Быстрее кораблей, дешевле самолётов
Использование экранного эффекта помогло немецкой летающей лодке Dornier Do-X пересечь Атлантику
…Неожиданное явление обнаружили еще первопроходцы авиации братья Уилбур и Орвилл Райт. При первых же неловких полетах они заметили, что у самой земли летательный аппарат словно еще раз подхватывает воздух, серьезно усложняя посадку. В первой половине ХХ в., когда самолеты начали получать широкое распространение, с этим эффектом столкнулись многие, и он не раз приводил к авариям. Крыло с внезапно увеличившейся подъемной силой начинало тянуть самолет вверх, и при посадке он мог не успеть снизиться, а при взлете, наоборот, взмывал вверх, не набрав достаточной скорости, - и заваливался.
Причина этих сложностей была найдена быстро, причем не последнюю роль в этом открытии сыграли эксперименты, поставленные советским ученым Борисом Юрьевым - их результаты были опубликованы в 1923. под соответствующим названием: «Влияние земли на аэродинамические свойства крыла». С тех пор мы знаем это явление под названием экранного эффекта, и объяснить его суть достаточно просто.
В принципе, это та же воздушная подушка, только образуется она не активным нагнетанием воздуха под аппарат, а его набегающим потоком, вернувшимся от близкой земли (или воды) - «экрана». На сверхмалых высотах он замедляется и, отразившись, успевает еще раз вернуться к нижней части крыла. Это еще более повышает давление потока воздуха, и оно буквально тянет аппарат вверх.
Казалось бы, эту дополнительную подъемную силу можно использовать, однако несложные аэродинамические расчеты показали, что эффект проявляется лишь на действительно малых высотах - меньше половины аэродинамической хорды крыла. Для использования экранного эффекта при полете на высоте хотя бы 10 м крыло потребуется несуразно широкое - порядка 20 м. Поэтому до сих пор в авиации экранный эффект рассматривается как исключительно вредный.
Иное дело - над водой, где при умеренном волнении экранный эффект можно использовать на пользу. Существенно увеличивая подъемную силу крыла, он обещает создание транспортов, далеко обходящих по скорости любые морские суда, а по дешевизне и грузоподъемности - авиацию. По крайней мере, в теории.
Школы советская и немецкая
Первые полноценные экранопланы появились после Второй мировой. Создание их было сопряжено с решением целого ряда технических проблем: это и повышенная скорость, необходимая для выхода «на экран», и продольная нестабильность такого аппарата, и, конечно, опасность столкновения с водой на большой скорости. Решение этих проблем связано с именами двух великих конструкторов, Александера Липпиша и Ростислава Алексеева.
Экраноплан «Лунь» разработки Ростислава Алексеева.
Восемь двигателей на крыльях нужны лишь для набора высоты. При движении «на экране» используются всего два маршевых двигателя, расположенные на киле
Липпиш, после войны оказавшийся в США, нашел схему с треугольным крылом и прямой передней кромкой. Такая компоновка используется до сих пор: в Иране три «эскадрильи» небольших двухместных экранопланов Bavar 2 осуществляют патрулирование побережья. Главную альтернативу схеме Липпиша предложил Алексеев, и его компоновка оказалась оптимальна для аппаратов больших размеров и грузоподъемности. Однако все проекты Липпиша и Алексеева имели, в первую очередь, военную направленность. Сесть в экраноплан и за пару часов преодолеть несколько сотен километров пока не по карману даже миллионеру. Но это ненадолго.
Нижегородское возрождение
«Два года назад я размышлял над возможными новыми направлениями бизнеса и хотел заняться пассажирскими перевозками, - рассказывает генеральный директор нижегородского холдинга RDC Company Павел Царапкин. - Изучая этот вопрос, я наткнулся на информацию об экранопланах с их уникальными характеристиками».
Фотография предоставлена RDC Aqualines
«К сожалению, купить такой аппарат оказалось просто негде, во всем мире не нашлось ни одного предприятия, готового сделать предложение по поставке экранопланов для гражданских перевозок - продолжает Павел Царапкин. - Однако в процессе поисков мне посчастливилось познакомиться с большим специалистом в этой области, Эдуардом Васильевым, автором большого исследования в области коммерческого использования экранопланов. И он мне доказал, что такую машину сегодня нельзя купить, но можно сделать. Его энтузиазм, его компетенция и целеустремленность меня убедили».
RDC стала выделять средства на разработку собственных проектов пассажирских экранопланов. Работы возглавил Эдуард Васильев, занимавшийся этой темой еще в коллективе Ростислава Алексеева. «Мы организовали небольшое предприятие, которое преобразилось в собственное конструкторское бюро, а впоследствии объединилось в консорциум с Нижегородским самолетостроительным заводом», - рассказывает Павел Царапкин.
Фотография предоставлена RDC Aqualines
В настоящий момент на RDC Aqualines идет проработка двух проектов - легкого двухместного аппарата-демонстратора, который можно будет использовать в качестве скоростного прогулочного судна и для обучения пилотов, а также среднеразмерного 16-метрового экраноплана для перевозки пассажиров.
Отталкиваясь от идей Алексеева, авторы проекта всерьез переработали его решения, учтя современные экономические и практические реалии. «Любой аппарат должен разрабатываться под соответствующее целевое задание, которое формулируется еще до того, как конструкторы приступают к работе, - продолжает Павел Царапкин. - В СССР такой задачей была демонстрация военного потенциала экранопланов. Понятно, что советские конструкторы, работавшие на «оборонку», могли не жалеть средств и не оглядываться на эффективность, - говорит Павел Царапкин. - Мы не можем практиковать подобный подход, ведь заказчики ожидают от нас экономически эффективную технику для коммерческой эксплуатации».
Фотография предоставлена RDC Aqualines
По словам бизнесмена, задача RDC Aqualines формулируется просто: максимально экономически эффективная перевозка пассажиров. Это заставило разработчиков пойти по пути использования простых, уже отработанных и доступных компонентов. Даже двигатель для нижегородских экранопланов используется всего один: для 16-метрового судна будет достаточно обычного автомобильного Chevrolet 454, модифицированного для использования на воде.
Дело техники
Не так давно компания RDC Aqualines получила первый заказ - зарубежный: продукцией нижегородского предприятия заинтересовались перевозчики компании Sea Wolf Express, организующие паромную переправу между Таллинном и Хельсинки. По мнению прибалтийских бизнесменов, небольшое удорожание билета может стать приемлемой платой за существенное сокращение времени на дорогу между столицами соседних стран.
Фотография предоставлена RDC Aqualines
На прошедшем недавно в Подмосковье авиакосмическом салоне МАКС-2015 компании заключили контракт на производство и поставку первого экраноплана для перевозки 12 пассажиров. И если он покажет себя достойно в ходе опытной эксплуатации, Sea Wolf Express приобретет еще небольшую флотилию: опцион подписан на 15 машин.
«К сожалению, в России перспективы проектов с окупаемостью более 3-х лет сегодня весьма неопределённы. Ситуация традиционно осложняется огромным количеством требований, избыточной зарегулированностью и бюрократизацей. Это серьезно затрудняет развитие всей сферы перевозок, тем более если речь идет о совершенно новом типе транспортных средств, - объясняет Павел Царапкин. - Поэтому пока интерес к нашей продукции проявляют лишь зарубежные компании. У нас идут переговоры с целым рядом островных и прибрежных стран - Израилем, Кабо-Верде, Финляндией, Вьетнамом».
По словам предпринимателя, представители Вьетнама готовы на особенно тесное сотрудничество. В азиатской стране выразили заинтересованность в развертывании собственного производства российских экранопланов и дистрибуции их по всему региону. И возможно, через несколько лет где-нибудь между островами Океании будут курсировать долгожданные сверхскоростные суда с надписью «Спроектировано в России. Сделано во Вьетнаме».
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=223&d_no=106182#.VgGM0mcY5Iw