Источник: газета «Военно-промышленный курьер»
Автор: Павел Качур
Опубликовано: 08.02.2007, 15:24

Возвращение к эффекту Алексеева

Летающие корабли для России уже давно не фантастика


Ростислав Алексеев, которому 18 декабря 2006 г. исполнилось бы 90 лет, одним из первых в мировой практике разработал и создал серийные боевые корабли и пассажирские суда на подводных крыльях и экранопланы. Он заложил научно-технические основы создания скоростных судов и стал талантливым организатором целой отрасли скоростного судостроения.

Ростислав Евгеньевич Алексеев родился 18 декабря 1916 г. в городе Новозыбков (ныне Брянской области). В 1933 г. семья переехала в Горький, а еще через два года он поступил на транспортно-машиностроительный факультет Горьковского индустриального института. Во время учебы в институте будущий отец экранопланостроения заинтересовался проблемами повышения скорости движения водоизмещающих судов за счет применения подводных крыльев. Изучив теоретические основы, он разработал проект катера на подводных крыльях, а в 1941 г. защитил дипломный проект по совершенно новой тогда теме. После института его направили на завод №112 "Красное Сормово". И хотя во время войны завод вместо кораблей выпускал танки, молодому специалисту-кораблестроителю разрешили работать над созданием корабля на подводных крыльях.

Определяющим оказался вопрос выбора принципиальной схемы крыльевого устройства. На основе самостоятельных исследований Алексеев получил гидродинамические характеристики подводного крыла в зависимости от глубины их погружения и относительной скорости (эффект малопогруженного подводного крыла - "эффект Алексеева"). С использованием этого эффекта Алексеев создал крыльевые системы и катера на подводных крыльях. Первый катер А-4 (1943 г.) водоизмещением около 1 т и при мощности двигателя 25 л.с. полностью выходил на крылья и развивал скорость более 30 км/ч. А следующий катер А-5 (1945 г.) в первом же выходе неожиданно даже для разработчиков достиг скорости 87 км/ч. Этот проект послужил основой для разработки торпедных катеров на подводных крыльях: 123бис (тема А-7, 1947 г.), М-123бис (темы А-10 и А-11, 1950 г.), 123К (тема А-10бис, 1952 г.), К-123К (1953 г.), 183 (тема А-1-20, 1955 г.). За создание первых отечественных торпедных катеров на подводных крыльях Алексееву и группе его соратников в 1951 г. была присуждена Сталинская премия.

В 1957 г. по проекту Ростислава Евгеньевича было построено судно на подводных крыльях "Ракета", совершившее свой первый рейс в Москву на Всемирный фестиваль молодежи и студентов. Затем настал черед "Метеора", "Кометы", "Вихря", "Буревестника" и "Беларуси". За четыре десятилетия по 30 проектам построено около 2000 пассажирских судов на подводных крыльях, из них 200 - на экспорт. Постепенно Научно-исследовательская гидролаборатория, которой руководил Алексеев, выросла в Центральное конструкторское бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ по СПК).

В период активной работы над судами на подводных крыльях конструктор установил, что они, как и аппараты на статической воздушной подушке, имеют предел скорости из-за физических барьеров. Так, возникновение кавитации у судов на подводных крыльях ограничивало предел скорости движения 120-150 км/ч. А у судов на статической воздушной подушке набегающий поток воздуха при высокой скорости выдувал подушку, и поэтому их скорость не могла превысить 150-180 км/ч. И лишь отрыв аппарата от воды за счет динамической воздушной подушки мог значительно повысить его скорость. Так родилась идея принципиально нового аппарата - "летающего корабля", экраноплана.

Экраноплан - это аппарат, использующий на взлетно-посадочных и крейсерских режимах движения скоростной напор набегающего потока воздуха, что создает подъемную силу - за счет образования динамической воздушной подушки между несущими поверхностями аппарата и опорной поверхностью (землей, водной поверхностью или ледовым покровом). Явление, положенное в основу принципа движения экранопланов, получило название "эффект влияния опорной поверхности".

В 1958 г. у города Чкаловска на акватории Горьковского водохранилища (в месте впадения в водохранилище реки Троца) началось сооружение будущей испытательной базы (ИС-2) для экранопланов. Именно на этой базе вначале создавались, а затем испытывались все самоходные (пилотируемые) модели экранопланов. Ростислав Евгеньевич начал со строительства опытных машин. Первый пилотируемый экспериментальный экраноплан СМ-1 (самоходная модель, первая) был построен в 1961 г. 22 июля того же года он совершил первый испытательный полет, в ходе которого показал удовлетворительные характеристики устойчивости и управляемости в экранном режиме движения.

Осенью 1961 г. по приглашению Алексеева ИС-2 посетили заместитель председателя Совмина СССР, председатель комиссии СМ СССР по военно-промышленным вопросам Д.Ф. Устинов, председатель ГКС Б.Е. Бутома и главком ВМФ С.Г. Горшков. Им были продемонстрированы лаборатории, испытательные стенды, трек и кордодром, после чего они совершили прогулку на первой самоходной модели СМ-1. Экранопланной тематикой Алексееву удалось заинтересовать и начальника ГУК ВМФ Н.В. Исаченкова.

Тем временем работы в ЦКБ шли стремительными темпами: в 1962 г. спроектирован и построен экраноплан СМ-2, параллельно проектировался и строился экраноплан СМ-3, предназначенный для исследования аэродинамической компоновки экраноплана с крылом малого удлинения. А затем Ростислав Евгеньевич решился на рискованный шаг - перейти от самоходных моделей массой 3-5 т сразу к строительству стометрового летающего корабля массой 500 т. Командование ВМФ и Д.Ф. Устинов поддержали дерзкую идею. Было подготовлено специальное постановление ЦК КПСС и СМ СССР о развитии экранопланной тематики. Вскоре была принята государственная программа по экранопланостроению, предусматривавшая в том числе разработку проектов боевых экранопланов для ВМФ и других видов ВС. И в 1963 г. по заказу ВМФ в опытном производстве ЦКБ по СПК (позже - завод "Волга") был заложен экспериментальный экраноплан - корабль-макет (КМ).

Для освоения техники пилотирования и приобретения навыков эксплуатации крупных аппаратов было решено построить экранопланы-аналоги:


  • в 1963 г. создана трехместная двухдвигательная экспериментальная самоходная модель СМ-4 - масштабный (1:4) прототип натурного экраноплана, силовая установка которого функционально разделялась на маршевую и стартовую;
  • в том же году построен двухместный экраноплан-аналог СМ-5, по аэродинамической схеме и геометрически подобный КМ;
  • в 1967 г. построена одноместная самоходная модель СМ-8 (аналог КМ), выполненная в масштабе 1:4 прототипа;
  • в 1969 г. на заводе "Волга" закончили постройку пилотируемой модели СМ-6 массой около 25 т, имевшей три двигателя: маршевый (на киле) и два стартовых ("поддувных") двигателя (в носовой части корпуса). Эта модель предназначалась для исследования основных вопросов гидродинамики, аэродинамики и прочности применительно к создаваемым натурным кораблям большой массы.
В ходе испытаний, проводившихся в летний и зимний периоды, определялись устойчивость и другие характеристики движения экранопланов в различных режимах полета, освоены методики старта (взлета) с воды и со снега, полеты над водой, снегом, льдом и твердым грунтом (с травяным покровом). При амфибийных испытаниях самоходные модели осуществляли сход с пологого берега, самостоятельный выход на берег и двигались в режиме поддува под крыло на малых скоростях над относительно ровными участками суши.

В связи с ростом габаритов создаваемых экранопланов потребовалась и новая испытательная база с натурными (морскими) условиями. Ее создали на территории завода "Дагдизель" (окраина г. Каспийск). В 1965 г. на острове Чечень в Каспийском море было выбрано место для новой испытательной базы и стоянки корабля КМ, сделаны промеры глубин, подобраны трасса движения для корабля и акватория для его испытаний. Когда строительство КМ закончилось, с демонтированными отъемными частями крыла и кормового стабилизатора при помощи специально построенного дока его транспортировали на базу в Каспийске. Консоли крыла транспортировали на другом специальном док-понтоне. На достроечной базе в бухте завода "Дагдизель" были выполнены все доводочные работы - окончательный монтаж конструкции и установка измерительной аппаратуры.

Корабль-макет создавался для проверки и отработки вопросов аэрогидродинамики и мореходных качеств конструкции, силовой установки, системы управления и вооружения. Схема - самолетная: фюзеляж с хвостовым оперением и прямоугольное в плане крыло. Длина корпуса составила 92,4 м, размах крыла - 37,8 м, максимальная высота по стабилизатору - 22 м, а взлетный вес - 550 т. Экраноплан КМ до сих пор является одним из крупнейших и тяжелых летательных аппаратов в мире.

На передних горизонтальных пилонах КМ размещалась силовая установка из 8 носовых стартовых ТРД (использовались в основном при старте). На стабилизаторе - два кормовых маршевых двигателя, мощности которых было достаточно для поддержания крейсерского режима. КМ имел сильно реданированный корпус - классический тип днища высокоскоростного корабля. Как дань морскому "происхождению", экраноплан снабжался 3-тонными якорями. Экипаж - 7-8 человек.

14 августа 1967 г. КМ у острова Чечень совершил свой первый полет продолжительностью около 50 мин., на высоте примерно 4 м (высота волн - до 1 м). На экране было выполнено четыре галса. Крейсерская скорость по приборам достигала 500 км/ч. Успех окрылял, и 26 июля 1968 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о проведении перспективных работ по созданию больших экранопланов. Предполагалось, что такие гиганты будут использоваться в ВМФ для высадки десантов или нанесения ракетных ударов. По оценкам специалистов, преимуществом подобных кораблей-экранопланов могли служить их высокая скорость и значительное сокращение времени на выполнение операции по сравнению с обычными водоизмещающими кораблями. Руководство ВМФ, увлеченное в то время созданием океанского флота, планировало принять на вооружение 120 транспортно-десантных кораблей с размещением серийного производства на судостроительных заводах и даже начать строительство новых заводов для создания экранопланов.

Первым проектом десантно-транспортного экраноплана стал "Орленок" (проект 904, головной спущен на воду в 1972 г.), который, имея взлетную массу до 140 т, был способен развивать скорость до 400 км/ч (при дальности полета до 1300 км). Боевая нагрузка - 20 т, экипаж - 9 чел., вооружение - пушечная турель "Утес-М" (12,7-мм спаренная башенная установка крупнокалиберных пулеметов НСВ-12). Конструктивная особенность экраноплана - носовая поворотная часть (угол поворота 90°), в которой располагалась кабина экипажа, пулеметная установка, каюта для отдыха экипажа, а также отсеки для авиационного и специального оборудования. Техника и десантники размещались в грузовом отсеке (28х3,4х4,6 м), в средней части фюзеляжа.

"Орленок" разгонялся всего за полторы минуты и легко выходил на свою оптимальную высоту - около 2 м. Загружаться и выгружаться он мог прямо на берегу - выходил на него и уходил обратно в море. Летчики в практике повседневной эксплуатации не раз превышали высоту 10 м (практическая граница ощутимого влияния эффекта экрана, равная половине хорды крыла "Орленка"), выполняя полеты на высотах до 100 м. Для изучения движения вблизи экрана в различных погодных условиях, а также для отработки и закрепления навыков вождения экраноплана над водой и ледовой поверхностью был построен учебно-тренировочный одноместный экраноплан УТ-1.

В конце 70-х гг. в Каспийске Ростислав Евгеньевич приступил к разработке принципиально новой самоходной модели СМ-9, предназначенной для изучения особенностей околоэкранного движения ЛА схемы "составное крыло", винтового поддува и взлетно-посадочных режимов с применением воздушно-амортизирующего устройства. В 1979 г. заложили две малые (до 1 т) самоходные модели - СМ-10 и СМ-11, которые проектировались и строились одновременно по схожей аэрогидродинамической схеме ("составное крыло"), но отличались стартовыми системами.

3 ноября 1979 г. на десантном экраноплане МДЭ-150 (проект "Орленок") подняли флаг ВМФ и включили корабль в состав Каспийской флотилии. Однако на этой церемонии Алексеев присутствовать уже не мог: он тяжело заболел (скончался конструктор 9 февраля 1980 г.). В 1979 г. на испытания поступил второй экраноплан - МДЭ-155, который 27 октября 1981 г. вошел в боевой состав ВМФ. Уже принятые на вооружение ВМФ экранопланы проинспектировал главком ВМФ С.Г. Горшков, он даже выходил на одном из них в море. Оба корабля принимали участие в учениях Закавказского военного округа: на восточный берег Каспия десант в составе двух батальонов пехоты был доставлен за 50 мин. Тогда же в Горьком, на заводе "Волга", состоялась закладка третьего десантного экраноплана этого проекта - МДЭ-160. В состав ВМФ его приняли 30 декабря 1983 г., в том же году вся серия экранопланов этого проекта была завершена.

В 1988 г. командование Каспийской флотилии решило подтвердить тактические возможности экраноплана и провело маневры с переброской десанта из района Баку в район Красноводска. Обычные корабли вышли в море за сутки до запланированного времени высадки десанта. Корабли на воздушной подушке - за шесть часов. "Орленок" же вылетел за два часа - по пути обогнал всех и первым высадил десант, что произвело огромное впечатление на руководство ВМФ. Всего к 1989 г. три экраноплана проекта "Орленок" провели 438 взлетов и посадок, налетали 789 часов и произвели 118 амфибийных выходов - ни одна страна в мире не может похвастаться такими результатами!

Отечественные конструкторы пошли дальше - создали ударный экраноплан проекта 903 (заложен в 1983 г.). "Лунь" (таково его название) имел полное водоизмещение 400 т, размеры в плане - 73,3х44 м, высоту - 20 м и осадку в водоизмещающем положении - 2,5 м. Вооружение экраноплана составляли шесть ПКР ЗМ-80 комплекса "Москит" (размещались в наружных контейнерах, попарно установленных под некоторым углом к горизонту сверху на корпусе), а также носовая и кормовая артустановки со спаренными 23-мм авиационными пушками ГШ-23. Полет был возможен при состоянии моря 4-5 баллов (высота волн - до 2,5 м). Экипаж - 15 чел. (в том числе 6 офицеров). Испытания нового экраноплана проводились в 1987-1989 гг., причем впервые в мировой практике с него был осуществлен пуск ПКР на скорости движения носителя около 500 км/ч. После успешного завершения государственных испытаний "Лунь" находился в опытной эксплуатации на Каспии.

В 1992 г. для подготовки летного состава на заводе "Волга" построили двухместный учебно-тренировочный экраноплан "Стриж", который уже мог не только осуществлять движение в экранном режиме, но и выходить в свободный полет. То есть "Стриж" - это экранолет. Он имеет взлетную массу 1650 кг, длину - 11,4 м, ширину - 6,7 м и высоту - 3,6 м.

В настоящее время Россия в области экранопланостроения все еще занимает передовые позиции, опережая мировой уровень на 8-10 лет. Интерес к "летающим кораблям" не только не угас, но и все больше возрастает. Интенсивные разработки ведутся в США, Китае, Германии, Японии и Южной Корее, причем по всем классам экранопланов: сверхлегком (взлетная масса до нескольких тонн), легком (до нескольких десятков тонн), среднем (100-500 т), тяжелом (700-1500 т) и сверхтяжелом (до нескольких тысяч тонн). Потенциальными покупателями подобных транспортных средств в гражданском и специальном исполнении могут стать Сингапур, Индонезия, Малайзия, Перу, Иран и другие страны. Эксперты подчеркивают, что современный уровень развития судовой и авиационной энергетики, конструкционных материалов и технологий, имеющаяся в развитых странах мира промышленная база могут обеспечить создание экранопланов тяжелого класса - для трансатлантических перевозок.

Не секрет, что Китай в последние годы активно "ворвался" в область высоких технологий. Экранопланостроение не стало исключением. И, хотя основная часть программы засекречена, достоверно известно, что китайские специалисты тщательно изучают опыт Алексеева и его КБ. Так, еще в 1967 г. на базе пекинского Научно-исследовательского центра судостроения (China Ship Scientific Research Center - CSSRC) развернулись широкомасштабные работы по проектированию и постройке экранопланов. В обстановке строжайшей секретности были созданы экранопланы проектов 961, 902 и др. В 2000 г. было образовано совместное российско-китайское предприятие на базе ЦКБ по СПК. Кроме того, в России была приобретена необходимая документация на проекты экранопланов "Волга-2", "Стриж" и "Орленок". К настоящему времени в КНР насчитывается 17 построенных экранопланов.

США пока не построили ни одного экраноплана, но также пытаются применить технологии Алексеева - для создания гигантского транспортного экраноплана. Так, компания Boeing работает над проектом аппарата Pelican Ultra Large Transport Aircraft (ULTRA), длина которого составит 152 м, а размах крыла - 106 м. Предполагается, что Pelican ULTRA сможет перевозить за один рейс до 1400 т грузов на расстояние 16 000 км. А вот Иран уже построил для своих ВМС экраноплан, внешне сильно схожий с российским экранопланом "Стриж".

Начинает возрождаться интерес к экранопланам и иным скоростным судам и на их исторической родине - в России. Свидетельство тому - проведение в сентябре 2006 г. в ЦКБ по СПК (г. Нижний Новгород) заместителем председателя правительства РФ - министром обороны Сергеем Ивановым заседания Морской коллегии, на котором обсуждались вопросы перспективного судостроения, в частности создания скоростных скеговых кораблей и экранопланов.

 

Дайджест прессы за 8 февраля 2007 года | Дайджест публикаций за 8 февраля 2007 года
Авторские права на данный материал принадлежат газете «Военно-промышленный курьер». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Связи: Транспортные и грузовые самолеты, Утёс, Крылья, Т-501, Т-420, Самолетостроение (в процессе тестирования)