ЗВО - 04'1995
ЭКРАНОПЛАНЫ
П.КАЧУР
В последнее время повысился интерес к экранопланам - летательным аппаратам с динамическим принципом поддержания, обладающим уникальными свойствами и рядом преимуществ перед водоизмещающими транспортными средствами.
Принцип движения экраноплана основан на использовании набегающего потока воздуха, создающего подъемную силу за счет образования динамической воздушной подушки между несущей поверхностью аппарата и экраном (земной, водной поверхно-стью, ледовым покровом). С помощью этой силы экраноплан переходит из водоизмещающего положения в режим движения над поверхностью, что значительно снижает сопротивление, а следовательно, дает возможность увеличить скорость аппарата на порядок по сравнению с обычным водоизмещающим судном, имеющим такую же мощность энергетической установки. От самолета экраноплан отличается способностью двигаться на относительно малой высоте благодаря особенностям аэродинамической и конструктивной компоновки.
Аэродинамическое качество экранопланов (отношение подъемной силы крыла к аэродинамическому сопротивлению) может быть равной 35 - 50 и более, тогда как у современных самолетов оно не превышает 15 - 20. Повышение аэродинамического качества приводит в свою очередь к возрастанию полезной нагрузки, уменьшению расхода топлива и увеличению дальности полета. Экранопланы некоторых конструкций способны подниматься на относительно большую высоту, однако при этом резко снижа-ется аэродинамическое качество.
Работы по созданию проектов и моделей боевых экранопланов развернулись за рубежом в 60 - 70-х годах. Для координации усилий разработчиков в ряде стран были образованы специальные организации. Так, в США для комплексных исследований в области перспективного кораблестроения в 1967 году был сформирован Центр корабле-строительных исследований и разработок ВМС, лаборатория аэродинамики которого стала головной организацией по созданию кораблей с использованием динамического принципа поддержания. В ФРГ с начала 70-х годов работы в данной области возглавила фирма <Рейн - флюгцойгбау>. Активно занимались вопросами экранопланостроения французская фирма <Бертин>, ряд английских и канадских специалистов. Интерес к экранопланам проявляют некоторые страны Азиатско-Тихоокеанского региона. В Китае этими проблемами интенсивно занимается Научно-исследовательский судостроительный центр, в Южной Корее разрабатывается программа создания боевого экраноплана. Весьма заинтересованы в развитии собственного экранопланостроения Япония, Сингапур и Индонезия.
Анализ проводившихся в 60 - 80-х годах за рубежом исследований аппаратов с использованием динамического принципа поддержания позволяет достаточно полно представить тактико-технические особенности боевых экранопланов, определить их место в ряду боевых средств и оценить перспективы развития.
К основным достоинствам экранопланов западные специалисты относят значительно более высокую, чем у обычных кораблей, скорость движения (370 - 560 км/ч), большую грузоподъемность при близких к самолетам размерах, возможность перемещаться не только над водой, но и над сушей, неуязвимость для минно-торпедного оружия. Способ-ность летать в отрыве от воды и суши существенно расширяет боевые возможности экранопланов, затрудняет их обнаружение корабельными средствами для своевременного приведения в состояние боевой готовности огневых средств ПВО и отражения удара. Размеры и аэродинамические формы экранопланов позволяют создавать их с использо-ванием технологии <стелт>.
К недостаткам экранопланов относят сравнительно большую взлетную скорость и невысокую мореходность, связанную с большой взлетной скоростью и низким располо-жением крыла. Кроме того, из-за малой высоты колета возникает проблема преодоления препятствий, находящихся на пути, например, плотин, наземных сооружений, прибреж-ных скал и т.д. Серьезным недостатком является сложность обеспечения устойчивого полета. Дело в том, что при приближении экраноплана к экрану центр давления смещается назад, что ведет к нарушению балансировки летательного аппарата.
Экранопланы в составе соединений кораблей различных классов могут резко повысить их боевую эффективность, значительно расширить круг решаемых задач.
Один из первых проектов экраноплана-авианосца был разработан в 60-х годах в Великобритании. Скорость экраноплана, близкая к взлетно-посадочной скорости боевых палубных самолетов (300 - 500 км/ч), и отсутствие качки, по мнению авторов проекта, существенно облегчают взлет и посадку самолетов на его палубу.
Экраноплан-авианосец, выполненный по схеме <летающее крыло>, был рассчитан на базирование 20 - 30 легких боевых самолетов. В носовой части палубы расположена обтекаемая надстройка с постами управления кораблем и самолетами. Хвостовое оперение составляют два развитых вертикальных киля с рулями направления. Энергетическая установка включает десять газотурбинных двигателей, размещенных в кормовой части корпуса. В водоизмещающем режиме движение авианосца обеспечивают два гребных винта. Одноярусный ангар занимает большую часть внутреннего объема корпуса, а самолетоподъемники рабо-тают на подачу самолетов из ангара на палубу и убирание их после посадки (два в кор-ме, а третий в средней части палубы, за надстройкой). Взлет самолетов осуществля-ется с помощью двух ката-пульт, для посадки предусмотрен аэрофинишер (рис. 1).
Проект экраноплана-ракетоносца создан американ-ской фирмой <Грумман> в 1966 году. Аппарат массой 300 т выполнен по схеме <ле-тающее крыло> с крылом из-меняемой геометрии за счет поплавков, которые с по-мощью привода могут отги-баться вверх, занимая оптимальное положение в за-висимости от режима полета. Обтекаемый клиновидный корпус-крыло заканчивается мощными закрылками, которые используются для создания воздушной подушки (рис. 2). Воздухозаборники старто-вых двигателей расположены на верхней части корпуса и при полете в крейсерском режиме закрываются специальными створками. Пусковые установки ракет классов <корабль - корабль> или <ко-рабль - воздух> и боезапас скрыты в крыле по бортам в районе кабины экипажа.
В 1973 году специалисты фирмы <Боут рисёрч> (США) разработали проект экраноплана (схема <летающее крыло>), отличающегося оригинальными технически-ми решениями: выдвижными крыльями, увеличивающими размах основного несущего крыла-корпуса, развитыми поплавками, являющимися одновременно и концевыми шайбами. Экраноплан пред-лагался в качестве носителя боевых и десантных катеров, дальность действия которых недостаточна вследствие ограниченных мореходности, ресурса энергетических установок и запаса топлива. Радикальный путь повышения их эффективности - создание быстроходных носителей, с помощью которых тактические группы катеров можно перебрасывать на расстояние до 5000 км.
Конструкция экраноплана рассчитана на движение с отрывом от поверхности воды и в водоизмещающем положении. Три сильно развитых в высоту поплавка снабжены реданами и играют роль концевых шайб. Несущее крыло-корпус с бортов оборудовано убирающимися крыльями, создающими дополнительную подъемную силу в крейсерском режиме и обеспечивающими поперечную устойчивость экраноплана. В нижней части корпуса имеются специальные ниши, где размещаются (подвешиваются) два катера на подводных крыльях (рис. 3).
Энергетическая установка экраноплана включает шесть газотурбинных двигателей, расположенных попарно на обтекаемых пилонах в кормовой части. На них же установ-лены вертикальные аэродинамические рули. Экранопланы, использующие выдвижные крылья для образования дополнительной подъемной силы, западные специалисты выде-ляют в группу, обозначаемую WSEV (Winged Surface Effect Vehicles). По мнению разработчиков, экранопланы этого типа можно применять в качестве носителей десантно-высадочных средств, вертолетов и самолетов вертикального взлета.
Оригинальный проект боевого экраноплана-ракетоносца появил-ся в ФРГ в 1983 году. Он состоит из двух корпусов, соединенных несущей плоскостью, на которой находится кабина экипажа. В пе-редней части между корпусами имеются двигатели, создающие тя-гу и одновременно подающие воз-душный поток под несущую плоскость. Кормовые части корпу-сов заканчиваются вертикальными килями, соединенными горизонтальным стабилизатором с рулями высоты. По бортам корпуса установлены стреловидные крылья с закрылками. Отличительным признаком экраноплана является наличие на горизонтальном стабили-заторе радиолокационной антенны в обтекаемом радиопрозрачном кожухе и пусковых контейнеров для зенитных ракет в каждом из вертикальных килей (рис. 4).
Уникальные возможности экранопланов, связанные с отсутствием контакта с водной поверхностью и перемещением над ней с боль-шой скоростью, делают их незаменимым сред-ством борьбы с подводными лодками. Фирма <Рисёрч аффаилейтс интернарейтс>, основан-ная в 1961 году, проводила для ВМС США НИОКР по созданию кораблей на воздушной подушке и экранопланов. В середине 60-х годов были разработаны проекты экранопла-нов типа RАМ. Несмотря на различия в на-значении и характеристиках, они имели общую особенность - возможность полетов на высоте более 2000 м.
Один из проектов противолодочного экра-ноплана (RАМ-1) массой 80 - 90 т, предназ-наченный для поиска, обнаружения и уничтожения подводных лодок, может также использоваться для транспортировки десан-та и грузов. Аппарат выполнен по схеме <летающее крыло> с развитыми узкими консолями (рис. 5). Поисковая аппаратура и вооружение общей массой около 11т размещены в крыле (корпусе) в помещениях объемом около 85 м3. Энергетическая установка состоит из четырех двигателей, расположенных в консолях крыла (суммарная мощность превышает 8000 л.с., что позволяет развивать скорость до 240 км/ч). Поисковая скорость экраноплана свыше 90 км/ч, то есть вдвое больше, чем у современных противолодочных кораблей. Запас топлива обеспечи-вает дальность около 3000 км при скорости 160 км/ч.
Аппарат RАМ-1 оборудован стартовым устройством - системой сопел для образования статиче-ской воздушной подушки. Кроме того, кормовые сопла направлены вниз для образования струйного закрылка, что способствует повы-шению несущих свойств крыла при выполнении взлетно-посадоч-ных операций. Для облегчения старта предусмотрено специаль-ное устройство для обдува верхней поверности крыла, благодаря чему затягивается момент срыва набе-гающего потока воздуха. Высота полета RАМ-1 при полной нагруз-ке составляет 0,6 м, на образова-ние и поддерживание воздушной подушки до высоты 1,8 м расходуется 1500 л.с., на движение корабля - 500 л.с. На высоте более 8 м полет осуществляется в самолетном режиме. Макси-мальная высота полета аппарата 2200 м, скорость подъема 150 - 300 м/мин. При взлете возможно преодоление препятствия высотой до 17 м на расстоянии 115 м от места старта, для посадки необходима акватория протяженностью около 85 м. Стабилизация полета экраноплана, обеспечиваемая аэродинамической компоновкой, дополняется автоматиче-ской системой подвижных реактивных сопел и закрылков. Для нейтрализации перегрузок при посадке аппарат снабжен специальными надувными емкостями (баллонами).
Компания <Боинг> (США) в конце 60-х годов вела работы по созданию противоло-дочного экраноплана <Лоубой>. Он выполнен по самолетной схеме с низкорасположен-ным крылом, и в соответствии с аэродинамической и конструктивной компоновкой может базироваться только на берегу.
Масса аппарата составляет 125 т, противолодочного вооружения и поисковой аппара-туры - 6,8 т. Боезапас может быть увеличен за счет сокращения запаса топлива. Характерными особенностями экраноплана являются наличие крыла с необычайно большим (12) для подобных аппаратов удлинением (но мнению авторов проекта, это должно улучшить аэродинамическое качество и повысить дальность полета), а также отсутствие концевых шайб (рис. 6).
Площадь крыла экраноплана 220 м , удельная нагрузка на крыло (отношение веса аппарата к площади крыла) достигает 5,68 кН/м , то есть находится на уровне значений современных бомбардировщиков. Размах (52 м) и удлинение крыла обеспечивают полет экраноплана над поверхностью моря при высоте волн до 4 м. Для реализации максимальных несущих способностей крыла высота полета над гребнем волн равна всего 0,9 м.
Энергетическая установка включает четыре двухконтурных турбовентиляторных дви-гателя, обеспечивающих крейсерскую скорость на режиме околоэкранного полета 290 -390 км/ч. При запасе топлива 65,6 т (52,5 проц. полной массы) дальность полета достигает 12 300 км, продолжительность - 36 ч. Для старта и полета за пределами влияния эффекта экрана предусмотрены дополнительные двухконтурные двигатели.
Потребности ВМС США в высокоскоростном надводном корабле, предназначенном для противолодочной борьбы, а также для поиск;;, спасения и материально-технического снабжения подводных ледок, нашли в конце 70-х годов воп-лощение в проекте зкраноплана с подводным крылом. По существу, он представляет со-бой гидросамолет, конструкция которого обеспечивает четыре фазы движения в водоизмещающем режиме: начало движения, выход на редан, глиссирование на носовои час-ти с отрывом от воды кормы при небольшом дифференте за счет разгрузки экраноплана воздушными крыльями, увели-чение дифферента на корму до подъема экраногтлана в воздух.
Подобная схема обеспечивает взлет и посадку при состоянии моря до 6 баллов. При посадке на воду антенное устройство ГАС экраноплана может погружаться для обнаружения подводных лодок.
В 1988 году Европейское патентное ведомство зарегистрировало оригинальную схему экраноплана. Аппарат, названный самолетом-амфибией, имеет водонепроницаемый корпус в форме фюзеляжа вертолета и снабжен низкорасноложенным крыолом, ромбо-видной в плане формы. Центральная двигательная установка с горизонтальным воздуш-ным винтом находится на высоких стойках, а в хвостовой части помещены вертикальный воздушный винт (как у вертолета) и горизонтальный стабилизатор Консоли крыла загнуты кверху, а на углах загиба установлены поплавки. Такая схема позволяет экраноплану не только совершать полет при волнении мори, но и зависать над водной поверхностью для обнаружения и уничтожения подводных лодок (рис. 7).
Высокая скорость, маневренность и амфибийность экранопланов способствуют раз-работке на их базе аппаратов для выполнения задач патрулирования водных районов. Один из американских проектов патрульного экраноплана был предложен в 1941 году. По аэродинамической и конструктивной компоновке он напоминает двухпоплавковый гидросамолет, у которого отсутствуют консоли крыльев (рис. 8). Хвостовое оперение, включающее киль и руль управления при движении экраноплана по воде, идентично используемому на гидросамолетах. В качестве энергетической установки применяются один или два авиационных двигателя воздушного охлаждения. Вооружение такого экраноплана включает торпеды, скорострельную авиационную пушку и крупнокали-берный пулемет.
В 1967 году специалисты американской фирмы <Дженерал дайнэмикс> разработали проекты катеров-экранопланов, предназначенных для патрулирования в прибрежных водах, охраны побережья, огневой поддержки войск, действующих на приморских флангах. Один из них - катамаран по схеме <летающее крыло> (рис. 9). Весьма развитые в длину поплавки, выполняющие роль концевых шайб, имеют обводы <морских саней>. Пространство под днищем корпуса-крыла с носа и кормы ограждено двумя парами щитков, которые в полете обеспечивают продольную и поперечную устойчивость. Энергетическая установка состоит из двух турбовентиляторных двигателей с воздухо-заборниками, снижающими забрызгивание.
Поток воздуха, нагнетаемый вентиляторами, используется для образования воздуш-ной подушки, а турбины двигателя обеспечивают поступательное движение катера. Для распределения отбрасываемых двигателями газов между воздушной подушкой и выхлоп-ными соплами, создающими тягу, применяются управляемые заслонки. При старте почти вся мощность турбин расходуется на создание воздушной подушки, а по мере увеличения скорости и возрастания аэродинамической подъемной силы все большая мощность идет на создание тяги. Такая система, по мнению авторов проекта, позволяет отказаться от применения специальных стартовых двигателей, уменьшает массу энергетической установки и обеспечивает плавный и безопасный переход из фазы старта с воды к околоэкранному полету. Экраноплан снабжен выдвижными гребными винтами в носу и корме для патрулирования в водоизмещающем режиме. Устойчивость аппарата по курсу обеспечивается двумя воздушными килями, а управление - рулями. Вооружение включает две крылатые ракеты класса <корабль - корабль> (пусковые установки размещены на верхней части крыла) и скорострельные артиллерийские установки (в носовой части поплавков). На надстройке находится антенна радиолокационной стан-ции.
Другой патрульный двухкорпусный экраноплан отличается аэродинамической ком-поновкой, схемой трехкилевого хвостового оперения с высокорасноложенными горизон-тальными стабилизаторами и рулем высоты (рис. 10). Аппарат оборудован гидролыжами, что улучшает взлетно-посадочные характеристики.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
