Гидроплан или экраноплан?

С момента создания экраноплана началось его своеобразное "противостояние" с гидропланом. Известно, что в этой области наша страна в свое время была законодателем и имела значительные успехи, признанные во всем мире. Но с течением времени, в силу ряда обстоятельств, эта тема потеряла актуальность и в настоящее время, на основе былых достижений и с учетом современных особенностей, предпринимаются усилия для реализации идеи практического применения экранопланов. В связи с этим, в журнале "Авиапанорама" №5-6 – 2010 опубликована статья "Гидроплан или экраноплан – что выгоднее?", в которой автор Николай Якубович сравнивает эти летательные аппараты и высказывает свое мнение о возможности их практического применения.

 

Как сказано в журнале, в октябре 2010 г. Правительству РФ должна была быть представлена концепция создания экранопланов нового поколения. Согласно проекту документа в ближайшие пять лет предусматривалось производство аппаратов водоизмещением 50, 100 и 600 т, а до 2020 г.перейти к строительству экранопланов водоизмещением до 3000 т. Базовая разработка должна была стать основой для производства военных и гражданских экранопланов. Это сложная задача, требующая в первом случае любым путем одержать победу в бою, а во втором – обеспечить достаточно высокую прибыль, без которой компания-эксплуатант не может существовать. Ниже публикуются основные положения статьи.

В этой ситуации настораживает, что участники развернувшейся в СМИ дискуссии не до конца представляют себе, что такое экраноплан. Поэтому уместно сначала пояснить, что эффект близости земли (экранный эффект) заключается в снижении индуктивной составляющей лобового сопротивления крыла, что эквивалентно увеличению его удлинения. При этом коэффициент подъемной силы несущей поверхности не меняется. Увеличение подъемной силы крыла происходит лишь за счет динамической воздушной подушки, и эта составляющая не входит в аэродинамическую силу, и эффект близости земли здесь не причем. Движение крылатого летательного аппарата вблизи поверхности раздела двух сред сопровождается не только снижением потребной мощности (тяги) силовой установки (благодаря повышению крейсерского значения аэродинамического качества), но и серьезными изменениями его запасов продольной устойчивости и управляемости.

 

Пытаясь решить эту задачу за рубежом (А.Липпиш) и в СССР (Р.Алексеев) делалась ставка на классическую схему аппарата, аналогичную самолетной. При этом они вынуждены были существенно увеличить площадь и вес горизонтального оперения, вынося его подальше от экрана. Да, эти аппараты демонстрируют хорошие летные данные и могут успешно решать военные задачи на море, но их аэродинамическое качество и весовая отдача оставляют желать лучшего.

Сравнение «Орленка» с самым тяжелым современным реактивным самолетом-амфибией А-40 взлетным весом 90 т (размеры лодки и грузоподъемность машины в существующем виде позволяют перевозить в пассажирском варианте до 105 человек на расстояние около 3600 км) показывают, что провозная способность экраноплана как минимум в два раза ниже, чем у самолета-амфибии. Максимальное значение аэродинамического качества амфибии достигает 16 (в перспективе – до 17) и мало отличается (вопреки прогнозам) от аналогичного параметра «Орленка». При этом самолет-амфибия может эксплуатироваться при волнении моря до 5–6 баллов (высота волны 2,2 м). Крейсерская скорость 710–800 км/ч, что почти в два раза выше, чем у экраноплана.

 

Весовая отдача А-40 по полезной нагрузке выше, поскольку его делали авиационные специалисты, использовавшие самые передовые технологии и конструкционные материалы. У «Орленка» тяжелее силовая установка. Только относительный вес сухих двигателей у «Орленка» составляет 7,34 % от взлетного веса (у А-40 – 6,29 %). Разница в один процент – свыше тонны. Оценка весовой отдачи «Орлёнка» по полезной нагрузке, включающей экипаж, топливо и перевозимые грузы, показывает, что она не превышает 27 %. Для транспортного аппарата маловато. Например, у Ан-225 «Мрия» она составляет 42 %. Выходит, преимуществ у пассажирского варианта «Орленка» по сравнению с самолетом-амфибией нет. А ведь еще не заходила речь о безопасности полета на сверхмалой высоте вдоль традиционных маршрутов водоизмещающих судов, которой, судя по всему, особого внимания пока не уделялось.

Поэтому, несмотря на успехи, достигнутые в Советском Союзе по созданию экранопланов военного назначения, ни один из них (в транспортном варианте) в силу ряда конструктивных особенностей пока не способен конкурировать с самолетами. Но это не означает, что работы для экранопланов нет. Например, очень актуально создание экраноплана-парома для работы на линии «Калининград – Санкт-Петербург». Очень удобно. Не нужны аэропорты, достаточно портовых сооружений.

 

Создание аппаратов водоизмещением 3000 т – далекая перспектива, и пока уместнее рассматривать уже имеющиеся машины, решающие одинаковые задачи, например, легкие аппараты типа «Волга», «Акваглайд-5» и «Иволга» (см. «Авиапанорама», №5-2005) и способные на местных линиях составить конкуренцию гидросамолетам такой же весовой категории. В частности, интерес представляет сравнение двухдвигательных самолета-амфибии Бе-103 и ЭП-7 «Иволга».

Бе-103. Двухдвигательный шестиместный (включая пилота) самолет-амфибия Бе-103 создан в 1997 г. Его особенностями являются убирающееся шасси и низкорасположенное водоизмещающее крыло как на экранопланах Р.Е. Алексеева (КМ, «Орленок» и «Спасатель»), но с наплывом. На малой высоте вблизи поверхности раздела двух сред (земля или вода) при разбеге и посадке под таким крылом образуется динамическая воздушная подушка, существенно улучшающая взлетно-посадочные характеристики. Правда, о возможности совершать полеты вблизи водной поверхности не сообщалось. Два поршневых двигателя американской компании «Теледайн континентал моторз» (Teledyne Continental Motors) размещены на пилонах на фюзеляже так, что несущая поверхность экранирует тянущие воздушные винты от попадания на них воды на режимах взлета и посадки.

 

Подобное расположение силовой установки существенно улучшает комфорт пассажирам. Самолет полностью укомплектован пилотажно-навигационным оборудованием. По желанию заказчика, машина может быть оснащена метеорологической РЛС, что делает ее всепогодной. Серийный выпуск Бе-103 освоен на КнААПО. После устранения выявленных недостатков самолет выполнил несколько дальних перелетов, включая перелет из Комсомольска-на-Амуре в Санкт-Петербург протяженностью свыше 8500 км, продемонстрировав тем самым высокую надежность. Бе-103, кроме Российской Федерации, сертифицирован в Бразилии, Европейским агентством EASA, в Китае и США. Самолет может использоваться в грузовом, административном, санитарном (один лежачий больной, один–два сидячих, один медработник), патрульном (экипаж – два человека), экологическом вариантах. Переоборудование самолета из пассажирского варианта в транспортный и санитарный может осуществляться силами эксплуатирующей организации, в другие варианты – в заводских условиях.

«Иволга» ЭП-7. В отличие от аппаратов, созданных в Нижнем Новгороде под руководством Р.Е. Алексеева, экраноплан ЭП-7, созданный на ЗАО «Старт-Трек», выполнен по классической самолетной схеме с составным крылом. Эта схема досконально исследована в Сибирском научно-исследовательском институте авиации (СибНИА им. С.А. Чаплыгина) и, по мнению многих специалистов, является наиболее приемлемой для экранопланов. На центроплане малого водоизмещения расположены водоизмещающие поплавки и воздушные винты в кольцевых каналах, создающих не только силу тяги, но и за счет поддува воздушную подушку под крылом.

 

К центроплану прикреплены складывающиеся на стоянке консоли большого удлинения с элеронами на концах. Воздушные винты заключены в кольцевые каналы, что способствует как повышению их тяги, так и защищает их от попадания водяных брызг и посторонних предметов. При практически одинаковой мощности двигателей ЭП-7 и взлетном весе большем на 550 кг перевозит вдвое больше пассажиров, но с заметно меньшей скоростью. При этом дальность полета выше на 80 км по сравнению с Бе-103. Но у экраноплана, способного летать на большой высоте и вдали от водной поверхности, нет колесного шасси, что не позволяет его эксплуатировать с грунтовых площадок. Что касается стоимости его изготовления, то она почти в полтора раза ниже, чем у Бе-103. Причин тому немало

 

Например: цельнометаллическая конструкция Бе-103, его более сложное и дорогое оборудование, а также использование авиационных двигателей. «Иволга» выдержала испытания, в том числе на озере Байкал. Экраноплан может летать в широком диапазоне высот и использоваться для перевозки пассажиров и мелких грузов, для связи и оказания срочной медицинской помощи в удаленных районах страны. В ЗАО «Старт-Трек» разработаны и более крупные экранопланы, способные решать разнообразные задачи по обслуживанию населения, особенно в удаленных от центра регионах.