Ударные гидросамолеты
Опыт, набранный во время первого этапа развития гидроавиации, сослужил ей хорошую службу во время Второй мировой войны. Морская авиация оказалась хорошим средством для обнаружения и уничтожения не только надводных судов, но и подлодок, проводила быструю и эффективную разведку, операции по спасению моряков и летчиков с кораблей и самолетов, подбитых противником… Разрабатывались даже гидросамолеты, предназначенные для высадки десанта с моря на берег.
Период «холодной войны», когда во флотах противоборствующих. стран появились атомные субмарины-ракетоносители, еще больше повысил роль гидроавиции на море. Охотники за подводными лодками на базе гидросамолетов могли не только часами «висеть» в воздухе, барражируя над заданным районом, но и попросту приводниться, выключить двигатели и, затаившись, многие часы, а то и сутки прослушивать морские глубины с помощью гидроакустических буев и станций. Классическим примером такого гидросамолета может послужить «Бе-12» разработки Г. М. Бериева, многие десятилетия верой и правдой служивший нашей армии и флоту.
В 50–60-е годы XX века разрабатываются и ударные гидросамолеты. То есть такие, которые бы, обладая большой дальностью полета, достаточной грузоподъемностью, могли доставлять через океан атомные бомбы и ракеты. В качестве примера можно вспомнить хотя бы наш «Бе-10» (взлетная масса 50 т) и американский «Си-Мастер» (88,9 т).
Чтобы не стать легкой добычей средств ПВО противника, ударные самолеты должны были иметь и высокую скорость. Поэтому конструкторы стали думать об оснащении гидросамолетов реактивными двигателями. Но сделать это оказалось куда труднее, чем на суше.
Не будем забывать, что «летающая лодка», стартуя, разгоняется подобно гоночному скутеру. Но где вы видели реактивные катера?.. А все потому, что весьма трудно рассчитать конструкцию легкую, и в то же время настолько прочную, чтобы она могла противостоять ударам волн на большой скорости. А гидросамолет должен ведь не просто разогнаться, но еще и оторваться от водной поверхности, набирать высоту, а в конце полета столь же благополучно приводниться.
Какими должны быть при этом обводы корпуса? Как сделать, чтобы водяные брызги не попадали в воздухозаборники турбореактивных двигателей, нарушая режим их работы? Какие материалы использовать, чтобы они могли успешно противостоять усталостным вибрациям, натиску коррозии в воздухе и на воде?.. На все эти и многие десятки других вопросов должны были ответить специалисты, создавая реактивный гидросамолет.
Комплекс проблем оказался настолько сложен, что создание такой машины как у нас, так и за рубежом затянулось на долгие годы, не раз и не два останавливалось из-за тяжелых аварий.
Но не зря же говорят, что на ошибках можно многому научиться. В ходе исследовательских работ было сделано немало открытий и изобретений. Скажем, фирма Бериева опробует на многоцелевом самолете-амфибии гидрокрылья (что-то вроде подводных крыльев, которые ныне имеют многие скоростные речные и морские суда), фирма Конвер — для аналогичных целей использует гидролыжи…
Чтобы можно было с одинаковым успехом садиться как на воду, так и на сушу, самолеты-амфибии оснащаются все более совершенными системами колесных шасси. А в 1962 году главным конструктором P. Л. Бартини был предложен вообще оригинальный проект экспериментального самолета-амфибии МВА-62 с вертикальным взлетом. Самолет этот, выполненный по схеме «летающее крыло», должен был взлетать и садиться на два больших надувных поплавка, которые в полете сдувались и убирались в фюзеляж.
Набравшись необходимого опыта, наши конструкторы создали первый в мире серийный реактивный самолет-амфибию А-40 «Альбатрос». Он начал полеты в 1990 году. И уже в ходе летных испытаний установил 126 мировых рекордов, послужил основной для разработки целого ряда модификаций — поисково-спасательной, транспортной и т. д.
Начавшаяся конверсия дала возможность наряду с военным самолетом разработать и его гражданский аналог Бе-200, одинаково пригодный для перевозки как грузов, так и пассажиров. Ныне этим самолетом заинтересовалось МЧС России, предполагается продажа его за рубеж.
Полет на «экране»
Научно-исследовательские и конструкторские работы последних десятилетий привели к созданию на базе амфибий и транспортных аппаратов нового типа — экранопланов или экранолетов.
И здесь наши специалисты оказались на высоте: в короткий срок ими создан целый ряд аппаратов, которым нет аналогов в мире. Особенно удивляют зарубежных инженеров экранопланы «Орленок» (взлетная масса около 120 т), «Лунь» (350 т) и опытный КМ (450 т).
Экранопланом, кто не знает, называется летательный аппарат, весьма напоминающий обычный гидросамолет, но с несколько укороченным крылом. Большое крыло ему не нужно потому, что в своем полете на высоте 3–5 м над водой он опирается на воздушную подушку — область повышенного давления, создаваемого при быстром движении над подстилающей поверхностью — землей или водой.
Полет в таком режиме требует также меньшего расхода топлива, не столь мощных и шумных двигателей и т. д., но вместе с тем обеспечивает движение с достаточно высокой скоростью — 450–650 км/ч. Причем для более легкого взлета некоторые машины этого класса имеют специальные взлетные двигатели, реактивная тяга которых направлена вниз, облегчая отрыв аппарата от воды. Ну а дальнейший крейсерский полет проходит при помощи лишь турбовинтового двигателя.
Впервые идею создания подобных аппаратов предложил авиаконструктор Роберто Орос ди Бартини (или Роберт Людвигович Бартини) — «красный барон», как его называли, который прожил в нашей стране 51 год, создав за это время множество проектов. И хотя реально построенные аппараты можно пересчитать по пальцам, каждый из них — веха в авиации.
Он и заговорил первым об аппарате, совмещавшем в себе преимущества самолета и корабля. «Самолет хорошо летает, но плохо поднимается и садится, вертолет хорошо поднимается и садится, но медленно летает, — говорил по этому поводу сам Бартини. — Я полагаю, выход в том, что вместо шасси надо использовать аэродинамический экран под корпусом летательного аппарата. Образующаяся при этом воздушная подушка сделает машины будущего — экранолеты — всеаэродромными или, если угодно, безаэродромными: они смогут садиться и взлетать всюду…»
Тогда же Бартини говорил об экранопланах-катамаранах грузоподъемностью в тысячи тонн, которые станут переправлять основную часть трансокеанских грузов заметно быстрее кораблей — с самолетной скоростью.
Выступая в открытой печати, по условиям секретности он не мог тогда сказать прямо, что уже строит уменьшенный прототип 2,5-тысячетонного экраноплана с вертикальным взлетом. Подъем аппарата над водой на 1–2 м позволил бы ему стартовать независимо от морского волнения.
Проектирование началось в районе станции Ухтомская под Москвой, где теперь находится вертолетная фирма имени М. Л. Миля, а в 1963 году документацию передали в Таганрог на фирму Г. П. Бериева, где и приступили к постройке машины, которую назвали вертикально взлетающей амфибией ВВА-14.
Работа над ВВА-14 шла ни шатко, ни валко — для фирмы она считалась не самой главной, здесь строили в основном военные «летающие лодки». Сам Роберт Людвигович по разным причинам тоже бывал в Таганроге лишь наездами… В общем, построили аппарат, да и то не окончательно, лишь в 1974 году.
Внешне амфибия оказалась настолько необычной, что получила прозвище «Змей Горыныч». При длине 26 м имела крыло размахом 30 м. Оно было составным — широкая срединная часть (центроплан) и сужающиеся консоли. Вертикальный взлет Бартини собирался обеспечить за счет обдува крыла — над ним создается разрежение, увлекающее машину вверх. Двигатели для обдува предполагалось установить на пилонах, под крыльями. Рассматривался и другой вариант — постановка в центроплане вертикально расположенных подъемных двигателей.
Так или иначе, но к началу летных испытаний они на фирму еще не поступили. Два маршевых же, турбовентиляторных, тягой по 6,8 т, уже стояли. По расчетам полный взлетный вес «Горыныча» должен был составить 52 т. Под крылом у него, подобно катамарану, располагались два надувных поплавка длиной 14 м, диаметром 2,5 м, на которые он должен был приводняться.
Аппарат неспешно достраивался, однако прибытие подъемных двигателей затягивалось еще больше — двигателисты никак не могли выйти на заданные параметры. Тогда решили начать летные испытания по урезанной программе. Поставили обычное самолетное шасси, «Горыныч» разбежался по полосе и поднялся в небо.
И после нескольких пробных полетов отправился своим ходом из Таганрога на летно-испытательную базу в подмосковный город Жуковский. Когда «Горыныч» приземлился, Бартини расплакался: это была первая его машина, которую он увидел в полете за многие десятилетия.
На испытаниях, все в том же недостроенном виде, она показала крейсерскую скорость 620–640 км/ч, дальность полета — 2450 км, потолок — 8000— 10 000 м. Эффект экрана проявлялся уже на 9-метровой высоте (для экранопланов — чем выше, тем лучше). Поплавки раскрывались и складывались в воздухе за 38 с. И хотя при реальном приземлении их не испытали — подъемных двигателей так и не дождались — но в лабораторном стенде они показывали прекрасные амортизирующие свойства.
Бартини умер в декабре 1974 года. «Змей Горыныч» вернули обратно в Таганрог, но доделывать его уже никто не стал. Наоборот, надувные поплавки заменили металлическими лодками, спереди поставили пару двигателей для исследования поддува (нагнетания воздуха под плоскость), и аппарат, названный теперь самолетом 14М-IП, какое-то время «бегал» по воде, разгоняясь до 140 км/ч — так с его помощью изучались наилучшие режимы взлета гидросамолетов.
В конце концов его вновь переправили в Подмосковье, теперь уже в Монинский авиамузей, где он находится и поныне — обшарпанный, с отстыкованным крылом, озадачивая редких посетителей своей экзотичностью.
«Каспийский монстр» и другие
Экранолетами же называют те экранопланы, которые имеют столь хорошие летные качества, что, разогнавшись над водной поверхностью, они могут затем подниматься на высоту до нескольких сот метров, чтобы совершить тот или иной летный маневр, дать летчикам возможность осмотреть местность с достаточной высоты.
Уже ныне, как показал опыт эксплуатации «Орленка» и «Луня», подобные аппараты могут быть использованы для аварийно-спасательных операций на море и в прибрежных районах, для доставки десанта, как летающая ракетно-пусковая установка и т. д.
В будущем, с ростом геометрических размеров и взлетной массы до 2000–3000 т, подобные аппараты могут составить серьезную конкуренцию нынешним судам по части доставки пассажиров и грузов. Ведь они смогут обеспечить такую же грузоподъемность, как нынешние сухогрузы, такой же комфорт пассажирам, как нынешние морские лайнеры, зато будут перевозить и груз и пассажиров через море-океан в 7–8 раз быстрее, чем это способен сделать корабль.
«Каспийский монстр» — такое странное название за рубежом придумали загадочному летательному аппарату, который был обнаружен и сфотографирован спутником-шпионом во время полета над Каспийским морем в середине 60-х годов. Фотоаппарат запечатлел самолет чудовищных размеров с непомерно широкими, но короткими крыльями. Эксперты долго гадали, что это за машина, для чего предназначена?..
Наконец, догадались — это военный экранолет — транспорт, предназначенный для переброски на сотни километров техники, амуниции, десантников. И какой огромный! По оценкам специалистов, взлетный вес гиганта составлял около 300 т, то есть в десятки раз превышал массу аналогичных летательных аппаратов зарубежной разработки.
А ведь «Каспийский монстр» был всего лишь кораблем-макетом, прототипом нового поколения транспортной техники.
Алексеев задумал создавать экранопланы в конце 50-х годов, когда его суда на подводных крыльях при скоростях 100–150 км/ч натолкнулись на кавитационный барьер — явление, при котором вода утрачивает свойства сплошной текучей жидкости. Крылья машины разрушались от множества обрушивающихся на них гидравлических ударов. И вот он решил: хватит бороться с этим эффектом, улучшая профили крыльев, надо создать качественно новые суда, если хотите — подняться над проблемой кавитации.
Первый 3-тонный экраноплан, появившийся в 1961 году, имел пару несущих крыльев. Но, исследовав такую схему на нескольких моделях, конструктор отказался от нее и выбрал другую — аппарат с одним крылом малого удлинения.
Знания, интуиция и уверенность Алексеева (сотрудники с уважением и симпатией звали его Доктором, как бы подчеркивая высшую, непревзойденную квалификацию, хотя официально oн никаких ученых степеней не имел) были настолько велики, что от 5-тонного экраноплана он почти сразу шагнул к постройке 430-тонной машины.
КМ, или корабль-макет, как его назвали в ЦКБ, имел длину 92 м, высоту 22 м, размах крыла 37 м. Днище корпуса было устроено по-корабельному, хотя внешне КМ походил на самолет. На переднем пилоне размещалось 8 турбореактивных двигателей тягой по 10 т каждый — их мощность использовалась в основном при старте. На киле стояли еще два таких же двигателя, достаточных для поддержания крейсерского режима.
Испытания корабля-макета в 1966 году решили провести на Каспийском море. Почти месяц полупритопленного, с отстыкованным крылом, накрытого маскировочной сеткой «монстра» буксировали по Волге.
Наконец КМ достиг Каспийска — городка, расположенного рядом с Махачкалой. Огромная, тяжелая машина показала феноменальные качества уже на первых испытаниях. Она устойчиво шла над экраном на высоте 3–4 м на крейсерской скорости 400–450 км/ч. Алексеев иногда на показ переставал им управлять и даже выключал в полете двигатели. Наблюдавших такое летчиков особенно впечатляло, что аппарат безо всякого вмешательства рулей отслеживал каждый изгиб рельефа. Обладал КМ и хорошей маневренностью — он был способен на крутые развороты с большим креном и касанием шайбы (окончания крыла) о воду.
Однажды «монстра» загрузили до взлетного веса в 544 т — это до сих пор рекорд для экранопланов и самолетов, даже знаменитая «Мрия» не летает с такой массой! Наблюдатели видели, как после затяжного разбега по морю с 3-балльным волнением он оторвался от воды и ушел за горизонт.
Испытания корабля-макета дали Алексееву массу новых идей. К концу жизни конструктора в ангарах на базе в Чкаловске скопилось более тысячи моделей, многие из которых могли превратиться в реальные машины. Но на деле все получилось иначе.
Пока испытаниями занимался сам Алексеев, аварий не было. Но когда за рули управления сели обычные летчики, начались неприятности. Первой, в 1964 году, неожиданно потерпела катастрофу модель СМ-5 — прообраз авиа- и ракетоносных экранопланов. Машина попала в мощный встречный ветер — ее качнуло, стало приподнимать. Пилоты вместо того, чтобы сбросить газ и спланировать, наоборот, включили форсаж, стараясь набрать высоту. Оторвавшись от экрана, модель потеряла устойчивость, ее завалило носом вниз, и она спикировала в воду — экипаж погиб.
А десять лет спустя произошла авария с «Орленком» — 120-тонным экранопланом длиной 58 м, высотой 16 м, с размахом крыла 31 м. За несколько дней перед драматическим полетом на Каспии прошел шторм, и от него осталась пологая волна. На одном из заходов пилот, еще не привыкший к новой машине, при посадке резко ударил корпусом о волну. Приборы в рубке отключились, но было слышно — два носовых двигателя работают. Экипаж замер, все смотрели на Алексеева. Он поднялся с кресла, открыл верхний люк, выглянул, затем молча занял место пилота и вывел носовые двигатели на полный ход. После этого только и промолвил: «На базу!» До нее было около 40 км.
Когда Алексеев привел «Орленка» к берегу, экипаж, выйдя из рубки, увидел, что у машины нет кормы — она просто отвалилась при ударе о волну. Алексеев несколько снял напряжение, лихо заметив: «Посмотрите, какая живучесть у наших аппаратов — полкормы оторвало, а мы на базу пришли!»