Океанские сверхтяжёлые авианесущие экранопланы главного авиаконструктора Роберта Бартини. Колонка Г.Ороско

ЧС-ИНФО публикует статью Габриэля Ороско и Константина Удалова, посвященную истории возникновения и особенностям проекта океанского авианесущего экраноплана главного авиаконструктора Роберта Бартини, разработанного им для парирования угроз от авианосных ударных корабельных соединений западных стран.

Опыт реальной эксплуатации экранопланов первого поколения, имеющих, так называемую «самолётную» схему, таких как: КМ (m₀ = 540 т), «Лунь» (m₀ = 470 т), «Орлёнок» (m₀ = 140 т), не продемонстрировал на практике преимуществ перед другими видами скоростного транспорта, и в первую очередь, самолётами и гидросамолётами. Эти выводы были озвучены создателем этих аппаратов Ростиславом Евгеньевичем Алексеевым, главным конструктором ЦКБ по СПК. Выход из создавшегося положения он видел в переходе к аэродинамической схеме «составного крыла» в компоновках перспективных сверхтяжёлых экранопланов второго поколения.

Главным идеологом применения схемы «составного крыла» для амфибийных аппаратов являлся авиаконструктор Роберт Людвигович Бартини, который использовал её в аэродинамической компоновке самолёта ВВА-14. Лётные испытания ВВА-14 продемонстрировали наличие ряда положительных свойств указанной аэродинамической схемы, в том числе, было отмечено, что благоприятное влияние близости экранирующей поверхности на аэродинамику самолёта отмечалось уже на высоте 10–12 м, то есть с высоты равной длине хорды центроплана «составного крыла».

Необходимо подчеркнуть, что предложения Бартини о создании сверхтяжёлого экраноплана-авианосца, как и противолодочного самолёта ВВА-14, были направлены на оказание реального противостояния агрессивным угрозам, исходящим от авианосных ударных корабельных соединений и ядерных подводных лодок западных стран. Эти предложения находили понимание и поддержку у политического и военного руководства нашей страны.

И в 1970 году, после обращения Бартини в политбюро ЦК КПСС, ему как главному конструктору Таганрогского Машиностроительного Завода (ТМЗ) решением ВПК № 184 была поручена тема «Взлёт», предполагавшая разработку быстроходных авианесущих экранопланов–носителей боевых самолётов (ЭНБС).

Основой нового вида авианосцев являлись по замыслам Бартини сверхтяжёлые экранопланы, создаваемые по его универсальной схеме аппаратов «бесконтактного движения с составным крылом». Такие авианосцы, благодаря уникальным особенностям этой схемы, могли иметь очень существенные преимущества по сравнению с классическими авианосцами–кораблями.

При взлётной массе в 2000–2500 т и размерах центроплана в 110–120 м по хорде, 50–60 м по размаху и 20–25 м по высоте профиля, такой экраноплан–авианосец мог бы разместить внутри своего корпуса до 15–25 боевых самолётов и все необходимые средства для эффективного функционирования авиационной техники и самого экраноплана: ангарные палубы, самолётоподъёмник, боевые и радиолокационные средства защиты, ударные средства, средства управления полётами, бытовые и рабочие помещения для технического персонала и экипажей и т. п.

Первой и самой главной особенностью такого авианесущего экраноплана является его способность двигаться на экранном режиме со скоростями до 550–600 км/ч, в том числе и со скоростями в 200–350 км/ч, то есть в диапазоне взлётно-посадочных скоростей современных боевых самолётов. Эта способность позволяет осуществлять взлёты и посадки самолётов по методике, принципиально отличной от применяемой на классических авианосцах.

На экраноплане–авианосце эволютивная скорость для самолёта при взлёте и при посадке обеспечивается ходом самого экраноплана. Методика взлёта и посадки, исключающая разгон и торможение самолёта по корпусу экраноплана, позволяет обойтись без взлётно-посадочной палубы, без таких сложных, громоздких и энергоёмких механизмов, как катапульты и аэрофинишёры, даёт возможность обеспечить неискажённую, хорошо обтекаемую верхнюю поверхность профиля центроплана и ограничиться только стартовой площадкой с платформой самолётоподъёмника в её центре.

 

Но ещё более важное преимущество такой методики заключается в том, что она позволяет применять на экраноплане–авианосце любой тип обычных сухопутных боевых самолётов с взлётной массой до 35…42 т, уже находящихся в эксплуатации в подразделениях ВВС и ВМФ, и отказаться от создания и применения специальных палубных самолётов.

Это обстоятельство чрезвычайно расширяет боевые и тактические возможности авиационных подразделений, базирующихся на экранопланах-­авианосцах, по сравнению с авиационными подразделениями авианесущих кораблей.

Способность экранопланов–авианосцев двигаться с максимальной скоростью в 10 раз быстрее, чем самые быстроходные корабли–авианосцы придают этому виду вооружения новое боевое качество и широкие тактические возможности.

Быстрое прибытие в назначенный район (в течение нескольких часов на расстояние в несколько тысяч километров, а за сутки на 10–12 тыс. км) позволяет оперативно реагировать на изменение военной и политической обстановки в различных регионах Земного шара, обеспечивает внезапность проведения военных операций, а возможность широкого маневра при этой скорости способствует скрытности таких операций.

Большая скорость перемещения, очень хорошая маневренность, полёт над водной поверхностью на малой высоте, в результате чего мала вероятность обнаружения радиолокационными средствами, обеспечивают экранопланам–авианосцам при их движении на марше полную неуязвимость от минного и торпедного оружия и существенно уменьшают опасность поражения корабельным и авиационным ракетным и артиллерийским оружием противника.

Это обстоятельство позволяет им при выполнении определённых тактических, а иногда и стратегических операций, действовать самостоятельно и независимо от других подразделений флота, в отличие от кораблей–авианосцев, каждый из которых при выполнении таких же операций вынуждена сопровождать для обслуживания и защиты целая объединённая группа боевых и вспомогательных кораблей.

Большие размеры экраноплана–авианосца позволяют ему двигаться на экранном режиме при хорошем аэродинамическом качестве (порядка 35–40 единиц) на высоте 12–15 метров от водной поверхности.

Такая высота обеспечивает спокойное, равномерное движение без качки, без ударов о гребни волн, без заливаемости и забрызгивания при любом волнении моря, вплоть до девятибалльного шторма (высота волн до 11–13 м), а при возникновении опасности попадания в ураган, необходимый запас скорости и маневренности даёт возможность своевременно обойти опасную зону.

Проработка экраноплана-авианосца по теме «Взлёт» выполнялась Ухтомским филиалом ТМЗ и явилась продолжением работ филиала, проводившихся с ЦАГИ и СибНИА по судам с динамическим принципом поддержания (тема «Взлёт»).

Основой конструкторских проработок являлся катамаран, состоящий из центроплана малого удлинения с бортовыми шайбами, к которым крепятся водоизмещающие поплавки и консоли крыла и оперения.

Высокое аэродинамическое качество и хорошие характеристики мореходности такой схемы подтвердились экспериментами в аэродинамических трубах и в гидроканалах, проводившимися в ЦАГИ, СибНИА и ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова.

В задачу темы «Взлёт» входило также составление общего плана организации работ по созданию экранопланного флота, в том числе и авианесущего, создание проекта организационной структуры вновь образуемой отрасли экранопланостроения и оценочное определение финансовых затрат на все эти работы.

Кроме этого, за Робертом Людвиговичем, как за ответственным исполнителем всей этой темы, были все работы по конструкторской части, по всем аэродинамическим, энергетическим, прочностным и весовым расчетам.

Благодаря хорошим рабочим контактам с военными и гражданскими институтами, удалось провести целый ряд уникальных исследований, выполнить предэскизную проработку нескольких вариантов экранопланов-авианосцев, провести предварительный сравнительный анализ их технических характеристик, оценить показатели их экономической и боевой эффективности. В результате проведенных работ были получены очень интересные компоновочные и конструктивные решения, а также намечены направления более глубокой дальнейшей проработки.

Так, для обеспечения практически неограниченной дальности действия было обосновано применение в качестве главного энергоузла атомной силовой установки на быстрых нейтронах, с биологической защитой, обеспечивающей нормальные условия её эксплуатации.

Кроме носителя сверхзвуковых ударных самолётов и дальнобойных ракет для уничтожения авиационных ударных корабельных соединений стратегический экраноплан мог использоваться для ликвидации межконтинентальных воздушных мостов противника и нанесения ракетных ударов по любым континентальным объектам; выполнять функции скоростного военно-десантного и транспортного средства для проведения операций в любых акваториях Земного шара, а также активной плавбазы противолодочной обороны и минного заградителя большой производительности при внезапных операциях на удаленных театрах военных действий. В гражданском исполнении океанский экраноплан может быть эффективным аппаратом для скоростных и грузовых перевозок.

Основные сведения о возможных технических характеристиках одного из наиболее совершенных вариантов сверхтяжёлого океанского экраноплана-авианосца А-2500 можно судить по следующим данным. Его общие габариты составляют: длина 183 метра; размах 129 метров; высота 48 метров. Сравнение боковых профилей экраноплана А-2500 и американского корабля–авианосца «Нимиц» показано на рисунке.

 

Силовая установка этого экраноплана состоит из 10 турбовентиляторных двигателей взлётной тягой по 30–33 т каждый. Четыре из этих двигателей предназначаются для создания тяги при крейсерском движении на экранном режиме и располагаются в хвостовой части корпуса у основания килей.

Гондолы этих двигателей имеют реверсные устройства для создания тормозной силы при приводнении экраноплана.

Шесть других двигателей предназначены для создания своими выхлопными струями воздушной поддувной подушки под корпусом экраноплана. Они работают только на старте на режимах выхода из воды и разгона до минимальной скорости экранного хода и при остановке экраноплана и переходе его в режим плавания. Эти поддувные двигатели размещаются впереди центроплана и устанавливаются на стреловидном горизонтальном пилоне, закреплённом на носовых частях катамаранных поплавков.

Центроплан экраноплана, имеющий размеры по средней хорде 120 м, по размаху 60 м и по максимальной высоте центрального профиля 28 м, плавно сопряжен по внешним обводам с двумя катамаранными килеватыми трехреданными поплавками длиной 153 м и максимальной шириной поперечного сечения 10 метров.

Корпус центроплана с поплавками выполнен в виде набора поперечных и продольных вертикальных силовых элементов балочного, ферменного и смешанного типов, соединённых друг с другом и с многоярусным набором аналогичных плоских горизонтальных силовых элементов в жесткую объёмную силовую коробку. Эта многоэлементная пространственная ферменная конструкция обшита по внешнему контуру панелями обшивки со стрингерами.

Набор горизонтальных силовых элементов делит весь объём корпуса на несколько уровней.Три из них, являющиеся верхней, средней и нижней ангарными палубами, представляют собой помещения, предназначенные для размещения, обслуживания и подготовки базирующихся на авианосце самолётов. Высота ангарных помещений на всех трёх палубах равна 6 метрам.

По габаритам самолётных ангаров, по грузоподъёмности и размерам самолётоподъёмника и по размерам стартовой площадки на верхней поверхности центроплана на этом экраноплане-авианосце возможна эксплуатация боевых самолётов различных типов с габаритами до 20 × 20 × 5,8 м и с максимальными взлётными массами до 42 000 кг.

По площади ангарных палуб, по количеству и по производственным возможностям технических служб на борту этого экраноплана-авианосца может размещаться следующее количество боевых самолётов в зависимости от их габаритов и взлётных весов:

– 18 самолётов типа Су-24, Су-25, Су-27, МиГ-29, Як-44;

– 24 самолёта типа Су-22, МиГ-23, Миг-27;

– 42 самолёта типа Миг-21, Як-38, Як-141.

В зависимости от задач, которые ставятся в каждом конкретном случае перед экранопланом-авианосцем, состав авиаподразделения может комплектоваться самолётами различного назначения. К боевым самолётам одного назначения (например, к истребителям-бомбардировщикам) за счёт уменьшения их количества могут добавляться боевые самолёты другого назначения (например, штурмовики, лёгкие истребители, самолёты ПВО и т. п.) или вспомогательные самолёты (разведывательные, самолёты ДРЛО, РЭБ и другие).

Ракетное и артиллерийское оружие экраноплана размещается в поплавках.

Технические характеристики авианесущего экраноплана А-2500

Взлётная  масса, т	2500
Экипаж авианосца, чел.	430
Экипаж экраноплана, чел.	180
Экипаж авиаподразделения, чел.	250
Максимальные габариты: длина, м ширина, м высота, м	183 129 48
Размах крыла (центроплана), м	60
Площадь крыла (центроплана), м2	7200
Удлинение крыла (центроплана)	0,5
Средняя хорда крыла (центроплана), м	120
Удельная нагрузка на крыло, кг/м2	347
Относительная толщина центрального профиля центроплана, %	21
Максимальная толщина центроплана по осевому сечению, м	28
Площадь днища центроплана, участвующая в создании воздушной подушки от поддува, м2	6000
Избыточное давление в поддувной подушке под центропланом, необходимое для подъёма экраноплана из воды и удержания его над водой, кг/см2	0,042
Массовая отдача по полезной нагрузке (боевой груз плюс топливо для движения)	0,5
Масса конструкции экраноплана со всеми системами и оборудованием авианосца, т	1108,5
Масса служебной нагрузки, т	141,5
Масса экипажа экраноплана, т	18
Масса топлива для маршевых двигателей, т	556,6
Маршевая тяговооружённость	0,0514
Расчетное аэродинамическое качество экранного хода при h=0,16-0,20	25,6
Потребная крейсерская тяга на экранном ходу, т	97,6
Потребная взлётная тяга крейсерской силовой установки, т	128,5
Двигатели маршевой силовой установки: тип двигателей тяга взлётная одного двигателя, т количество двигателей, шт.	«Трент-900» или GЕ-720032,1254
Двигатели поддувной силовой установки: тип двигателей тяга взлётная одного двигателя, т количество двигателей, шт.	«Трент-900» или GЕ-720030,76
Потребный массовый расход газа через поддувную подушку для поддержания экраноплана на высоте 0,5 м над поверхностью воды, кг/с	13584
Потребная суммарная взлётная тяга поддувной силовой установки, обеспечивающая этот потребный расход газа,т	184
Поддувная тяговооружённость	0,0736
Полная тяговооружённость	0,125
Скорость на экранном режиме движения, км/ч	500–600
Дальность хода без дозаправки, км	4400–5300
Высота экранного хода над поверхностью воды при относительной высоте h = 0,1–0,15, м	12–16
Мореходность, балл	7–8

В таблице приведены основные проектные характеристики экраноплана–авианосца А-2500. Видно, что величина его суммарной тяговооружённости на 25–30 % ниже тяговооружённости, имеющейся у тяжёлых самолётов.При этом затраты топлива на транспортировку единицы полезной нагрузки на единицу расстояния и значение полной весовой отдачи близки к соответствующим величинам современных транспортных самолётов.

Таким образом, благодаря применению схемы «составного крыла» с оптимально выбранными параметрами в компоновке сверхтяжёлого авианесущего экраноплана А-2500 Роберто (Блестящий от Славы) Бартини удалось максимально приблизить его проектный технический уровень к достигнутым показателям для тяжёлых пассажирских и военно-транспортных самолётов отечественного и зарубежного производства.

Можно предположить, что, если бы не преждевременный уход из жизни в 1974 году Р. Л. Бартини и своевременное принятие его предложений в области создания Океанского Экранопланного Флота Советского Союза, СТРАНА могла бы осуществить настоящий технический прорыв как в области военно-морских авианесущих средств, так и в скоростном морском транспорте принципиально нового типа.

Следует отметить, что с коллективом СибНИА Роберт Людвигович поддерживал творческую связь до самых своих  последних дней. Среди научных сотрудников СибНИА наибольший вклад в отработку аэродинамики ЭНБС внесли: Прудников Ю. А.,Зелепухин В. В., Чемезов В. Л., Соболенко В. У., Усольцев Е.  Г., Самофалов В. И., Рогозин Ю. А., Малюшко Н. П., Темляков Ю. Н., Петошин В. И., Кочеловский  Ю. А.

Для современной России с учётом поступления на вооружение ЕЁ армии и флота гиперзвукового оружия представляется целесообразным создание для него практически неуязвимых носителей — экранопланов носителей гиперзвукового ракетного оружия (ЭНГРО) с ядерными силовыми установками и неограниченной дальность действия, основанных на научно-техническом заделе, полученным Бартини в содружестве с соисполнителями  в ходе выполнения  исследований по теме «Взлёт».

И тогда лозунг, выдвинутый Бартини: «ОДНА ШЕСТАЯ СТАНЕТ ПЯТЬ ШЕСТЫХ» претвориться в жизнь!

Габриэль Ороско и Константин Удалов