В марте 2014 года новый российский экраноплан «Орион-20» прошёл вторую фазу испытаний на льду Онежского озера в Карелии. Экраноплан может перевозить 3 тонны грузов или 20 пассажиров. Если использовать его как пассажирский транспорт, цена билета будет сравнима с ценой одной поездки на автобусе. Уникальный аппарат впервые спускали на воду летом 2013 года. Теперь он продемонстрировал свои качества на льду и в воздухе. Благодаря особенностям конструкции экраноплан весом 13 тонн может скользить по льду, развивая скорость до 250 км/ч. Испытатели сделали вывод: машина к полётам готова. Рассмотрим возможности экранопланов и перспективы их производства в Карелии.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭКРАНОПЛАНОВ

Экраноплан — это судно на динамической воздушной подушке — транспортные средства, обладающее высокой скоростью, летящие в пределах действия аэродинамического экрана, то есть на сравнительно малой высоте (до нескольких метров) от поверхности воды, льда, снега или земли. При равных скорости и массе, площадь крыла экраноплана была существенно меньше, чем у самолётов. Согласно международной классификации (ИМО) данный тип техники относится к морским судам.

Экранопланы — это уникальные аппараты, которые могут эксплуатироваться на самых разнообразных маршрутах, в том числе и тех, которые являются недоступными для обычных судов. Вместе с более высокой мореходностью и гидроаэродинамическими качествами, чем у других высокоскоростных судов, экранопланы практически всегда обладают еще и амфибийными свойствами. Они способны передвигаться не только по водной поверхности, но и по твёрдой (лед, земля, снег), а также базироваться на ней. Таким образом, экранопланы сочетают в себе лучшие качества самолёта и судна.

Развитие судостроения было связано с решение достаточно острой проблемы по повышению максимальной скорости движения судов. При этом максимальная скорость водоизмещающих судов ограничена волновым сопротивлением и составляет порядка 25-30 км/ч для речных и 50-60 км/ч для морских судов. Применение для снижения волнового сопротивления подводных крыльев или глиссирования позволяет довести данные показатели до 100-120 км/ч. Однако из-за своей низкой мореходности глиссеры не получили широкого распространения на практике и сохранились в основном лишь в роли спортивных судов. В то же время различные суда на подводных крыльях получили гораздо большее распространение, а решающий вклад в их создание внес российский ученый и конструктор Ростислав Евгеньевич Алексеев (1916-1980). Усилиями данного конструктора в 1940-60-х годах XX века был создан советский морской и речной пассажирский флот на подводных крыльях, который сохраняет мировое лидерство в скоростном водном транспорте по сей день.

http://topwar.ru/uploads/posts/2012-11/1353109698_sm2.jpg

Экраноплан СМ-2

Ещё в 1940-е годы, работая над проектами торпедных катеров на подводных крыльях, Алексеев столкнулся с проблемой кавитации подводных крыльев – явлением, которое связано с кипением воды в зоне его разрежения, что резко снижает его гидродинамические характеристики, нарушает обтекание крыла, ограничивает экономически целесообразную скорость передвижения судна на подводных крыльях максималкой в 100 км/ч. Так удалось выяснить, что суда на подводных крыльях оказались бесперспективными в отношении работ по дальнейшему увеличению их скоростных характеристик.

Это открытие послужило одной из основных причин в судостроении для активизации работ по поиску нового принципа движения судов, который бы был свободен от отмеченных принципиальных недостатков — кавитационный и волновой барьеры. Устранить эти барьеры, одновременно избавившись и от волнообразования, и от кавитации удалось бы только, исключив контакт судна с поверхностью воды.

Работа над такими судами была начата в 1930-40-е годы XX века, когда возникли первые реальные предложения по созданию судов, использующих аэродинамические силы поддержания. Для создания таких судов, которые могли бы на равных конкурировать с уже существующими техническими решениями, понадобилось значительное количество времени и усилий. Такие суда впервые в мировой практике были представлены российскими высокоскоростными кораблями-экранопланами конструкции Алексеева — ударным экранопланом «Лунь» и десантным экранопланом «Орленок».

Однако путь до создания этих машин был достаточно длителен. Первые отечественные предложения по использованию аэродинамических сил вблизи экрана при движении скоростных судов Р. Е. Алексеев высказал в 1947 году, а в 1958 году он возглавил работы по созданию практических образцов экранопланов для нужд ВМФ СССР. На основе образованной конструктором научно-экспериментальной базы для развития скоростных судов уже к 1960 году была созданная первая аэрогидродинамическая компоновка экраноплана, получившая название «тандем» или «двухточка». Это было логическое воплощение в жизнь схемы судна на 2-х малопогруженных подводных крыльях.

http://topwar.ru/uploads/posts/2012-11/1353109786_sm5.jpg

Экраноплан СМ-5

В 1961 году по данной схеме была создана и построена первая самоходная модель экраноплана, получившая название СМ-1. 22 июля того же года во время испытаний был выполнен первый полет советского экраноплана. В первом испытательном полете машину пилотировал сам Р. Е. Алексеев, который являлся начальником ЦКБ по СПК и главным конструктором аппарата. К осени 1961 года техника пилотирования экраноплана была освоена им до такой степени, что он, будучи полностью уверенным в надежности аппарата, стал приглашать на демонстрационные полеты гостей из Москвы. Полеты первого советского экраноплана СМ-1 демонстрировались в частности Главкому ВМФ С. Г. Горшкову, секретарю ЦК КПСС Д. Ф. Устинову, Председателю Госкомсудостроения Б. Е. Бутоме. Демонстрации возможностей экраноплана оказались более чем убедительными. Высокие гости из столицы оценили новинку и выразили желание прокатиться на экраноплане, под личную ответственность Р. Е. Алексеева. Их желание было удовлетворено. В процессе проведения испытаний СМ-1 смог развить скорость порядка 200 км/ч.

В дальнейшем проводились работы по совершенствованию аэрогидродинамической компоновки аппарата. Новая самоходная модель — СМ-2 была готова в 1962 году. Для улучшения ее взлетно-посадочных характеристик впервые в мировой практике был использован поддув двигателями под несущее крыло. Идею поддува Алексеев выдвигал еще в конце 1959 года, но потребовалось провести целый комплекс экспериментов, прежде чем удалось разработать практические рекомендации по выбору принципиальной схемы поддува. Аэрогидродинамическая компоновка, реализованная на СМ-2, стала прообразом компоновки всех первых отечественных экранопланов.

По предложению Устинова, который уже был знаком с проектом, в начале мая 1962 года экраноплан СМ-2 был продемонстрирован лично Н. С. Хрущеву, а также другим членам советского правительства. Демонстрация была организована на водах Химкинского водохранилища под Москвой, неподалеку от дачи Хрущева. Из Горького экраноплан был доставлен в Подмосковье на вертолете-кране Ми-10К. Хотя во время выполнения показательных полетов СМ-2 так и не смог выйти на расчетные режимы, экраноплан сумел произвести на Хрущева достаточно благоприятное впечатление. Возможно, именно благодаря этому вскоре была принята госпрограмма, которая включала в себя создание новых экранопланов, а также создание боевых экранопланов для нужд ВМФ и других родов войск. Тогда же было принято решение о постройке полноразмерного экспериментального экраноплана получившего обозначение КМ.

http://topwar.ru/uploads/posts/2012-11/1353109659_sm6.jpg

Экраноплан СМ-6

В 1962 году был готов еще один экраноплан, который отличался от уже созданных, он получил обозначение СМ-3. Экраноплан был построен для проведения исследований аэродинамической компоновки с использованием крыла малого удлинения. На нем была реализована схема поддува под крыло: сопла, расположенные в носке крыла на его нижней поверхности создавали струйную завесу по всей передней кромке, в то время как сами двигатели были расположены в фюзеляже.

В 1963 году был готов еще один образец экспериментального экраноплана, получивший обозначение СМ-4. Он представлял собой дальнейшее развитие модели СМ-3 с двумя двигателями – маршевым и стартовым, а также с увеличенным до 3-х человек экипажем. За соплом первого двигателя была расположен газовый руль для управления экранопланом на малых скоростях. Регулируемая сопловая система стартового двигателя направляла газовые струи под крыло экраноплана.

В этом же 1963 году была закончена постройка масштабной копия гигантского экраноплана КМ под названием СМ-5, копия была выполнена в масштабе 1:4. В следующем 1964 году экраноплан СМ-5 потерпел катастрофу. Экраноплан разбился, попав в очень сильный встречный воздушный поток. Машину очень резко качнуло и приподняло. Пилоты экраноплана включили форсаж, пытаясь набрать высоту, но СМ-5 оторвался от экрана и потерял устойчивость, в результате данной катастрофы погиб экипаж. Данная авария стала первой катастрофой с экранопланами семейства «СМ».

После этого строительство новых экспериментальных экранопланов семейства СМ несколько замедлилось. Следующий экраноплан СМ-6, предназначавшийся для исследования проблем гидро- и аэродинамики, а также прочности был спроектирован и построен в 1972 году в Сормово в Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ СПК), которое возглавлял Р. Е. Алексеев. Данная машина была создана в том числе и для отработки технологических решений созданного позже на базе СМ-6 тяжелого десантно-транспортного экраноплана «Орленок». Силовая установка данного экраноплана включала в себя 3 двигателя: маршевый ТВД АИ-20, который был установлен на киле и 2-х подъемно-маршевых ТРД, которые предназначались для облегчения взлета.

http://topwar.ru/uploads/posts/2012-11/1353109806_sm8.jpg

Экраноплан СМ-8

Экспериментальный экраноплан СМ-6, так же как и «Орленок» был спроектирован по нормальной аэродинамической схеме лодочного низкоплана, обладающего Т-образным хвостовым оперением. Планер экраноплана был изготовлен и из стали и из алюминиевого сплава АМг61, в качестве антикоррозийной защиты использовалось спецпокрытие, а также электрохимический протектор. Фюзеляж экраноплана был балочно-стрингерной конструкции, днище было образовано системой реданов, а также 2-мя гидролыжами, к которым крепились носовая и основная опоры шасси.

До 1972 года был построен еще один экраноплан, получивший обозначение СМ-8. Он был изготовлен в 1967 году уже после катастрофы с СМ-5 и был вторым аналогом будущего экраноплана КМ, выполненным в масштабе 1:4. Данный экраноплан стал последним в линейке экспериментальных экранопланов семейства «СМ». Результаты работ над данными машинами позволили создать не просто теорию, но и разработать методику создания и проектирования новых образцов тяжелых гражданских и боевых экранопланов.

Испытания экраноплана СМ-8 шли параллельно с испытаниями самого большого в мире летательного аппарата КМ (корабля-макета), который по своей аббревиатуре получил на Западе неофициальное прозвище «Каспийский монстр». На экраноплане СМ-8 отрабатывалась методика испытаний КМ. Одновременно на СМ-8 и КМ совершали полеты ведущие летчики-испытатели, а также командир летно-испытательного отряда ЦКБ по СПК В.Ф.Логинов.

БУДУЩЕЕ ЭКРАНОПЛАНОВ В КАРЕЛИИ

Создание полноценного Центра экранопланостроения в Петрозаводске на базе экранопланостроительного объединения «ОРИОН», расположенного на территории бывшего судостроительного завода «Авангард» является перспективным проектом, потому что может повлечь за собой появление целого, выражаясь современным языком, кластера предприятий по научно-исследовательским и проектно-конструкторским разработкам,  производству, обслуживанию экранопланов, а также производству вспомогательных материалов, в том числе использующихся в других отраслях. В свою очередь университет мог бы стать поставщиком кадров для такого кластера, и могла бы появится новая научная школа.

Главный конструктор экраноплана «Орион-20» Юрий Варакозов так сказал о планах предприятия: 

Пограничная служба ФСБ России предусматривает закупку скоростных судов-экранопланов различных проектов. Заинтересованность в наших транспортных средствах проявляют МЧС России, Роскосмос, Республика Саха (Якутия), Ямало-Ненецкий автономный округ, а также ряд зарубежных партнеров. В августе 2013 года прошли первые успешные испытания экраноплана «Орион», способного взять на борт три тонны груза и 20 пассажиров.

(http://karelinform.ru/news/society/40962/ocenil_ekranoplani#ixzz38Cfa3hDl)

http://www.sciteclibrary.ru/ris-stat/6015/image38250.jpg

ИСТОЧНИКИ:

http://rufor.org/showthread.php?t=12419

http://smartnews.ru/regions/petrozavodsk/16660.html#ixzz38ChGojdh