулась на долгие годы, уже после войны в 1957 году Алексеев представил судно на подводных крыльях "Ракета" на суд мировой общественности, приведя корабль в Москву в дни Международного фестиваля молодёжи и студентов. С этого момента в мире началось скоростное судостроение. Все советские суда на подводных крыльях - "Метеоры", "Буревестники", "Кометы" - построены Ростиславом Алексеевым.

Рождение монстра

Первый полет "Орлёнка"

В начале 70-х годов конструкторское бюро Алексеева получает заказ на создание военного экраноплана, и 3 ноября1979 года первый в мире десантный корабль-экранолёт "Орлёнок" был принят как боевая единица в состав военно-морского флота. Он получил штатный номер МДЭ-160 (малый десантный экраноплан).

"Лунь" - птица гордая

В 1983 году был заложен первый и, как потом окажется, последний тяжёлый ударный экраноплан -ракетоносец проекта 903. В 1986 году эта поражавшая воображение махина была готова. Ставший продолжением идей "Каспийского монстра" экраноплан был предназначен для борьбы с надводными кораблями путём нанесения ракетного удара в условиях слабого противодействия со стороны средств воздушного нападения врага.

По сути, "Лунь" - это охотник на авианосцы, способный с огромной скоростью подойти к ордеру противника и отстреляться ракетами, оставаясь в зоне недосягаемости. Вооружённый шестью пусковыми установками с противокорабельными ракетами "Москит", "Лунь" мог нанести свой удар с расстояния в 120 километров, при этом пролетев над водой до 2000 километров, оставаясь практически невидимым для радаров противника.

Размах крыла этой птицы 44 метра, а площадь - 550 квадратных метров. Внутри крыла находятся четыре отсека с топливом для восьми двигателей НК-87. Длина этого экраноплана 73 метра, а высота сравнима с пятиэтажным домом - 19 метров.

Изначально планировалось создать восемь ракетных экранопланов типа "Лунь", однако из-за финансовых проблем и военной нецелесообразности эти планы реализовать не удалось. В настоящее время "Лунь" списан и законсервирован в сухом доке на территории завода "Дагдизель " в Каспийске. Вся секретная электроника пылится на секретных складах, откуда, наверное, больше никогда не будет возвращена. Можно посмотреть на это чудо советской инженерной мысли из космоса, пройдя по ссылке в Google-карты и вбив следующие координаты (42°52′54″ с.ш. 47°39′24″ в.д.).

За рубежом

Самым громким зарубежным проектом стал Boeing Pelican - военный экраноплан с возможностью переброски 1200 тонн за раз. Дальше разработок он не пошёл, концепция оказалась слишком огромной и малореализуемой даже по меркам не особо считающих деньги американских военных.

Современное состояние

Однако вполне возможно, что сейчас экранопланы могут получить новое развитие. Дело в том, что для освоения Арктики они станут одним из наиболее удобных вариантов - способные преодолевать большие расстояния, не обращая внимания на то, лёд или вода находятся у них под крылом. Посмотрим, может быть, уже скоро мы вновь увидим низкий полёт этих удивительных аппаратов.

Все знают, что такое самолет, и что такое корабль. Но что получится, если объединить эти два объекта? Летучий корабль, или плавучий самолёт? Оказывается, учёные уже давно изобрели такой "гибрид", и имя ему - экраноплан.

Экраноплан - что это?

Википедия в своём строгом стиле даёт определение экраноплана: это скоростное транспортное средство, летающее на небольшой высоте и способное приземлиться на поверхность воды. От самолёта его отличает необходимость оставаться над гладкой поверхностью, в качестве которой подходит вода, снег, лёд, или, на худой конец, земля. От корабля - способность летать. Тем не менее, примечательно, что относится это чудо техники именно к морским судам.

Физика полёта экраноплана

Для удержания транспорта в воздухе необходима подъемная сила. В случае с экранопланом, её генерирует так называемый экранный эффект. По сути он является воздушной подушкой, которая образуется благодаря набегающему на крыло потоку воздуха, а не механическими устройствами, как например в . Крыло экраноплана создаёт подъёмную силу не только за счёт разрежения воздуха сверху, как у самолёта, но и за счёт его уплотнения снизу. Беда в том, что создать повышенное давление под плоскостью крыла получается только на небольших высотах. В этом и есть ограничение использования экранопланов.

Достоинства и недостатки экранопланов

К достоинствам этого вида транспорта можно отнести:

безопасность: малая высота полёта и возможность сесть на поверхность, над которой осуществляется полёт, сводит на нет возможные авиакатастрофы из-за поломок,
высокая скорость - до 600 км/ч. что значительно быстрее любых судов,
высокие экономичность и грузоподъёмность, значительно выше чем у самолётов,
для взлёта и посадки экранопланам не нужна взлётная полоса.

При всех имеющихся достоинствах, экранопланы не лишены некоторых недостатков:

территория их полётов вдоль рек совпадает с зонами обитания птиц,
низкая маневренность,
необходимость летать невысоко над относительно гладкой поверхностью,
процедура старта требует больших затрат энергии.

Использование экранопланов в современном мире

Разные страны мира ведут исследования и опытные разработки по усовершенствованию конструкции экранопланов и избавлению их от недостатков. Так, например, США в 2003 году представило проект военного экранолёта Pelican, способный перевозить до 1400 тонн груза на расстояние в 16 тысяч километров. Китайская компания Hainan Yingge Wing провела на побережье острова Хайнань лётные испытания аппаратов CYG-11, собранных по российским чертежам (проект "Иволга"). Южная Корея в сентябре 2007 года объявила о строительнстве крупного коммерческого экраноплана, который должен быть способер перевозить 100 тонн груза со скоростью до 300 км/ч. К сожалению, новостей об этой разработке более не поступало.

В России КБ "Сухой" в 2000 году продемонстрировал небольшой коммерческий экранолёт С-90, способный переносить 4 тонны груза более чем на 3 километра. Кроме того, существует несколько проектов экранопланов, разрабатываемых российскими организациями для гражданского и военного применения.

Где можно увидеть экраноплан вживую?

В 2012 году в Москве, у берега водохранилища близ парка "Северное Тушино" можно было обнаружить экраноплан "Орлёнок" проекта А-90. Стоит ли он там до сих пор - не известно.

Экранопла́н (от экран + [аэро ]план ; в официальной советской классификации судно на динамической воздушной подушке ) - высокоскоростное транспортное средство , аппарат, летящий в пределах действия аэродинамического экрана , то есть на относительно небольшой (до нескольких метров) высоте от поверхности воды, земли, снега или льда. При равных массе и скорости площадь крыла экраноплана намного меньше, чем у самолёта . По международной классификации (ИМО) относятся к морским судам .

Согласно определению, сформулированному в принятом ИМО «Временном руководстве по безопасности экранопланов», экраноплан - это многорежимное судно, которое в своём 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 подъёмной силой, генерируемой на воздушном крыле (крыльях), корпусе или их частях, которые предназначены для использования действия «экранного эффекта».

Экранопланы способны эксплуатироваться на самых различных маршрутах, в том числе и тех, которые недоступны для обычных судов. Наряду с более высокими гидроаэродинамическим качеством и мореходностью , чем у других скоростных судов, экранопланы практически всегда обладают амфибийными свойствами. Помимо водной глади они способны передвигаться над твёрдой поверхностью (земля, снег, лёд) и базироваться на ней. Экраноплан, таким образом, объединяет в себе лучшие качества судна и самолёта.

Экранопланы, способные на длительное время отрываться от экрана и переходить в «самолётный» режим полёта, называются экранолётами .

Энциклопедичный YouTube

1 / 5
По сути, экранный эффект - это та же воздушная подушка , только образуемая путём нагнетания воздуха не специальными устройствами, а набегающим потоком. То есть «крыло» таких аппаратов создаёт подъёмную силу не только за счёт разреженного давления над верхней плоскостью (как у «нормальных» самолётов), а дополнительно за счёт повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах (от нескольких сантиметров до нескольких метров). Эта высота соизмерима с длиной средней аэродинамической хорды (САХ ) крыла. Поэтому крыло у экраноплана стараются выполнить с небольшим удлинением.
Эффект экрана связан с тем, что возмущения (рост давления) от крыла достигают земли (воды), отражаются и успевают дойти до крыла. Таким образом, рост давления под крылом получается большим. Скорость распространения волны давления, конечно, равна скорости звука. Соответственно, проявление экранного эффекта начинается с
h ≤ l ⋅ V 2 ⋅ v {\displaystyle {\mathbf {h} \leq {\mathbf {l} \cdot \mathbf {V} \over 2\cdot \mathbf {v} }}} ,
где l - ширина крыла (хорда крыла), V - скорость звука , h - высота полёта, v - скорость полёта.
Чем больше САХ крыла, ниже скорость полёта и высота - тем выше экранный эффект:

Традиционно на скоростях полётов у самой земли принято считать высотой действия экрана половину хорды крыла. Это даёт высоту порядка метра. Но у достаточно больших экранопланов высота полёта «на экране» может достигать 10 и более метров.
Центр давления (общая точка приложения силы) экранного эффекта находится ближе к задней кромке, центр давления «обычной» подъёмной силы - ближе к передней кромке, поэтому, чем больше вклад экрана в общую подъёмную силу, тем больше центр давления смещается назад. Это приводит к проблемам балансировки. Изменение высоты меняет балансировку, изменение скорости - тоже. Крен вызывает диагональное смещение центра давления. Поэтому управление экранопланом требует специфических навыков.

Конструкция

Одной из первых отечественных работ, которая относилась к исследованиям экранного эффекта, является работа Б. Н. Юрьева «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». Затем, уже в 1930-е годы, проводились теоретические исследования экранного эффекта В. В. Голубевым, Я. М. Серебрийским , Ш. Я. Биячуевым и другими. В 1932 году известный авиационный инженер, изобретатель и авиаконструктор П. И. Гроховский разработал проект экраноплана-амфибии с двумя двигателями, аэродинамическая компоновка которого характерна для некоторых экранопланов наших дней.
При разработке экранопланов конструкторские фирмы многих государств столкнулись со множеством технических проблем, начиная от проблемы выбора антикоррозийных материалов и заканчивая проблемами устойчивости в полёте. Правительства этих стран отказались поддержать проекты, а разрабатывать «на свой страх и риск» фирмы не решились. Если конструкции и были разработаны, то так и остались в виде чертежей.

В первом испытательном полёте экраноплан КМ пилотировали В. Ф. Логинов и Р. Е. Алексеев. Дальнейшие испытания проводили ведущие лётчики-испытатели Д. Т. Гарбузов, В. Ф. Трошин Все эти работы проводились в системе Министерства судостроительной промышленности.

Работы Роберта Бартини

На основе своего проекта самолёта-летающее крыло переменной стреловидности (Т-203 - прототип Ту-144 и французского Конкорда [ ]) и исследований по проекту, Р. Л. Бартини , представляет в 1955 году проект сверхзвуковой летающей лодки-бомбардировщика средней дальности А-55. Было продуто свыше 40 моделей, написано до 40 томов отчётов, исследованы режимы взлета с воды и возможности длительного его пребывания на плаву. После различных проектов, развивающих А-55 (это были: А-57 - стратегический бомбардировщик - летающая лодка, Е-57 - гидросамолет-бомбардировщик, носитель крылатой ракеты К-10 и ядерной бомбы, Р-57(Ф-57) - сверхзвуковой фронтовой бомбардировщик, Р-АЛ (1961) - дальний разведчик с ядерной силовой установкой) Бартини подошёл вплотную к разработке экраноплана .
В течение долгих лет Р. Л. Бартини разрабатывал «Теорию межконтинентального транспорта земли» с оценкой транспортной производительности судов, самолетов и вертолетов. В результате этих исследований он определил, что оптимальным транспортным средством является амфибийный аппарат, с вертикальным взлётом и посадкой (СВВП) или с использованием воздушной подушки, имеющий грузоподъемность больших судов, а скорость и оборудование - как у самолетов. Он начал исследования экраноплана с подводными крыльями, после чего создал проект экранолёт СВВП-2500 с взлётной массой 2500 тонн в виде летающего крыла с квадратным центропланом и консолями и силовой установкой из подъемных и маршевых двигателей.

США

В настоящее время по финансовым причинам работы по развитию этого поколения экранопланов остановлены, а ЗАО «АТТК» признано банкротом .

На третьем международном гидроавиасалоне «Геленджик-2000», который проходил на Чёрном море с 6 по 10 сентября 2000, КБ «Сухой» впервые продемонстрировал свою новую разработку - экранолёт С-90 . Главный конструктор экранолёта Александр Поляков. Новый летательный аппарат предназначен для пассажирских и грузовых перевозок в интересах различных ведомств, в том числе силовых. Он может использоваться в трёх режимах - как самолёт, экраноплан и судно на воздушной подушке. Максимальный вес экранолёта в первом варианте 7900 кг, во втором - 9500 кг и в третьем - 10 500 кг. Коммерческая нагрузка - 2500, 3100 и 4500 килограммов соответственно. Диапазон высот полёта - от 0,5 метра до 4000 метров. Дальность - свыше 3000 километров.
В 2010 году КБ «Небо плюс море» при техническом центре, руководимом летчиком-космонавтом Юрием Викторовичем Романенко , создало 24-х местный экранолёт «Буревестник-24 » с полезной нагрузкой 3.5 т.
Центральное конструкторское бюро имени Алексеева, известное как разработчик «Каспийского монстра », намерено в ближайшее время возобновить проектные и опытно-конструкторские работы по созданию экранопланов . ОАО "НПП «Радар ммс» совместно с ЦКБ им. Алексеева разработали план, согласно которому возможен выпуск первых экранопланов нового поколения большой грузоподъемностью от 50 до 600 тонн . Предполагается также вести разработку транспортных и грузопассажирских экранопланов грузоподъемностью, вплоть до 2-3 тысяч тонн .

Судостроительная компания «Аэроход» (г. Нижний Новгород) с 2014 года проводит испытания одноместной модели судна на воздушной подушке с аэродинамической разгрузкой «Тунгус» (экраноплан с воздушной подушкой). По результатам испытаний планируется начать разработку и постройку аппаратов пассажировместимостью от 4 до 70 человек.
В 2015 году завершена работа по проектированию морского экраноплана А-050 .

Китай

Южная Корея

В сентябре 2007 года правительство Южной Кореи объявило о планах строительства к 2012 году предназначенного для коммерческих целей крупного экраноплана. Ожидается, что аппарат будет способен перевозить до 100 тонн грузов со скоростью 250-300 км в час. Его масса будет равна 300 тонн, размеры - 77 метров в длину и 65 метров в ширину. На разработку экраноплана правительство выделяет на ближайшие пять лет 91,7 млн долларов. К разработке такого летательного аппарата, пишет агентство Ёнхап, Южная Корея приступила ещё в 1995 году .

Китай готов стать лидером в разработке экранопланов

Представители китайского Инженерно-строительного университета в Шанхае объявили, что заканчивают разработку проектов нескольких моделей экранопланов - высокоскоростных транспортных средств, летающих на небольшой высоте над поверхностью воды. Уже до конца этого десятилетия планируется начать опытное производство аппаратов грузоподъемностью от 10 до 200 т, а к 2017 году на регулярные транспортные перевозки выйдет более экранопланов, способных перевозить грузы массой более 400 тонн. Подобные суда станут незаменимым средством для скоростного пассажирского и грузового сообщения между островами Юго-Восточной Азии.

Владимир Гаврилов

Перспективы

У экранопланов-амфибий большие перспективы в области спасения людей, потерпевших бедствие на море. Единственное, чем в данной ситуации может помочь самолёт, - сбросить спасательный груз на воду; вертолёт обладает малой вместительностью, а водные суда - малой скоростью, а значит, и придут на помощь не сразу. Спасательный экраноплан может приводняться, а на его борту может размещаться целый медицинский центр для обеспечения помощи раненым. И такие проекты уже разрабатываются.
У экранопланов также большие перспективы в области пассажирских и грузовых перевозок, как международных, так и для внутренних нужд отдельных регионов и организаций. Международные «трассы» экранопланов будут в разы короче, чем используемые сегодня железнодорожные, автомобильные или морские маршруты.
Экранопланы могут быть использованы для перевозки грузов и участников научных экспедиций в Арктике и Антарктиде .
Разработаны проекты пассажирских грузоперевозок над акваториями и льдами Арктики . Это позволит выполнять грузоперевозки в северных портах круглогодично, независимо от сезона.
Интересен экраноплан и военным, как и раньше, для переброса десанта и военной техники, а также обнаружения и уничтожения подводных лодок, пуска крылатых ракет .
Среди космических проектов использования экранопланов можно выделить два направления.