Военно-промышленный курьер
8 февраля 2007, 15:24
Возвращение к эффекту Алексеева
Р.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
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 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....
Авторские права на данный материал принадлежат «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.
Поделиться
Май 3, 2024
Аэрофлот открыл онлайн-продажи субсидируемых билетов для жителей Калининградской области
Май 3, 2024
Делегация МГТУ ГА приняла участие в памятных мероприятиях, посвященных Дню Победы
Май 3, 2024
Республика Татарстан получила земельные участки для реконструкции перрона Международного аэропорта "Казань"
Май 3, 2024
Студенты РГАТУ имени П.А. Соловьева стали призерами Всероссийской научно-технической конференции