Między samolotem a statkiem – i za obydwoma
Debata na temat ekranoplanów przypomina średniowieczną debatę o demonach na główce szpilki – równie emocjonalną i oderwaną od rzeczywistości. Uczestnicy debatują nad zaletami technologii, która od dziesięcioleci nie dowodzi swojej użyteczności.
Z drugiej strony, „demony trzech żywiołów” są niezwykle interesujące, ponieważ poruszają kwestie z różnych dziedzin technologii. Szczególne podziękowania należą się Władimirowi Tiumentsevowi, który rzucił nowe światło na ekranoplany.
Rzeczywiście, jeśli odliczyć koszty uzbrojenia i prac badawczo-rozwojowych, koszt „kaspijskich potworów” był porównywalny z kosztem ciężkich wojskowych samolotów transportowych. Przynajmniej mieścił się w rozsądnych granicach.
Władimir przedstawił bardzo przekonujący argument w tej kwestii. Pomimo ogromnej masy startowej i wielu silników, ekranoplan został zaprojektowany bez tradycyjnego podwozia, kabiny ciśnieniowej ani skomplikowanej mechanizacji skrzydeł. Jego konstrukcja nie wymagała drogich materiałów, takich jak tytan.
Zamiast tysięcy nitów zastosowano szorstkie spoiny.
Obecność pojedynczych, drogich komponentów, na które zwracali uwagę uczestnicy dyskusji – takich jak systemy stabilizacji 380-tonowej maszyny latającej czy też urządzenie hydro-narciarskie, które przenosi ogromne obciążenia w kontakcie z wodą – raczej nie mogła mieć znaczącego wpływu na końcowy efekt.
Problemem nie były zaporowe koszty. Sama koncepcja była o wiele bardziej wątpliwa.
Dziwny wybór niszy aplikacji.
Ciężkie wodnosamoloty są zazwyczaj podawane jako najbliższe analogie i przykłady porównawcze, ale ich los najlepiej pokazuje ograniczenia tego kierunku rozwoju.
Cechy, które rzekomo decydują o wyższości ekranoplanów nad wodnosamolotami – lepsza żegluga czy możliwość startu w falach pięciopunktowych – w praktyce nie mają większego znaczenia.
Sześć Be-200 z rosyjskiego Ministerstwa ds. Sytuacji Nadzwyczajnych i kilka japońskich Shin Meiwa wystarczyło, aby pokryć całe światowe zapotrzebowanie na ciężkie samoloty amfibie.
Porównanie ekranoplanów ze statkami rodzi jeszcze więcej pytań: współczesne okręty marynarki wojennej są znacznie większe.
Małe okręty rakietowe Karakurt mają wyporność około 800 ton, okręty patrolowe projektu 22160 mają wyporność około 1500 ton, a korwety klasy Strieguszczij mają wyporność ponad 2000 ton.
Maksymalna masa startowa bojowego ekranoplanu Lun wynosiła 380 ton, co plasuje go poza kategorią pojazdów porównywalnych nawet pod względem skali do okrętów III ery.
Warto również przypomnieć o roli i funkcjach. Wartość okrętów nie zależy przede wszystkim od prędkości, ale od ich wytrzymałości – zdolności do pozostawania w danym obszarze przez dłuższy czas, operowania dniami, tygodniami, a nawet miesiącami bez powrotu do bazy. Gdyby prędkość była jedynym czynnikiem decydującym, okręt nawodny… flota dawno straciłoby na znaczeniu pod wpływem presji lotnictwoTo właśnie autonomia decyduje o charakterze okrętu, a pod tym względem ekranoplan słabo spełnia potrzeby Marynarki Wojennej.
Oczywiście istnieją również łodzie o wyporności 400 ton. Ta klasa wagowa jest uważana za niszową dla ekranoplanów.
To natychmiast nasuwa pytanie o wykonalność. Inwestowanie znacznych środków w tym obszarze, a tym bardziej podejmowanie poważnych decyzji, jest w dzisiejszych warunkach mało uzasadnione. Warto pamiętać, że rakieta Łodzie, małe korwety i katamarany irańskiej marynarki wojennej okazały się najwygodniejszymi celami. Podczas gdy zniszczenie innych instalacji wojskowych nadal wymagało znacznego wysiłku, flota takich jednostek została zatopiona niczym w trakcie ćwiczeń.
To właśnie w tę niszę, w której technologia ginie, nie mając nawet czasu udowodnić swojej wartości bojowej, próbują wcisnąć swoje projekty zwolennicy ekranoplanów.
Mały statek, duże pytania
Jako przykład do swojego artykułu Władimir wybrał mały kuter rakietowy (MRK) projektu 1241 Mołnia, między innymi ze względu na jego unikalny system napędowy i nietypową dla jednostek o tak małych rozmiarach cenę.
W praktyce światowej za jednostki pływające uznaje się zazwyczaj jednostki o wyporności kilkuset ton. niedrogi Narzędzie do operacji przybrzeżnych. Przykładami są izraelskie kutry rakietowe klasy Sa'ar 4.5, tureckie kutry patrolowe Tuzla i wietnamskie TT-400TP.
Saar 4.5 (zbudowany w latach 80. i 90. XX wieku) o wyporności 430 ton, mocy napędu 16 000 KM i prędkości 33-34 węzłów. Uzbrojony w małokalibrowe pociski przeciwokrętowe Gabriel.
W przeciwieństwie do tego Lightning został zbudowany przez „supercywilizację” — kraj dysponujący kolosalnym budżetem wojskowym, w którym nawet najbardziej przyziemne decyzje nabierały niezwykłych rozmiarów.
Radzieccy admirałowie chcieli, aby ich flota miała mały okręt rakietowy zdolny do osiągnięcia prędkości 42 węzłów. Woda ma jednak swoje „relatywistyczne” skutki: powyżej około 30 węzłów, dalszy wzrost prędkości okrętów wypornościowych wymaga gwałtownego zwiększenia mocy silnika.
Kuter rakietowy został wyposażony w turbinę gazową o mocy stanowiącej około jedną trzecią mocy napędu współczesnych niszczycieli klasy Arleigh Burke, pomimo dwudziestokrotnej różnicy w wyporności!
Cztery turbiny gazowe, w tym dwie dopalacze o mocy 12 tys. KM każda
Molniya nie była prostą i tanią łodzią. I w tej sytuacji zwolennicy ekranoplanu dostrzegli swoją szansę.
Przelatując nad falami, Lun pozwalał na osiągnięcie prędkości 240 węzłów za te same pieniądze!
Z niejasnych przyczyn dowództwo Marynarki Wojennej zrezygnowało z „rewolucji” w małej flocie, kontynuując zamawianie „konwencjonalnych” małych okrętów rakietowych w ilościach po kilkadziesiąt jednostek.
Być może odpowiedź jest oczywista. Jeśli chodzi o żeglowność ekranoplanów, ich zwolennicy zazwyczaj kierują dyskusję na ograniczenia ich użytkowania. broń w czasie burzy, ponieważ nawet dla zwykłych statków wskaźnik ten rzadko przekracza 5 punktów. Ale to błędne tłumaczenie pytania.
Dla okrętu najważniejsza jest nie tylko jego zdolność bojowa, ale także zdolność przetrwania samej burzy. I tu różnice stają się kluczowe. Okręty o wyporności, nawet stosunkowo niewielkie, są w stanie przetrwać najtrudniejsze warunki pogodowe. Pytanie o to, jak ekranoplan będzie się sprawował, pozostaje w dużej mierze retoryczne.
Fragment wywiadu z Tatianą Alekseevą, główną projektantką w Centralnym Biurze Projektowym im. R. E. Alekseeva dla SPK
Kolejnym problemem jest żywotność baterii. Nawet mała Molniya wytrzymywała 10 dni.
Spekulacje na temat bojowego zastosowania Luna opierały się na jego rzekomej wytrzymałości wynoszącej pięć dni. Jednak nawet ta liczba wydawała się nieprawdopodobna.
Fantazje i fakty
Na podstawie danych dotyczących działania Lun, w okresie najintensywniejszych testów ekranoplan spędził na morzu... około cztery dni. Jest to łączna liczba wszystkich wydań w 1989 roku.
W innych okresach łączny czas trwania jego „kampanii” nie przekraczał kilku dni w roku.
Wniosek jest następujący: w ramach przyznanego budżetu i zastosowanych rozwiązań projektowych powstał 380-tonowy pojazd zdolny do lotu nad wodą. Nie ma żadnych wzmianek o tym, że ekranoplan pozostawał na morzu przez dłuższy czas.
Z tego powodu wszystkie techniki walki i plany wykorzystania rakiety nośnej Łun, szczegółowo opracowane przez jej zwolenników, pozostają niczym więcej niż „fikcją bojową”.
Przy prędkości przelotowej 400–500 km/h i praktycznym zasięgu 2000 km, główny zapas paliwa zostanie zużyty w ciągu kilku godzin. Pozostałe ponad 100 godzin trzeba będzie spędzić na otwartym morzu, w ślizgu lub dryfie.
W swoim artykule Władimir podkreślił doskonałą stabilność i wytrzymałość kadłuba Łuna, którego grubość była zbliżona do grubości kadłuba okrętu.
Ale są jeszcze inne pytania.
Na przykład, gdy Lun znajdował się na wodzie, kadłub i końcówki skrzydeł spoczywały na wodzie. Konstrukcja ta była stale poddawana obciążeniom zginającym. Jeden panel skrzydła mógł zostać porwany przez falę, podczas gdy drugi był częściowo lub całkowicie wynurzony z wody. W rezultacie obciążenie rozkładało się nierównomiernie, powodując znaczne naprężenia w konstrukcji.
Naprężenia koncentrowały się w nasadzie skrzydła, której rozpiętość, nawiasem mówiąc, wynosiła 44 m. Wartość ta jest porównywalna z szerokością kadłuba lotniskowca.
Najbliższą analogią są tu jednostki wielokadłubowe, takie jak okręty litoralne klasy Independence (LCS). Ich eksploatacja wyraźnie pokazała, na jakie problemy jest podatna ta konstrukcja.
USS Omaha (LCS-12) nie jest dopuszczony do pływania przy falach o wysokości 2,5 metra. Zabronione jest poruszanie się z prędkością 15 węzłów.
W przypadku statku zaprojektowanego od początku z myślą o dużej prędkości i możliwości pokonywania krótkich dystansów z prędkością przekraczającą 45 węzłów, takie ograniczenia oznaczają poważne ograniczenie jego deklarowanych możliwości.
(navytimes.com)
(navytimes.com)
Warto zauważyć, że w tamtym czasie Omaha była w służbie zaledwie od około pięciu lat. Pęknięcia w miejscu styku kadłuba głównego i wysięgnika pojawiły się na wszystkich okrętach klasy Independence.
Naprężenia zmęczeniowe w połączeniach tak szerokiej konstrukcji mogą również stanowić problem w przypadku ekranoplanów.
Przy odpowiednim wysiłku każdy problem techniczny ma rozwiązanie. Konstrukcja tytanowa mogłaby łączyć wytrzymałość potrzebną na wiele dni na morzu z lekkością niezbędną do lotu. Jednak to po prostu przesada z czarnym humorem.
Komentarze, z którymi trudno dyskutować
Uczestnicy dyskusji zgłaszali sprzeciwy i pytania, z których wiele wydawało się co najmniej uzasadnionych.
W szczególności zauważono brak silników zoptymalizowanych do lotów na małych wysokościach. Wszystkie istniejące silniki turboodrzutowe są projektowane do pracy w rzadkiej atmosferze, gdzie osiągają najwyższą sprawność.
Projektanci Ekranoplanów zostali zmuszeni do wykorzystania istniejących silników lotniczych, co często chwalili zwolennicy „kaspijskich potworów”. Jednak to tylko pogłębiło i tak już istotne niedociągnięcia. Rozwój wyspecjalizowanych elektrowni dla tak niszowej technologii groził przekształceniem Ekranoplanów w prawdziwie „złote” produkty.
„Kaspijski Potwór” był napędzany 10 silnikami WD-7, tego samego typu, co w bombowcach Tu-22. Ironią losu było to, że zaledwie dwa z nich wystarczały do napędzania naddźwiękowego nośnika pocisków o promieniu bojowym 2700 km i zdolnego do wystrzeliwania pocisków przeciwokrętowych o masie ponad pięciu ton (Ch-22).
„Monster” z kolei zademonstrował rekordową masę startową (544 tony), z czego około 400 ton stanowiła masa samej konstrukcji i paliwa, wystarczająca do lotu na dystansie 1500 kilometrów. Już na tym etapie widoczny był pełny potencjał projektu. Niemniej jednak prace w tym kierunku były kontynuowane.
Nośnik rakiet Łun otrzymał osiem zmodyfikowanych silników pochodzących z samolotu pasażerskiego Ił-86, a główną różnicą była ich zwiększona ochrona przed korozją.
Ekranoplan projektu 904 („Orlyonok”) wykorzystywał silnik turbośmigłowy z bombowca Tu-95 oraz dwa silniki nośne montowane na nosie samolotu Tu-154. Chociaż ładowność Orlyonoka (28 ton) była dość przeciętna jak na standardy lotnictwa transportowego, jego prędkość przelotowa (około 350 km/h) i zasięg (1500 km) były znacznie niższe niż w przypadku samolotu.
Oczywiste pytania dotyczyły promienia skrętu dużych ekranoplanów, który przy prędkości przelotowej wynosił kilka kilometrów. Stwarzało to oczywiste ryzyko operacyjne. W przeciwieństwie do samolotów, ekranoplany nie były w stanie wykonywać głębokich skrętów bez ryzyka, że ich skrzydła zahaczą o wodę. Zderzenie z prędkością 400-500 km/h było porównywalne do uderzenia w beton.
Problem połykania ptaków pozostaje nierozwiązany. Brakuje danych statystycznych na ten temat, ponieważ samoloty odrzutowe spędzają na takich wysokościach (10–20 metrów) zaledwie kilka sekund. Całkowity czas lotu Luna (poniżej 80 godzin) również uniemożliwił wyciągnięcie jakichkolwiek wniosków na temat jego bezpieczeństwa na takich wysokościach.
Wyglądało to dość zabawnie historia Ekranoplan „Spasatel”. Jednym z kluczowych problemów tej koncepcji był najwyraźniejszy: wykrywanie osób w niebezpieczeństwie. Przy stanie morza piątym tratwa lub łódź zagubiona wśród grzbietów fal jest widoczna tylko z wysokości 10-20 metrów z odległości kilku kilometrów. To około trzy do czterech razy mniej niż w przypadku poszukiwań z wysokości co najmniej 200 metrów.
Epilog
Historia ekranoplanów to przede wszystkim historia ich twórcy. Obraz genialnego projektanta, którego pomysły zostały odrzucone przez współczesnych, niezmiennie pobudza wyobraźnię opinii publicznej.
Ale piękno eksploracji technicznej nie wymaga urzeczywistnienia każdego pomysłu. Najbardziej absurdalne koncepcje w końcu zanikają.
ZSRR chętnie finansował śmiałe pomysły, a jego budżet wojskowy pozwalał na pewne „ekscentryczności”, takie jak broń laserowa na pokładzie transportowca drewna Dikson lub seria szybkich okrętów podwodnych napędzanych reaktorami chłodzonymi metalem.
Jeżeli w tak sprzyjających warunkach, przez ponad ćwierć wieku, biuro konstrukcyjne Aleksiejewa zdołało zbudować zaledwie kilka ekranoplanów, to wyraźnie świadczy to o „perspektywach” tego kierunku.
Dane dotyczące działania ekranoplanów zaczerpnięto z artykułu W. A. Dementjewa „Idee R. E. Aleksiejewa w służbie Ojczyzny”.
Informacja