За годы своего существования человечество создало сотни или даже тысячи различных видов транспортных средств — от повозок с лошадьми, на которых перевозили людей и провизию из города в город, до огромных ракет, практически готовых доставить всё это даже на другую планету. Но далеко не всё, что придумали светлые умы и дерзкие инженеры, в итоге смогло занять свою нишу в современном мире. Из-за низкой эффективности, сложности конструкции или низкого уровня безопасности некоторые виды транспорта, которые, казалось бы, могли изменить современный устрой жизни, отправились на свалку истории, так и не добравшись до места под солнцем. И экранопланы, к огромному сожалению, тоже относятся к числу транспорта, о существовании которого мало кто знает.
Лётчики открыли новое физическое явление, о котором даже не подозревали
Всё началось с экранного эффекта — данное физическое явление было впервые открыто в 20-х годах прошлого столетия по совершенно чистой случайности. Пилоты самолётов, заходя на посадку, заметили, что какое-то время им не удаётся коснуться взлётной полосы, потому что их транспортное средство «отталкивается» от земли. Вскоре удалось определить, что самолёт отталкивался вовсе не от земли, а от воздушной подушки, задействуя эффект экрана — его открыл российский учёный Сикорский Игорь Иванович. Он же построил самолёты «Русский витязь» (первый в мире четырёхмоторный самолёт) и «Илья Муромец» (первый в мире пассажирский самолёт), а ещё сделал неоценимый вклад в развитие авиастроительной области.
Он определил, что летательный аппарат, пролетая вблизи поверхности экрана, которым может выступать водная гладь, твёрдый грунт или лёд, получал заметное повышение аэродинамических характеристик — увеличивалась подъёмная сила крыла, снижался расход топлива и аэродинамическое сопротивление. Данный эффект возникал за счёт того, что возмущения воздушных потоков, которые распространяются от крыла в направлении экранирующей поверхности, успевают несколько раз «отбиться» и вернуться обратно, создавая ту самую подъёмную силу. Добиться эффекта экрана, который на самом деле является неким аналогом воздушной подушки, можно путём нагнетания воздуха, «эксплуатируя» динамические набегающие потоки воздуха.
То есть если в случае с самолётами используется снижение давления над верхней плоскостью крыла, то в случае с экранным эффектом нужно задействовать повышение давления под крылом или корпусом транспортного средства. Проблема заключалась лишь в том, что добиться эффекта экрана можно только на незначительной высоте от поверхности — от 0,2 до 1,5 метра, что слегка ограничивало транспорт будущего, но при этом позволяло экранопланам, теоретически, передвигаться очень быстро, оставаться незаметными и быть универсальными. Так что в СССР начали создавать данный транспорт ещё в 1932 году — тогда российский учёный Павел Игнатьевич Гроховский разработал первый проект экраноплана-амфибии, но первую реальную модель спустили на воду лишь в 1961 году.
Тогда российские инженеры построили экраноплан «СМ-1», который в рамках тестового запуска достиг скорости в 200 км/час, показав возможность передвигаться не только над водой, но и надо льдом и снегом. Правда, уже через год экраноплан самопроизвольно взлетел в воздух в процессе полёта, после чего рухнул на лёд, получив критические повреждения. Но российских учёных это не остановило — сначала они построили «СМ-2», а затем представили секретный проект «КМ» («Каспийский монстр»). Это действительно был настоящий монстр с размахом крыла в 37 метров, который приводился в движение десятью силовыми установками. Его спустили на воду в 1966 году и тестировали в течение пятнадцати лет, но из-за ошибки пилота легендарный транспорт затонул.
Вскоре была запущена разработка ещё более крупного транспортного средства «Лунь», затем последовали «Орлёнки» и ещё десятки попыток создать менее монструозные модели от ведущих инженеров страны. Удивительно, но в США изучением этого направления транспортных средств занялись лишь в 90-х годах прошлого столетия, существенно отставая от СССР. Первые серьёзные модели американские инженеры начали разрабатывать меньше десяти лет назад, но на крупные варианты экранопланов они не замахиваются — речь идёт о мелких суднах, которые можно использовать для транспортировки небольших грузов или специалистов в труднодоступные локации.
Две школы экранопланов — советская и почти американская
Стоит отметить, что в техническом плане советские (а затем и российские) экранопланы существенно отличаются от моделей из США. Дело в том, что советские учёные делали акцент на скорость передвижения и создали конструкцию с прямым крылом и стреловидным хвостовым оперением, которая позволила разогнать некоторые модели до скорости, которая превышала возможности самолётов того времени. Эту школу конструирования экранопланов сформировал советский учёный Ростислав Алексеев и её использовали на протяжении десятков лет, создавая крупные и не очень варианты передовых транспортных средств.
Западная школа конструирования экранопланов, которая развивается в США, на самом деле американским конструкторам не принадлежит — её сформировал Александр Липпиш, немецкий инженер-конструктор, который во времена Второй мировой был доставлен в Америку для работы над различного рода проектами. Он конструировал экранопланы с V-образной формой крыльев, за счёт чего удалось повысить стабильность в процессе полёта. В результате для контроля российских экранопланов нужно было прикладывать куда больше усилий, но они и разгонялись до заметно больших скоростей. Безусловно, вскоре появились и более необычные формы транспортного средства, но в большинстве своём они отталкивались от трудов одной из вышеупомянутых конструкторских школ.
Преимущества и недостатки, из-за которых экранопланы канули в Лету
У экранопланов весьма длинная и богатая событиями история, которая продемонстрировала их преимущества и крайне важные недостатки. К сильным сторонам можно отнести невероятную практичность — дело в том, что этому транспорту не нужна взлётная и посадочная полосы. Достаточно иметь нужное пространство для разгона и посадки — это может быть поле, пустыня, водная гладь, ледник или даже река. При этом экранопланы совершенно не зависят от погодных условий, они не боятся мороза или слишком высоких температур, да и тип или состояние поверхности «экрана» их тоже никак не задевает. Соответственно, этот транспорт можно использовать там, где всё остальное непригодно.
Также экранопланы, несмотря на свою историю, являются очень безопасными — всё же при падении с высоты около 1,5 метра повреждения будут не такими уж серьёзными, не говоря уже о меньших высотах. В случае поломки экраноплан спокойно доберётся до безопасного места торможения или просто перейдёт в режим лодки, так как изначально и было задумано конструкцией. Это делает данный вид транспорта более практичным и надёжным, плюс экранопланы более экономичны в плане топлива, могут разгоняться до безумных скоростей вплоть до 500 км/час и очень универсальны в эксплуатации.
Но есть у экранопланов и весомые минусы, из-за которых они за сотню лет так и не стали конкурентом для самолётов или лодок. Первая проблема заключается в низкой манёвренности, так как из-за особенности конструкции угол поворота у этого транспорта просто огромный, как и у самолёта. Второй недостаток заключается в необходимости разгона на старте, для которого дополнительные стартовые двигатели должны работать на огромной мощности и, соответственно, тратить море топлива на взлёт. В случае полётов на большие дистанции это не такая уж беда, но если экраноплану нужно делать много остановок на пути, то бак опустеет слишком быстро.
Но главный недостаток этого транспорта в том, что он не может двигаться по наклонной поверхности. Если угол наклона больше, чем 5 градусов, то движение из-за особенностей экранного эффекта невозможно — транспорт будет либо «клевать» носом, либо потеряет контроль и взлетит в воздух, либо из-за большого крена он перевернётся набок (это одна из самых частых причин аварий с экранопланами). Из-за этого во многих сценариях пользоваться экранопланом очень тяжело, потому что идеально ровной поверхности без перепадов высоты на Земле не так уж много — даже на воде бывают волны.
При этом хотя на бумаге экраноплан экономичнее и лучше, на деле ситуация немного иная. Данный транспорт летает на минимальной высоте, где наблюдается очень высокая плотность атмосферы, что нивелирует лучшие аэродинамические показатели (в разреженной атмосфере сопротивление встречного потока воздуха ниже, что положительно сказывается на аэродинамическом сопротивлении и расходе топлива транспортного средства). Вместе с высокими затратами на «взлёт» получается, что экраноплан по расходу ничем не превосходит обычные самолёты, которые летают очень высоко с куда меньшей плотностью атмосферы. Также экраноплан проигрывает кораблю, потому что его водоизмещение куда больше, а значит, и цена доставки груза будет меньше. В теории экранопланы могли бы занять нишу в специфических сценариях вроде спасательных операций, но для этого разумнее и экономичнее эксплуатировать более привычные самолёты-амфибии.
Знаменательные модели, которые вошли в историю
За то время, что лучшие инженеры мира пытались создать идеальный экраноплан, было создано десятки или даже сотни всевозможных макетов, проектов и вариаций этого транспортного средства. Но, естественно, лишь единицы добрались до серийного производства, а потом отправились покорять море и воздух над ним. И из всех этих счастливчиков стоит выделить некоторые совершенно уникальные модели, которые точно останутся в истории.
«КМ»
Изначально экраноплан под названием «КМ» расшифровывался как «Корабль-макет», но вскоре в СССР и за рубежом транспортное средство стали называть «Каспийским монстром». И модель, разработанная в конструкторском бюро Р. Е. Алексеева, на самом деле заслужила это название, потому что на момент запуска в эксплуатацию в 1970 году это был самый тяжёлый в мире летательный аппарат. С размахом крыла в 37,6 метра его максимальная взлётная масса составляла 544 тонны, а максимальная скорость достигала 500 км/час при дальности полёта в 1 500 км. Вероятно, если бы через 15 лет с момента спуска на воду не утонул в результате ошибки пилота, он бы до сих пор был в строю и выполнял как минимум научные задачи.
А-90 «Орлёнок»
Вероятно, один из интереснейших экранопланов в истории — как минимум по той причине, что его эксплуатировали не для изучения конструкции, а как полноценный элемент авиации ВМФ. Данное транспортное средство могло развивать внушительную скорость до 500 км/час, при этом из-за высоты полёта в несколько метров заметить на радаре такое судно было невозможно. В 1982 году экраноплан даже принял участие в общевойсковых учениях — всего за минуту он высадил на берег две роты морской пехоты, а после за пару минут покинул зону досягаемости. Ничего подобного военные катеры того времени предложить не могли при всём желании. Последняя модель с индексом МДЭ-160 была списана лишь в 2006 году, то есть совсем недавно — теперь экраноплан является памятником в Москве.
903 «Лунь»
Единственный в истории экраноплан-ракетоносец, который, вероятно, мог бы изменить развитие военных технологий, если бы проект просуществовал немного дольше. Безусловно, модель обладала различного рода недостатками вроде проблем с манёврами, но основной бонус такой техники заключался в том, что «Лунь» мог подойти на дистанцию пуска ракет незамеченным для радаров противника, а потом незаметно скрыться из виду за очень короткий промежуток времени, потому что скорость хода в 500 км/час на тот момент в несколько раз превосходила возможности любых кораблей на планете.
Технический прогресс на стороне забытого транспорта
Во времена, когда советские учёные только начали строить первые экранопланы, решить определённые трудности с конструкцией не позволял уровень технического прогресса. Инженерам было очень сложно контролировать полёт транспорта на сверхмалых высотах, при этом нужно было создать лёгкий и достаточно прочный корпус, который бы выдерживал удары о поверхность воды на скорости 400-600 км/час в случае торможения. Использовать обычные металлы, которые задействованы в судостроительной сфере, было невозможно из-за слишком высокого веса, а более лёгкие аналоги боятся коррозии, вызванной морской водой.
Сейчас большинство этих проблем решить можно — современные системы навигации и стабилизации позволят контролировать полёт на сверхмалой высоте, а бояться за прочность корпуса не стоит, потому что есть невероятно лёгкие и прочные композитные материалы на любой вкус и цвет. Они не боятся коррозии, не сломаются в процессе торможения и в целом более надёжны, чем большинство металлов. И если инженерам удастся создать силовые установки, которые смогут запускать экраноплан в воздух с меньшим расходом топлива, то транспортное средство вполне сможет конкурировать с самолётами-амфибиями в каких-то специфических сценариях.
Впрочем, на самом деле про экранопланы никто не забыл — в России с 2017 года активно занимаются развитием в этом направлении, тестируют передовую модель на льду и не только, она выполняет поставленные задачи и постепенно получает апгрейд конструкции. И, что самое важное, российские учёные придумали, как сделать экранопланы более экономичными, чем сейчас. А именно это отделяет их от господства на земле и над водой — как только экраноплан станет выгоднее, чем корабль с самолётом, его сразу начнут использовать во всех сферах жизнедеятельности человека.
