Пара слов про экранопланы

artyom_ferrier — 26.02.2018

Недавно зашёл разговор с одним пытливым юношей (ладно, нет надобности называть своего сына «одним пытливым юношей») о таком транспортном средстве как экранопланы.

Как по мне, история с ними — очень яркое подтверждение той аксиомы, что не бывает неких сверхценных и эксклюзивных технологических концепций, которые бы кто-то один раз создал — а потом много лет никто не мог повторить. То есть, когда вы читаете, что одно какое-то развитое сообщество (государство, корпорация) создало некое прорывное изделие, которое и спустя десятилетия не имеет нигде аналогов — это верный признак того, что никому просто нахрен не впёрлось иметь аналоги. То есть, изделие, может, и эксклюзивное — но не обладает практической ценностью. Потому что когда обладает — аналоги появляются очень быстро. И даже не за счёт технологического шпионажа (необязательно), а просто вследствие того факта, что сообщества, обладающие сопоставимым научно-техническим потенциалом — примерно одновременно приходят к очень похожим решениям порою независимо друг от друга.

Ну как Бойль и Мариот или Ломоносов и Лавуазье одни и те же законы открывали одновременно. А уж когда люди видят у других нечто, воплощённое в жизни и успешно работающее — напрягутся и создадут аналог. Может, какие-то нюансы будут отличаться — но в целом воспроизведут концепцию, оказавшуюся полезной. Если, конечно, речь не идёт о копировании транспортных самолётов полинезийскими туземцами из веток и глины в рамках карго культа. Если речь идёт о в принципе сравнимых по общему развитию сообществах.

И вот эти пресловутые экранопланы — очень яркое подтверждение. В том смысле, что ими действительно довольно серьёзно занимались только в СССР, и создали действующие образцы, в том числе довольно крупные, этот А-10 Орлёнок на 140 тонн взлётной массы, и четыре штуки их было в составе Каспийской флотилии, а все остальные интересовались темой довольно вяло и даже не пытались всерьёз воспроизвести. И конечно, кому-то угодно видеть причину в том, что буржуинам и сейчас недоступен советский технологический уровень середины семидесятых, но, думаю, в здравом уме проще заподозрить, что причины немножко другие.

Лёшка, как юноша, интересующийся техникой, выразил недоумение, поскольку те недостатки экранопланов, которые указываются в Википедии, показались ему неубедительными.

Но для начала — что это вообще за фигня, экраноплан? В принципе, самолёт. Но такой, который рассчитан на использование экранного эффекта на низкой высоте над гладкой поверхностью (водной прежде всего). То есть, помимо подъёмной силы на крыле по закону Бернулли — его ещё как бы подпирает снизу воздушная подушка. Крыло режет воздух, загоняет его под себя, он немножко уплотняется между крылом и водой — и вот дополнительно поддерживает аппарат. Как-то так.

В принципе, это облегчает полёт аппарата, требует меньшей мощности при прочих сравнимых параметрах, соответственно — существенно меньше расход топлива при довольно высокой скорости перемещения (вплоть до 600 км/ч).

И вот Лёшка недоумевает. Говорит: «Да, на реках есть риск столкнуться с птичками, и нельзя летать над горами, но почему бы эту фигню не использовать для перелётов через Атлантику, скажем? Да, Джамбо долетит от Лондона до Нью-Йорка вдвое быстрее, но если тут настолько меньше расход горючки — билеты будут дешевле, желающие найдутся. Ладно, может, от Лондона до Нью-Йорка — это слишком далеко на 500 км/ч, но какие-то более короткие рейсы над водой — вполне, вроде, хороший рынок для таких штук. Из Японии в Южную Корею, скажем. С Филиппин в Индонезию. Да мало ли?»

Да, это может показаться странным, почему никто не заинтересовался таким перспективным транспортным средством, причём уже созданным, когда, казалось бы, для него можно найти много маршрутов над водной гладью, где нет риска попадания птиц в турбины и где не потребуется резкого маневрирования (с этим у экранопланов по определению плохо, поскольку он не может давать сколько-нибудь значительный крен на своей рабочей высоте — но это не было бы серьёзной проблемой, если б было единственной: можно прокладывать маршруты так, что бы повороты имели дугу в десятки километров).

Но главная проблема немножко в другом.

Вот представим себе обычный самолёт, идущий со скоростью 360 км/ч (это крейсерская скорость Орлёнка, и она очень удобна для наших целей, поскольку это ровно 100 метров в секунду, круглое число). Да, это будет скорее винтовой самолёт, а не турбореактивный — но вот он летит себе на высоте километров пять, в стабильном горизонтальном полёте с такой скоростью.

Когда полёт стабильно горизонтальный — это означает, что все силы, действующие на аппарат, идеально сбалансированы. Хотя на самом деле небольшие, крохотные даже отклонения от курса возникают постоянно, хотя бы из-за различий в плотности воздуха над той или иной местностью, но их оперативно устраняет автопилот. Так, что никто и не заметит.

Собственно, если вдруг в полёте отключатся двигатели (ну, сбой в подаче топлива, скажем) — самолёт не начнёт камнем падать с неба. Нет, в действительности, он может очень долго планировать без двигателей.

Но тем не менее, как только падает тяга — происходит некоторое нарушение баланса сил, действующих на аппарат. И его поведение чуть-чуть меняется. Вот чуть-чуть падает горизонтальная скорость из-за потери тяги, и, пока все рули в том же положении, в каком были, - это, естественно, влияет на вектор скорости как таковой. Он перестаёт быть строго горизонтальным, а немножко наклоняется к земле.

Возникает пикирующий момент. Пусть очень незначительный, на какой-то один градус — но возникает.

Что это будет означать при скорости сто метров в секунду, отрицательный тангаж в один градус? Конечно, реальная физическая модель довольно сложна, но упрощённо — это будет означать, что примерно одна девяностая скорости самолёта теперь приходится не на горизонтальный полёт, а на снижение. И, значит, он будет снижаться примерно на метр в секунду. Это вот — при изменении тангажа на один градус.

Какой на самом деле совершают «клевок» разные самолёты, если резко вырубить тягу в горизонтальном полёте — можно посмотреть в симуляторах. Как и скорость реакции автопилота — то есть, через какое время он, подкрутив руль высоты, выровняет машину, снова выведет в горизонтальный полёт. А там уж пилоты закурят и будут думать, что им предпочтительней сохранять: то ли высоту ценой постепенной потери скорости, то ли скорость, ценой размена на высоту в очень пологом пикировании. Это если движки не удастся запустить.

Когда у тебя высота несколько километров — есть время покурить и подумать.

А вот когда до поверхности пять метров — любое изменение в балансе действующих на аппарат сил может привести к тому, что он «поцелуется» с этой поверхностью практически мгновенно. И самый быстрый, самый умный компьютер — он может вовремя понять ситуацию (раньше любого человеческого пилота), он может вовремя дать соответствующие команды рулям для компенсации этих вновь возникающих моментов, но рули — физически могут не успеть занять соответствующие положения. Особенно, когда речь идёт о довольно массивной машине с довольно массивными управляющими плоскостями.

И что будет при столкновении даже с водой на скорости «всего лишь» 360 км/ч? Абсолютно ничего хорошего. Даже если не разлетится сразу, даже если подпрыгнет обратно, как камешек-гладыш — он очень сильно потеряет управляемость, получит ещё букет всяких нехороших моментов, которые уж точно не смогут скомпенсировать рули, второй раз зайдёт в воду уже с креном и тогда разлетится точно.

При этом, успешные приводнения самолётов (даже конструктивно для этого не созданных) — бывали. Но за счёт того, что у пилота было время обдумать стратегию этого мероприятия и сблизиться с поверхностью подготовленным. На гораздо меньшей скорости, для начала. Которую у него была возможность погасить, планируя с некоторой нормальной высоты, а не с пяти метров, где просто никто ничего понять не успеет, если вдруг в режиме полёта произойдут какие-то неожиданности.

Поэтому умилительно слышать про эти экранопланы, что они будто бы очень безопасные, ибо в случае чего — можно просто сесть на воду, заглушив двигатели.

Да, если ты сам этого пожелаешь — это можно осуществить. Особенно, когда там будет умный компьютер, и система fly by wire, и вот ты убираешь тягу, но на самом деле система не сразу сбрасывает газ, а сначала «упредительно» выставляет рули, чтобы скомпенсировать «просад» аппарата, чтобы не дать ему коснуться поверхности на слишком большой скорости. То есть, она будет вести его так, чтобы синхронизировать потерю скорости и высоты, поняв твоё намерение.

Но если какой-то новый фактор появится внезапно и сам собой (тот же отказ двигателей), а не как сигнал от пилота — аппарату, имеющему резерв всего пять метров по высоте, скорее всего, будет хана.

Что, в общем-то, подтверждается историей этого Орлёнка. В действительности, их было построено шесть. Но два — разбились в хлам в авариях при не столь уж частых своих полётах. И более тяжёлый прототип КМ (вообще-то, «Корабль-Макет», но многим больше нравится «журналистское» называние «Каспийский Монстр») - тоже потерпел аварию. Не совсем вдребезги — но только потому, что скорость касания была не очень высокой.

Созданный на его основе экраноплан «Лунь» не разбился, до сих пор как бы живой, в доке — но потому, что очень мало летал. А так-то стало ясно, что концепция экраноплана порочна в своей основе, а не вследствие каких-то конструктивных дефектов, которые можно было бы устранить. Вот сам по себе принцип машины, имеющей рабочую высоту в пять метров над поверхностью и довольно значительную при этом скорость (от 300 и выше км/ч) — он очень опасен. Тут не только что никакие ошибки пилотирования не будут прощаться — тут и никакая автоматика не поможет в случае внештатной ситуации. Нормальный самолёт на своём эшелоне может «провалиться» и на сто метров, и на километр, это будут тонны времени для принятия решения, - и ничего страшного. У этого же — всё могут решить, и притом фатально, такие доли секунды, что ну его нафиг.

И даже на меньших скоростях, между 100 и 200 км/ч, как у лёгких прототипов экранопланов — всё равно как-то стрёмно летать перманентно на бреющем. Как-то всё же приятнее иметь в запасе хотя бы несколько сотен метров высоты на случай неких нештатных ситуаций, от которых никакой аппарат не может быть застрахован стопроцентно. И если это стоит вдвое-втрое дороже по топливу — ну, значит, так. Это пренебрежимо мало по сравнению со стоимостью аппарата, пилота и груза вроде всяких там пассажиров. Поэтому, собственно, всерьёз экранопланами никто и не заинтересовался.

Единственный, пожалуй, осмысленный вариант, где бы свойства экраноплана представлялись востребованными — это чисто военное применение в стремительной и массированной десантной операции с целью захвата плацдарма в Персии. В этом случае изначально закладываются на такие потери от огня противника, что аварийность можно вовсе не принимать в расчёт. Если статистически она будет составлять один аппарат на сто тысяч километров налёта — это будет означать, что армада из полусотни аппаратов достигнет иранских берегов вообще без потерь по техническим причинам.

Но вот в коммерческом использовании это будет означать, что ты будешь терять по аппарату раз в полгода. И это как-то мало улыбается. А сделать параметры безопасности этих экранопланов хоть немного близкими к обычным самолётам — это просто нереально. Поскольку это по определению опасное сочетание — значительная скорость и очень низкая высота. И насколько бы ни улучшалась авионика да автоматика — она ж и для обычных самолётов будет улучшаться, а экраноплан будет им проигрывать по безопасности всегда.

И если говорить о перевозке грузов — то в подавляющем большинстве случаев там не требуется какой-то чрезвычайной быстроты транспорта. Нет, сухогруз с ходом 12 узлов — вполне нормально. И уж точно — самый экономичный вариант по топливу, при этом и самый безопасный.

Пассажирские перевозки? Да, тут востребована скорость (если речь не о круизном лайнере), но ещё больше — безопасность. Угробить сотню-другую пассажиров — это огромные потери даже для крупной авиакомпании. И чисто финансовые, и имиджевые. А уж если выяснится, что главной причиной катастрофы было желание сэкономить на топливе, для чего использовались по определению очень опасные летательные аппараты — ну, там и уголовные дела могут быть.

Вот поэтому, собственно, хотя концепция экраноплана известна очень давно, никто, кроме советских вояк, всерьёз ею не интересовался. Когда «буржуины» и проявляли интерес к этой «каспийской» экранопланной программе — то больше из любопытства к каким-то частным техническим решениям, которые можно было бы применить где-то ещё. Но само по себе воссоздание похожих аппаратов — оно просто никому не нужно было вследствие очевидной порочности базовой их концепции. Ну, когда не пофиг жизни людей — концепция реально порочная, поэтому не получила распространения за пределами Союза, да и в нём, честно сказать, весьма ограниченное имела развитие, по меркам-то советского «громадья».

Оставить комментарий

Популярные посты:

marcus

Знакомство с ярким миром популярных поп-исполнителей в России

tvin270584

Как сделать «таблетки» для посудомоечной машины

muxue_peku

Вчера здесь проходил как раз...

jalla00

опять черемуха

a_nalgin

О наглядном и быстром возмездии Белгород будет отмщён?

temucheen

Movie yearbook 1982

kolhozanec

Узел дня: FG Knot

pereklichka

ВИТКОВСКИЙ ВЛАДИМИР КОНСТАНТИНОВИЧ (К 100-летию РОВСа. Лица Русского

foto_history

-- Еще одна ночь с этим мальчишкой и я - в сумасшедшем доме! )))

• Ранее
• Архив