Ровно два года назад «Авиапанорамой» было приведено сравнение двух легких летательных аппаратов: самолета-амфибии Бе-103 и экраноплана «Иволга». Сегодня мы вынуждены вернуться к этой теме, поскольку на очередном гидроавиасалоне, прошедшем в этом году в Геленджике, демонстрировалось целое семейство моделей перспективных экранопланов, разрабатываемых в нижегородском ОАО «ЦКБ по СПК имени Р.Е. Алексеева». Обращает на себя внимание появление новой тенденции аппаратов этого типа с дополнительным крылом большого удлинения, что фактически превращает экраноплан в гидросамолет-биплан. Можно понять создателей этого, пока еще экзотического транспортного средства, если эти машины предназначены для военных. Крыло малого удлинения позволит двигаться вблизи поверхности раздела двух сред, причем с приличным значением аэродинамического качества и обеспечит не только скрытность перемещения от противника, но и, вкупе с колесным шасси, позволит выходить на необорудованный берег. В свою очередь, крыло большого удлинения обеспечит возможность без проблем и тоже с приемлемым значением аэродинамического качества летать на большой высоте. Но тогда встает вопрос: зачем «огород городить» для транспортно-пассажирского аппарата, предназначенного для эксплуатации судовладельцами (экранопланы в настоящее время сертифицируются по морскому регистру), если на большой высоте они гораздо экономичнее, а вблизи водной поверхности будут мешать движению водоизмещающих судов?
Единственным транспортным экранопланом до недавнего времени был «Орленок». Но полезен он был в нынешних условиях только военным из-за низких экономических характеристик. Хотя, пытаясь расширить его функциональные возможности, конструкторы предложили пассажирский вариант машины, пристыковав к крылу дополнительные консоли большого удлинения.
В 2011 г. в Геленджике продемонстрировали модель пассажирского экраноплана «Чайка-2» с бипланной коробкой крыльев. В связи с этим любопытно сравнить с проектом «Чайка-2» пассажирские варианты самых тяжелых современных реактивных самолетов-амфибий А-40 (предложен в 1994 г.) и Бе-200, которым аналогов в мире нет.
Вопросами экономической эффективности подобных судов начали заниматься в разгар экранопланного бума на рубеже 1950–1960-х гг. В частности, было установлено, что экранопланы могут нормально эксплуатироваться при волнении моря до пяти баллов, если высота полета, измеренная от средней линии волнового профиля до нижней кромки аппарата, превышает высоту волн на полметра. Тогда же выяснилось, что с повышением скорости экранопланов значение весовой отдачи по коммерческой нагрузке несколько уменьшается при одновременном возрастании мощности силовой установки, отнесенной к его весу. Правда, при этом наблюдалось значительное повышение экономической эффективности, обусловленное, видимо, резким возрастанием по мере увеличения скорости провозной способности экранопланов. Считалось, что скорость 300–400 узлов (около 700 км/ч) для транспортного экраноплана будет оптимальной. Нижний предел скорости в полтора раза выше, чем у «Орленка», а верхний – близок к амфибии А-40.
Исходя из этого и вследствие низкой весовой отдачи по полезной нагрузке, в очередной раз напрашивается вывод, что экономическая эффективность гражданского варианта «Орленка» будет довольно низкой по сравнению с самолетом-амфибией. Правда, исследователи уверяют, экранопланы будут выгодны по сравнению с сухопутными самолетами. Возможно, это и так, поскольку отпадает необходимость в огромных аэродромах, да и фюзеляж получается легче и проще из-за отсутствия необходимости его герметизации. А если сравнить их с самолетом-амфибией?
Экранопланы
Ранним и наиболее реальным пассажирским экранопланом мог стать вариант «Орленка». Согласно одному из проспектов, пассажирский супергидроплан мог перевозить до 20 т коммерческих грузов или, по заявлениям разработчика, от 150 до 200 пассажиров на расстояние 1500 км. В то же время, расчет показывает, что в салоне длиной 28 м и шириной 3,4 м в экономическом классе свыше 170 пассажирских кресел (по пять в ряду с проходом шириной 400 мм) не разместишь. Предельная дальность полета «Орленка», опять же судя по рекламным данным, не превышает 3000 км, а мореходность достигает пяти баллов при высоте волны от 2,5 м до 3 м. В отличие от военной машины, пассажирский экраноплан предлагалось комплектовать двухконтурными двигателями поддува НК-87 тягой по 13 000 кгс. Экипаж пассажирского экраноплана – восемь человек.
Экраноплан "Орленок". Фото с сайта rusarmy.com |
Другим интересным проектом стал экраноплан «Чайка-2». Судя по информации, почерпнутой на ГИДРОАВИАСАЛОНЕ-2012, «Чайка-2» является пассажирским вариантом военного аппарата А-050. При этом разработчики предлагают два варианта машины: с двумя ТРДД Д-436ТП, установленными также на Бе-200 и комбинированной силовой установкой, включающей маршевые ТВД ТВ-7-117СМ и стартовые ТРД Р-195.
Характеристики экранопланов "Орленок" и "Чайка-2" |
Сразу стоит отметить, что использование нижнего толстого крыла очень малого удлинения, даже вкупе с удлиненными консолями приведет к значительному увеличению индуктивной составляющей лобового сопротивления и, как следствие, не повысит существенно аэродинамическое качество – один из важнейших показателей любого летательного аппарата.
Таковы реалии сегодняшнего дня. Автор прекрасно сознает, что Россия пока удерживает первенство в создании тяжелых экранопланов, но приспособление уже созданных машин под решение гражданских задач может привести, помимо выгод (сокращения сроков и стоимости создания машины), к отсутствию спроса на них из-за низкой экономической эффективности. За примерами далеко ходить не надо. Достаточно вспомнить советский авиалайнер Ту-104, созданный на базе бомбардировщика. Низкие эксплуатационные характеристики машины и недостаточный комфорт из-за высокого уровня шума привели к преждевременному снятию с авиалиний воздушных судов, не выработавших свой ресурс.
Если и говорить о коммерческом экраноплане, то это должна быть не переделка старых военных машин, а разработка принципиально нового аппарата, все помыслы создателей которого должны быть направлены на всемерное повышение экономической эффективности и безопасности полета. Только в этом случае можно будет говорить о возрождении экранопланостроения в стране.
Самолеты-амфибии
Размеры лодки и грузоподъемность амфибии А-40 в существующем виде позволяют перевозить в пассажирском варианте до 105 человек на расстояние около 3600 км. При этом экипаж (без обслуживающего персонала – стюардесс) – четыре человека.
Говоря об А-40, следует отметить его высочайшее аэродинамическое качество – 16 (в перспективе – до 17), мало отличающееся от аналогичного параметра «Орленка». При этом гидросамолет 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. Получается, что провозная способность экраноплана, как минимум, в два раза ниже, чем у самолета-амфибии. Выше у А-40 и весовая отдача по полезной нагрузке (коммерческий груз и топливо), поскольку его делали авиационные специалисты, использовавшие самые передовые технологии и конструкционные материалы. У «Орленка» тяжелее и силовая установка. Относительная масса сухих двигателей у «Орленка» – 7,34%, а у А-40 – 6,15%. Разница в 1% – это свыше тонны.
Характеристики самолетов-амфибий А-40 и Бе-200 |
Выходит, преимуществ у пассажирского «Орленка», по сравнению с самолетом-амфибией, нет. А ведь ещё не заходила речь о безопасности полета на сверхмалой высоте вдоль традиционных маршрутов водоизмещающих судов, вопросу которой, судя по всему, особого внимания пока не уделялось.
Впрочем, одно преимущество у пассажирского «Орленка» есть – это малая высота полета над мелководными акваториями, практически свободными от прочих летательных аппаратов и водоизмещающих судов.
С другой стороны, возрождение гидроавиации и экранопланостроения может привести к значительному сокращению эксплуатационных расходов и, как следствие, к снижению стоимости авиаперевозок, особенно в регионах, где сухопутные аэродромы находятся вблизи с подходящими акваториями. Этому будет способствовать исключение из статьи расходов стоимости взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и стоянок авиалайнеров. Что касается регулярности эксплуатации летательных аппаратов, то она будет выше, благодаря их амфибийности.
Опубликовано в журнале «Авиапанорама» №5-2012 .