Морские монстры. Обзор экранопланов
Подбитый «Спитфайр» тяжело тянул над водами Ла-Манша на Запад, и казалось, что у поврежденной машины и ее пилота нет ни единого шанса добраться до берегов Британии. Когда он совсем потерял высоту и уже летел, едва не цепляясь плоскостями крыльев за гребни волн, пилот внезапно почувствовал, что полет стабилизировался. Будто мягкая невидимая рука приподняла самолет…
Именно так в художественной литературе описываются случайные встречи людей с экранным эффектом. То есть с увеличением подъемной силы крыла и изменением аэродинамических характеристик летательного аппарата при полёте вблизи экранирующей поверхности (воды, земли и пр.), набегающий поток воздуха образует «воздушную подушку», что создаёт подъёмную силу не только за счёт уменьшения давления над верхней плоскостью крыла(как у обычных самолётов), а за счёт повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на предельно малых высотах (меньше аэродинамической хорды крыла). Скачок давления должен дойти до поверхности, отразиться и успеть дойти до крыла. Отсюда важный вывод: чем больше плоскость крыла, меньше скорость полёта и ниже высота — тем сильнее экранный эффект. Теперь ненадолго оставим аэродинамику и обратимся к истории.
К 60-м годам ХХ века военная техника достигла такого уровня, что две развитые страны могли уничтожить друг друга за считанные часы. В таких условиях на первый план стали выходить не столько технические характеристики «быстрее, выше, сильнее», сколько стоимость оружия. В развитии морских систем Советский Союз, как обычно, пошел своим путем, и в результате появился целый отдельный вид техники под названием «экранопланы», и здесь СССР достиг, прямо скажем, впечатляющих успехов.
Самый грузоподъемный и дешевый вид транспорта - водный (морской, речной). Авиационный транспорт не сравним с водным транспортом по энергозатратам. По этим критериям лучший транспортный самолет смотрится летающим конфузом на фоне старого деревянного баркаса. У баркаса вес перевозимого груза может быть в 5 раз больше его веса, а очень хороший самолет (вместе с топливом) весит в два-три раза больше, чем перевозимый груз. Хуже авиационного транспорта только ракетно-космический, где вес полезной нагрузки в 1% от стартового веса может считаться великолепным результатом.
Так вот, экраноплан, как тогда казалось, гармонично сочетал в себе грузоподъемность, экономичность морских судов и огромные скорости летательных аппаратов. Я не люблю работать с гипотетическими вещами, также как не люблю притягивание фактов «за уши». Поэтому давайте обратимся к реально существовавшим конструкциям и постараемся выяснить сильные и слабые стороны экранопланов.
«Каспийский Монстр»
Гигантский экраноплан КМ-1, детище КБ Ростислава Алексеева. Масса пустого – 240 тонн., максимальная взлетная масса – 544 тонны (!). Единственный самолет, побивший этот рекорд, - Ан-225 «Мечта». Крейсерская скорость – до 500 км/ч. Потрясающе!
Но так ли все просто? За счет чего были достигнуты эти великолепные характеристики? Давайте посмотрим на фотографию: первое, что бросается в глаза – 10 (десять!) реактивных двигателей ВД-7, тягой по 130 кН каждый. Много это или мало?
Вот, например, ровесник «Каспийского Монстра», пассажирский Ту-154Б. «Туполев» оснащен тремя турбовентиляторными двигателями НК-8 с тягой 100 кН во взлетном режиме. Максимальная взлетная масса Ту-154Б - 100 тонн. В итоге простая пропорция:
КМ – максимальная взлетная масса 544 тонны, суммарная тяга 10 двигателей – 1300 кН.
Ту-154Б – максимальная взлетная масса 100 тонн, суммарная тяга 3-х двигателей – 300 кН.
А где же экономичность, как у морского судна, о которой мы сегодня так много говорили? А ее нет! И ответ очень прост: ей неоткуда взяться. Ту-154 летит на высоте в разреженных слоях атмосферы, а КМ вынужден прорываться сквозь плотный воздух у самой воды. У «Туполева» чистые линии, гладкий и обтекаемый фюзеляж, узкие стреловидные крылья – сравните это с монструозным обликом КМ, чего только стоят 8 двигателей, установленных на крыльях! Чудовищное сопротивление воздуха нивелирует все достоинства от экранного эффекта.
Еще одна незаметная причина, из-за которой страдает эффективность экранопланов – низкая скорость. Как мы уже выяснили, двигатели экраноплана и самолета потребляют примерно одинаковое кол-во топлива на единицу времени в крейсерском режиме. Но самолет благодаря большей скорости проходит за это время гораздо большее расстояние!
Да, 10 двигателей КМ якобы нужны только во взлетном режиме, при выходе на крейсерский режим часть двигателей отключается. Но тогда вопрос: сколько же длится этот «взлетный режим»? Ответом станут события 1980 года - попытка уменьшить тягу в результате привела к катастрофе и гибели «Каспийского монстра».
«Лунь»
Экраноплан-ракетоносец «Лунь», гордость советского ВПК, притча во языцех. Масса пустого – 243 тонны. Максимальная взлетная - 388 тонн. Скорость – 500 км/ч. Впечатляет.
«Лунь» был построен в двух экземплярах и информации по нему намного больше, чем по его предшественнику. Поэтому давайте остановимся на нем подробнее.
Вновь смотрим на красивые фотографии. На этот раз экраноплан оснащен 8 реактивными двигателями НК-87 с тягой 130 кН. Может быть, это какие-то особые эффективные двигатели с минимальным расходом топлива?
Нет. НК-87 – модификация турбореактивного двухконтурного двигателя НК-86 для широкофюзеляжного лайнера Ил-86. Удельный расход топлива для НК-86 составляет 0,74 кг/кгс•час во взлетном режиме. Аналогичный показатель у НК-87 составляет 0,53 кг/кгс•час.
Вот она, экономия, обрадовано скажете вы. Увы, нет. Ил-86 использует 4 двигателя, тогда как «Лунь» - 8. Причем максимальная взлетная масса Ил-86 - 215 тонн, что всего в полтора раза меньше, чем у экраноплана.
Ил - пассажирский самолет на 350 мест, а «Лунь» или «Каспийский монстр» - все-таки грузовые транспортные средства. Хорошо, давайте сравним «Лунь» с известным транспортным самолетом, не побоюсь сказать, лучшим в мире самолетом своего класса – Ан-124 «Руслан». При максимальной взлетной массе в 400 тонн до 150 тонн может приходиться на ПОЛЕЗНУЮ НАГРУЗКУ. Экраноплан, увы, таким показателем похвастаться не может – полезная нагрузка «Луня» не более 100 тонн.
Дальность полета «Руслана» с грузом 150 т – 3000 км, а с 40 тоннами Ан-124 улетит на 11 000 км! Что предлагает нам «Лунь»? 2 000 км, причем нагрузка ни в одном источнике не указана. Возможно, что и пустой.
А теперь давайте перечислим очевидные недостатки экранопланов:
Во-первых, скорость. Крейсерская скорость экранопланов – 400…500 км/ч, что в два с лишним раза меньше, чем у обычных реактивных самолетов.
С другой строны, 500 км/ч - это значительно выше, чем у морских судов. Но, опять же, тут не все просто. Обычный сухогруз или танкер делает в среднем 20 узлов с грузом. Каждый час, днем и ночью, в шторм и туман, без заправок и перерывов. Экономичность даже не стоит сравнивать – корабельный дизель на порядок экономичнее реактивного двигателя по удельному расходу топлива, а уж с учетом разницы в стоимости солярки и качественного авиационного керосина…
И снова про экономичность - конструкция экраноплана в два раза тяжелее самолета аналогичных размеров. Да, при их постройке вместо авиационных технологий иногда применяются корабельные, но эту разницу с лиховой перекрывает стоимость 8 силовых установок и грандиозные размеры корабля-самолета. Я уже не говорю про стоимость обслуживания: 8 двигателей - это не шутка.
В-вторых, очень важное качество, универсальность. Как мы помним, экраноплан способен лететь только над почти идеально гладкой поверхностью. Да, он может с усилием перелететь невысокую преграду (не выше пары сотен метров)…но, как ни крути, районы его применения ограничены морскими районами, крупными озерами и, возможно, тундрой и пустыней. Первая же лесополоса или линия ЛЭП станет для экраноплана последней. В отличие от экранопланов, для самолетов рельеф под крылом не имеет значения: куда надо – туда летим.
Более того, экранопланы имеют очень плохую маневренность. Экспериментальный экраноплан КБ Бериева - 14М1П (макс. взлетная масса 50 тонн) всякий раз при смене курса приходилось останавливать, глушить двигатели и поворачивать буксиром в нужную сторону. Хотя по расчетам он должен был делать это сам.
В-третьих, для экраноплана действительно нет применения. Если требуется срочная доставка людей и грузов – выгоднее использовать самолет. Если необходимо доставить крупную партию груза через океан – любой заказчик выберет корабль, т.к. лучше подождать пару недель, но сэкономить миллионы.
Собственно, «Лунь» существовал в 2 –х вариантах: ракетоносец с 6 ПКР «Москит» и «Спасатель». Про ракетоносец даже не буду говорить – он представлял опасность только для собственного экипажа (высота полета в несколько метров не дает пилотам права на ошибку). Тем более Ту-22М был куда более мощным носителем «Москитов»...
«Спасатель» - звучит отлично. Ночь, кораблекрушение – и вдруг из темноты выскакивает экраноплан, подбирает пострадавших, на борту развернут мобильный госпиталь МЧС…и вот все спасены! Однако это не имеет никакого отношения к реальности: уже через час место кораблекрушения будет представлять из себя людей в надувных жилетах, разбросанных в радиусе нескольких километров. Как планировали осуществлять их поиск с экраноплана, летящего со скоростью 500 км/ч в нескольких метрах от воды, осталось загадкой. В любом случае маленькая дальность полета позволяла «Спасателю» работать только в прибрежных районах. И, скажите пожалуйста, чем экраноплан тогда отличается от обычного гидросамолета, той же амфибии Бе-200? Мореходностью? Но это миф, шторм одинаково пагубно влияет на применение обоих средств.
Использовать экраноплан для высадки десанта? Для высадки на заморские территории подходит только «Мистраль» - у экранопланов совершенно недостаточная дальность и грузоподъемность. Высаживать с экраноплана десант в Грузии? Но это очень долгий путь, гораздо ближе самолетами через Мадагаскар.
Учитывая все вышесказанное, становится понятным быстрое угасание интереса советского руководства к теме экранопланов, за 30 лет было выпущено всего 3 подобных "монстра". Крутой гибрид корабля и самолета на деле оказался плохим самолетом и плохим кораблем.
Уважаемые читатели, вы можете сделать свои выводы из приведенных фактов и по-своему интерпретировать мою статью. Несомненным остается одно – покупатели уже проголосовали кошельком – в экранопланах-монстрах не заинтересована ни одна армия в мире, впрочем, как и коммерческие структуры. Все применение экранопланов сейчас ограничивается легкими летающими аттракционами для увеселения публики.
Информация