Алексей Воробьев-Обухов

Фото: РИА «НОВОСТИ»

Когда в один из дней во второй половине 1960-х на стол директора Управления национальной разведки США легло очередное донесение с результатами дешифровки фотоснимков спутника-шпиона, он не поверил своим глазам. На одной из фотографий над водной гладью Каспийского моря летел огромный, длиной около 100 метров, аппарат совершенно неизвестной конструкции. Это был уже далеко не первый по счету экраноплан конструкции Ростислава Алексеева. Корабль-макет КМ до появления Ан-225 «Мрия» слыл самым тяжелым летательным аппаратом на Земле. 

Подавляющее большинство американских экспертов усомнились в «русском чуде», приняв его за удачно проведенную мистификацию, целью которой было заставить Вашингтон понервничать и направить исследования в военной области в ненужном направлении. И если даже это не мистификация, то в любом случае, посчитали американские специалисты, такой большой корабль-самолет не может быть эффективным боевым средством, да и сама идея построения подобных аппаратов для военных целей, будь то транспортный экраноплан или же его вооруженный вариант, не имеет якобы никаких перспектив в обозримом будущем. Правда, были за рубежом отдельные инженеры, которые поверили в реальность «Каспийского монстра» и большое будущее экранопланов.

Морское судно или самолет?

В самой идее корабля-самолета не было ничего нового. Явление, получившее название экранного эффекта, было экспериментально выявлено еще в начале ХХ века — с приближением к экрану (поверхность воды или земли) аэродинамическая сила на крыле летательного аппарата увеличивалась. Авиаторы обнаружили: при заходе на посадку, в непосредственной близости от земли, пилотирование аэроплана зачастую серьезно усложнялось, казалось, что он как бы садится на невидимую подушку, не дающую ему коснуться твердой поверхности.

Естественно, что летчикам и авиаконструкторам такой эффект был вовсе не нужен, но нашлись и те, кто сумел рассмотреть за ним нечто большее — базу для нового направления в конструировании транспортной техники. Так и возникла в первом приближении идея создать летательный аппарат нового типа, экраноплан — от французских слов écran (экран, щит) и planer (парить, планировать).

Если же говорить научно-техническим языком, то экранопланы — это летательные аппараты, использующие при своем движении эффект увеличения аэродинамического качества ЛА (отношения коэффициента его аэродинамической подъемной силы к коэффициенту лобового сопротивления) за счет близости экрана (поверхности земли, воды и т. д.), обусловленный тем, что с приближением к экрану увеличивается аэродинамическая подъемная сила на крыле.

При этом Международная морская организация (IMO) относит сегодня экранопланы к морским судам, а их дальнейшим развитием стал экранолет, способный не только следовать на экране, но и оторваться от него и лететь на больших высотах, как обычный самолет.

Эффект экрана для «чайников»

Экранный эффект очень похож на эффект от воздушной подушки, на которой движутся соответствующие суда. Только в случае экрана эта подушка образуется путем нагнетания воздуха не специальными устройствами — расположенными на корабле вентиляторами, а набегающим потоком. То есть крыло экраноплана создает подъемную силу не за счет падения давления над верхней плоскостью, как у «нормальных» самолетов, а за счет повышенного давления под нижней плоскостью, создать которое возможно только на очень небольших высотах — от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от размеров крыла и экраноплана. Причем у больших экранопланов высота полета «на экране» может достигать 10 и более метров. Чем шире и длиннее крыло и ниже скорость, тем сильнее эффект.

Опытный экраноплан — пилотируемая самоходная модель СМ-6, на которой отрабатывались технические идеи, ставшие базой для первого серийного экраноплана «Орленок». СМ-6 имел один маршевый двигатель, установленный на киле, и два стартовых, «поддувных», двигателя, Экраноплан СМ-2 был по строен по новой аэрогидродинамической компоновочной схеме — с низкорасположенным расположенных в носовой части корпуса «елочкой». Конструкция экраноплана — цельнометаллическая, клепаносварная

Первые опыты

В свое время использовать экранный эффект (еще неоткрытый тогда) попытался французский изобретатель Клеман Адер, в 1890 году построивший и испытавший катер «Эол», имевший большое складывающееся крыло и хвостовой горизонтальный стабилизатор, которые позволяли частично разгрузить водоизмещающее судно. Под крылом машины были сделаны особые каналы, по которым за счет скоростного напора и подавался поднимающий катер воздух. В дальнейшем Адер построил катер, у которого воздух под крыло подавался с помощью компрессора.

Основные работы над новыми аппаратами, использующими при своем движении экранный эффект, относятся к началу 1930-х годов, хотя теоретические труды по данной теме стали публиковать намного раньше. Так, например, в 1922 году в СССР вышла статья специалиста-аэродинамика Бориса Николаевича Юрьева «Влияние Земли на аэродинамические свойства крыла». В ней изобретатель автомата перекоса (устройство для управления лопастями несущего винта), будущий действительный член Академии наук СССР и генерал-лейтенант инженерно-технической службы, фактически дал зеленый свет созданию экранопланов, теоретически обосновав возможность практического использования экранного эффекта.

В целом вклад отечественных ученых и инженеров в экранопланостроение огромный, если не решающий. Специалистам хорошо известна, вероятно, первая в данной области практическая разработка — проект экранолета-амфибии, предложенный советским авиационным инженером Павлом Игнатьевичем Гроховским. «Мне пришла мысль использовать «воздушную подушку», то есть образующийся под крыльями сжатый воздух от скорости полета. Корабль-амфибия может лететь-скользить не только над землей, над морем и рекой, — писал П.И. Гроховский в начале 1930-х годов. — Полеты над рекой еще целесообразнее, чем над землей, ведь река — это длинная, гладкая дорога, без бугров, холмов и кочек… Корабль-амфибия позволяет круглый год перебрасывать грузы и людей со скоростью 200—300 км/ч, летом на поплавках, зимой на лыжах».

Американский военнотранспортный корабль «Колумбия», спроектированный в 1962 году. Проект остался нереализованным

И уже в 1932 году Гроховский с соратниками сконструировал полномасштабную модель нового морского летательного аппарата-катамарана, который имел центроплан с большой хордой, концевые элементы в виде фюзеляжей-поплавков и размещенные в носовых частях последних два перспективных двигателя М-25 мощностью около 700 л. с., а также поворотный закрылок, позволявший увеличить подъемную силу при взлете и посадке. Этот «протоэкраноплан» мог скользить на небольшой высоте над любой ровной поверхностью. Причем аэродинамическая компоновка довольно-таки большой по тогдашним меркам машины характерна и для ряда современных аппаратов данного класса.

Зимой того же года финский инженер Тоомас Каарио, которого на Западе считают «первым создателем настоящего экраноплана», приступил к испытаниям сконструированного им летательного аппарата, использующего эффект экрана и построенного по схеме «летающее крыло». Опыты проводились на льду замерзшего озера: экраноплан был несамоходным и буксировался аэросанями. И только в 1935—1936 годах Тоомас Каарио сумел построить экраноплан, оснащенный одним 16-сильным двигателем и воздушным винтом, но его корабль-самолет пролетел всего несколько метров и развалился. После Второй мировой войны он продолжил работы в этой области и создал еще несколько опытных аппаратов, но в серию ни один из них не пошел.