Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 6 (74) за 2024 г.

Сергей Лапин, Сергей Филатов

История создания, применения и перспективы развития

Практическая разработка технологий на основе физического принципа «экрана» привела к созданию гибридов самолета и корабля, уникальных аппаратов — экранопланов, способных двигаться как по воде, так и в воздухе. Нововведение имело закономерный результат: началось применение новых машин для военных и гражданских нужд.

В 1920‑х годах был открыт физический эффект экрана — явление, которому суждено было изменить представления о движении. Эффект экрана заключается в нарастании подъемной силы летательного аппарата посредством экранирующей способности ровных поверхностей: воды, земли, льда. Набегающий поток воздуха создает подушку за счет повышенного давления под несущей плоскостью, аэродинамическая хорда которой должна быть меньше высоты движения. Проще говоря, экран представляет собой воздушную подушку без гибких ограждений и нагнетателей. Это важное открытие сделало возможным создание аппаратов, скользящих над поверхностью с «самолетными» скоростями при заметной экономии топлива, по сравнению с самолетами.
В СССР с 1920‑х годов работы по изучению влияния поверхности земли на характеристики крыла и летательного аппарата в целом проводились в Центральном аэрогидродинамическом институте им. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). Публикации по околоэкранной аэродинамике открыла работа начальника аэродинамического отдела ЦАГИ Б. Н. Юрьева «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». Проведенные исследования показали, что вблизи земли подъемная сила, сопротивление и моментные характеристики крыла зависят от высоты полета, причем при приближении к земле возрастает аэродинамическое качество, главным образом за счет увеличения подъемной силы.
Применить теорию экранного эффекта на практике пытались в 30‑е годы прошлого века. Однако все эти опыты выявили отсутствие нужной технической базы (не существовало достаточно прочных и легких конструкционных материалов), и работы были остановлены.


В конце 1950‑х годов работы по созданию новой техники возо­бновились. Инициатива создания скоростных транспортных средств, использующих аэродинамические силы на крыльевых элементах, движущихся вблизи поверхности воды, принадлежит Р. Е. Алексееву.
В 1960 году его конструкторское бюро по судам на подводных крыльях (КБ по СПК) начало работы по исследованию эффекта экрана, приведшие к созданию первого в мире экраноплана. Чтобы изучить вопросы возможностей и перспективы использования экранопланов в интересах народного хозяйства и Военно-Морского Флота (ВМФ) страны, создания специализированного экспериментального оборудования, методов проведения исследовательских работ и обеспечения упреждающего научно-технического задела по тематике, был выполнен ряд научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок (НИОКР).
22 июля 1961 года состоялся первый полет экспериментального образца экраноплана СМ‑1, который стал лабораторией по отработке техники пилотажа, сбору эксплуатационной статистики и исследованию конструкционных материалов. Этот трехместный аппарат массой 2830 кг был снабжен турбореактивным двигателем, обеспечивавшим скорость до 270 км/ч на высоте 0,5 м над водной поверхностью. Экраноплан пилотировал сам Р. Е. Алексеев. Полет проводился на испытательной станции на Каспии.
В последующие годы были построены более совершенные самоходные модели СМ. Одной из новинок стал стартовый турбореактивный двигатель, выхлопные газы которого подавались на взлете под крылья экраноплана, что позволило увеличить подъемную силу при малой скорости. Для испытания экранопланов при Центральном конструкторском бюро по судам на подводных крыльях (ЦКБ по СПК) была создана летно-испытательная служба, куда направлялись профессиональные летчики-испытатели.
Для координации работ по созданию многорежимных скоростных аппаратов в 1966 г. был создан Междуведомственный совет по экранопланам, председателем которого был назначен министр судостроительной промышленности Б. Е. Бутома, а его заместителем — министр авиационной промышленности В. П. Дементьев. Решением Военно-промышленной комиссии при ЦК КПСС и Совете Министров СССР работы по созданию экранопланов были возложены на Минсудпром. Главнокомандующий ВМФ С. Г.  Горшков поддерживал создание экранопланов и считал «летающий флот» перспективным направлением.
В марте 1966 годах на «Красном Сормове» (г. Горький, ныне г. Н. Новгород) под руководством генерального конструктора Р. Е. Алексеева и ведущего конструктора В. П.  Ефимова был спущен на воду экраноплан «корабль-макет» (КМ).


Длина корабля достигала почти 100 метров, размах крыла — более 37 метров, взлетная масса — 544 тонны. До выпуска самолета-гиганта Ан‑225 «Мрия» КМ оставался самым крупным летательным аппаратом тяжелее воздуха. На носовых пилонах размещались 8 стартовых турбореактивных двигателей типа ВК‑7Б с тягой по 11 тонн каждый, а на киле — два маршевых типа ВК‑7КМ. Корпус делился на 10 водонепроницаемых отсеков и имел три палубы.
18 октября 1966 года экраноплан совершил свой первый 50‑минутный полет, в котором участвовал и Р. Е. Алексеев
КМ использовался для различных испытаний до 15 октября 1980 года, когда из-за ошибки пилота экраноплан разбился (экипажу удалось спастись).
В развитии проекта кораблей серии КМ ЦКБ по СПК разработало и построило десантный экраноплан серии «С», получивший название «Орленок». Машина была несколько меньше КМ, а ее корпус выполнялся из алюминий-магниевого сплава. «Орленок» был способен осуществлять переброску 200 морских пехотинцев со всем снаряжением на расстояние до 1500 км со скоростью до 400 км/ч с возможностью взлета при высоте волн до двух метров. Погрузка и выгрузка осуществлялись через откидывающуюся вправо носовую часть. Для самообороны машина несла спаренную установку пулемета НСВТ «Утес» (калибра 12,7 мм) или КПВ (калибра 14,5 мм).
В середине 1970‑х годов было построено четыре десантных амфибийных экраноплана «Орленок» взлетной массой 125 тонн с массой полезной нагрузки 20 тонн. Оригинальность, красота и техническое совершенство «Орленка» удивили корабелов ведущих морских держав. Три серийных экраноплана были приняты на вооружение и несли службу в составе ВМФ на Каспии. В 1982 году дивизион десантных кораблей-экранопланов военно-морских сил СССР «Орленок» участвовал в учениях на Каспийском море и продемонстрировал беспрецедентную оперативность и скрытность, доставив десант морской пехоты из г. Баку в г. Красноводск всего за несколько часов.
В 1984 году министр обороны маршал С. Л. Соколов закрыл программу строительства экранопланов, направив высвободившиеся деньги на строительство атомных подводных лодок. Но даже это не остановило процесс создания одного из самых уникальных военных транспортных средств в мире — экраноплана «Лунь».
Создание десантного экраноплана не раскрывало всех возможностей корабля данного типа, поэтому военные заказчики желали получить ударную модификацию машины, способную нести ракетные пусковые установки (ПУ).
Строительство головного корабля «Лунь» началось в 1983 году на опытном заводе «Волга» (г. Горький, ныне г. Н. Новгород), а летом 1986 года его спустили на воду и отбуксировали для достройки и испытаний в город Каспийск (Республика Дагестан).
После серии испытаний и опытной эксплуатации в 1991 году корабль вошел в состав 236‑го дивизиона кораблей-экранопланов Каспийской флотилии. Длина корабля составляла 73 м, машина имела мощное хвостовое оперение с рулями. В отличие от предыдущих типов экранопланов, «Лунь» получил мощное вооружение. На «спине» располагались три спаренных пусковых установки противокорабельных ракет 3М‑80 «Москит», и по сей день считающихся одними из самых эффективных противокорабельных ракет. Дальность стрельбы составляла от 10 до 120 км по маловысотной траектории или 250 км при высотном профиле полета. Боеголовка была оснащена 150 кг взрывчатого вещества, что позволяло поражать корабли водоизмещением до 20 тысяч тонн.
Для самообороны, в том числе и от воздушного противника, служили две артиллерийские установки УКУ‑9К‑502-II со спаренными 23‑мм двухствольными авиационными пушками ГШ‑23 с радиолокационным прицелом «Криптон». Аналогичные установки использовались на самолетах Ил‑76М/МД и Ту‑95МС.


Скорость в 500 км/ч позволяла на тот момент атаковать любые корабли противника и успешно бороться с ударными авианосными его группировками, почти гарантированно уходя из-под ответного удара. Экранопланы «Лунь» на десятилетия опередили разработки других стран в этом направлении. Намечалось строительство восьми экранопланов типа «Лунь», однако эти планы реализовать не удалось.
Из-за распада СССР все проекты по созданию экранопланов для ВМФ были свернуты. Однако в ЦКБ по СПК в инициативном порядке и по заказу силовых ведомств продолжались научно-исследовательские работы по обоснованию облика экранопланов будущего. Кроме того, ЦКБ по СПК выполняло небольшие частные заказы по разработке экранопланов коммерческого назначения.
В связи с закрытием программы строительства военных экранопланов Р. Е. Алексеев предложил гражданские конверсии экранопланов и даже экранолеты, способные переходить в «нормальный» самолетный режим с отрывом от аэродинамической подушки. Эти работы послужили основой для целого поколения машин, разрабатываемых и создаваемых по сей день: винтомоторного аппарата «Волга‑2» 1986 года, его продолжения — экраноплана «Иволга» 1998 года и эстетичного «Акваглайда‑2» современной разработки. Все эти машины относятся к классу малых кораблей, перевозят 10–16 пассажиров и отличаются чрезвычайной экономичностью.
Несколько работ с середины 1990- х годов проводилось по контрактам с научно-исследовательскими центрами Китая и Республики Корея. Их результаты использованы заказчиками при создании опытных экранопланов и демонстраторов.
Неоднократная реорганизация нижегородского филиала с изменением подчиненности, проводившаяся с середины 1990‑х годов, привела к его банкротству и ликвидации в начале 2003 г.
Аналогичные работы в СССР велись и другими конструкторскими бюро. Так, в Опытно-конструкторском бюро (ОКБ) имени Г. М. Бериева был создан проект сверхтяжелого транспортного самолета-амфибии. Самый крупный из проектируемых самолетов такого типа Бе‑2500 «Нептун» задумывался как экранолет. Способность использовать эффект экрана делает его универсальной транспортной машиной, не требующей сложного аэродромного оборудования — аппарат способен приводняться у любого берега и действовать с привязкой к инфраструктуре уже имеющихся портов.
В 80‑е годы советский конструктор Щукин Л. Н. создал проект дисковидного безаэродромного аппарата на экранном принципе, получивший название ЭКИП (сокр. от «экология» и «прогресс»). Разработка полностью соответствовала своему громкому имени. Дисковидный фюзеляж машины выполняет функции летающего крыла (а потому чрезвычайно вместителен при сравнительно небольших размерах), а уникальная система управления граничным слоем (обтекание воздухом фюзеляжа) уменьшает сопротивление среды и экономит топливо. Двигатели аппарата работают на водно-эмульсионном топливе — смеси низкооктанового бензина, специального эмульгатора и воды (от 10 до 58 %), что дает уникальную экономию и экологичность. Скорость машины варьируется от 100 км/ч до 700 км/ч при высотах полета от 3 м до 11 000 м.
К 1993 году на базе Саратовского авиационного завода шло строительство двух действующих образцов. Однако, несмотря на официальную поддержку проекта правительством, финансирование было прекращено.
В Федеральной целевой программе (ФЦП) Российской Федерации «Развитие гражданской морской техники на 2009–2016 годы» прописана разработка концептуальных проектов высокоскоростных судов и судов-экранопланов. В рамках этой ФЦП с 2009 года Департаментом судостроительной промышленности и морской техники проведено 11 НИР и НИОКР по экранопланной тематике.
Ряд предприятий промышленности и научных центров в инициативном порядке ведут проектные работы по созданию экранопланов. Одним из перспективных проектов экранопланов является разработанный инженерами Центра технологических проектов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) беспилотый экраноплан, оснащенный солнечными батареями, «Шторм‑600». В его конструкции использована аэродинамическая схема «летающее крыло», подъемная сила при этом создается всем фюзеляжем. В применении к лодке такая схема оказалась особенно удобной: ее боковые поплавки не только придают устойчивость, но и предотвращают срыв воздушного потока на кромках судна-крыла. Это ведет к повышению плотности потока воздуха под корпусом, что усиливает экранный эффект и увеличивает подъемную силу, особенно на малых скоростях. Немаловажным плюсом «летающего крыла» экраноплана оказалась большая площадь поверхности, на которой можно разместить панели солнечных батарей.


Основные заявленные характеристики: снаряженная масса от 200 до 600 кг, максимальная скорость до 100 узлов, дальность хода до 750 миль.
На форуме «Армия‑2020» был представлен экспериментальный образец экраноплана «Шторм‑600», который автономно проработал на море около семи дней и подтвердил заявленные характеристики.
Российское КБ «Валькирия», которое производит разведывательно-ударные беспилотные летательные аппараты (БЛА), приступило к разработке универсального беспилотного экраноплана на воздушной подушке, развивающего скорость до 150 км/ч, способном доставлять к линии фронта продовольствие и боеприпасы, а также оперативно эвакуировать раненых бойцов. Его применение в условиях островных проливных морских зон и в Арктике позволит решать ряд транспортных и боевых задач, выполнение которых сегодня существенно затруднено или требует значительных временных и материальных ресурсов.
В июле 2017‑го вице-президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) по военному кораблестроению И. Б. Пономарев сообщил
о готовности отечественной промышленности начать разработку экраноплана для ВМФ.
К 2027 году ВМФ России должны получить опытный образец экраноплана «Орлан». Отличительной особенностью летательного аппарата станет возможность размещения на нем современного ракетного вооружения — комплексов с перспективными гиперзвуковыми ракетами.
Основное конструкторское решение будущего экраноплана — это унификация специализированных однотипных грузовых помещений внутри центроплана, а также модульность надстроек систем вооружения, систем связи, систем обороны и бортовых РЛС.
Экраноплан унаследовал от кораблей большую грузоподъемность, вместимость и комфортабельность, а от самолетов — скорость и дальность. В военном варианте в таких летательных аппаратах могут размещаться военная техника и военнослужащие, в гражданском — стандартные контейнеры и иные грузы. При угрозе военного противостояния как боевые, так и транспортные экранопланы (с техникой и военнослужащими), вооруженные крылатыми ракетами и комплексами ПВО, можно менее чем за сутки перебросить к любой точке наших морских границ на направление главного удара вероятного противника.


Для труднодоступных территорий нашей страны экранопланы могут обеспечить доступность прибрежных населенных пунктов, расширив использование водного транспорта в межсезонье и при организации транспортных линий в зимний период. Это особенно актуально для Северного морского пути — кратчайшего маршрута между европейскими и дальневосточными портами. Вопрос использования экранопланов в условиях низких температур был отработан при создании и эксплуатации экранопланов для ВМФ. На экранопланах, как правило, стартовые двигатели расположены в носовой части, и струи горячих газов обдувают корпус (фюзеляж) экраноплана, что предотвращает обледенение.
Большое значение для обороны страны в северных широтах имеют транспортные возможности экранолетов и экранопланов, их очевидные преимущества перед существующими морскими, наземными и традиционными воздушными транспортными средствами, требующими прокладки дорог, наличие аэродромной сети, проводки во льдах, значительные затраты людских, материальных и временных ресурсов. Так, например, применение рассматриваемых образцов техники позволяет менее чем за сутки перебросить личный состав и военную технику при создании непосредственных военных угроз на любом операционном направлении без проведения дополнительного оперативного оборудования театра военных действий.
В Арктике расположены пункты базирования (дислокации) сил и войск Северного флота, морские и наземные объекты военной инфраструктуры. Государственная граница Российской Федерации преимущественно проходит по водам Северного Ледовитого океана и имеет протяженность около 20 тысяч километров. В настоящее время многими странами ведется жесткое противостояние за право присутствия в регионе, беспрепятственного использования его богатых биоресурсов и природных ископаемых прибрежного шельфа. Некоторые из них поднимают вопрос о пересмотре границ в свою пользу. Указанные обстоятельства свидетельствуют о том, что Северное стратегическое направление является одним из приоритетных для обеспечения военной и экономической безопасности страны, а применение рассматриваемых экипажных и беспилотных средств более чем оправдано как в экономическом, так и оперативно-стратегическом отношении.
Таким образом, рассматриваемые в настоящей статье экранопланы и экранолеты в экипажном и беспилотном исполнении способны существенно расширить возможности как сил и войск Северного флота, так и Вооруженных Сил Российской Федерации в целом при выполнении ими боевых и обеспечивающих задач в мирное и военное время. 


Авторы:
Сергей Лапин, майор, старший инженер-испытатель научно-исследовательского испытательного отдела ФГКУ «ГНИИМЦ ПВ»
Сергей Филатов, научный сотрудник научно-исследовательского испытательного отдела ФГКУ «ГНИИМЦ ПВ»

Последние материалы

Новости
Статьи
Блог

Партнёры

Информация

Журнал онлайн

Подписка на журнал

Журнал «Арсенал Отечества» продолжает подписку на 2024-25 года.

По вопросам подписки для юридических лиц или приобретения журнала в розницу обращайтесь к Сергею Бугаеву.
bugaev@arsenal-otechestva.ru
+7 (989) 109-89-30

Электронная подписка - https://www.ivis.ru/

Оформить подписку для физических лиц можно через компанию ООО «Деловая Пресса» тел. (499)704-1305, Email: podpiska@delpress.ru,
сайт: https://delpress.ru/information-for-subscribers.html  и ООО « Урал-Пресс Округ » http://www.ural-press.ru/catalog/

Стоимость годовой подписки — 18 000 руб.

Редакция журнала

Адрес редакции:
107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, д.32, офис 200

Телефон:
+7 (495) 777 23 14

E-mail:
info@arsenal-otechestva.ru