Возьмут ли лодки "звуковой барьер"?

В пятидесятых годах перед Советским Союзом встала задача создания сильного океанского флота. Одновременно с этим встал вопрос:

можно ли создать дальние стратегические самолеты со сверхзвуковой скоростью и большой высотой полета?

Одним из перспективных направлений решения этой задачи военные считали создание межконтинентальных сверхзвуковых гидросамолетов-бомбардировщиков и стратегических разведчиков. Военно-Морской Флот был заинтересован в такой работе. Отсутствие в то время авианосных ударных соединений могло быть компенсировано наличием дальних гидросамолетов—носителей ядерного оружия.

С начала 1957 года к решению этой задачи приступил полковник А. С. Москалев, который был в то время преподавателем в академии имени К. Е. Ворошилова.

А. С. Москалев был автором первого в мире самолета, построенного по схеме «летающее крыло», который явился прообразом современных сверхзвуковых самолетов.

Еще в 1933—1934 годах под руководством А. С. Москалева на основе теоретических и экспериментальных исследований была обоснована целесообразность применения дельта-крыла малого удлинения с переменной стреловидностью для полетов с околозвуковыми скоростями. Для проверки этой идеи было принято решение построить самолет-аналог «Стрела». Работа А. С. Москалева с треугольным крылом от изыскания компоновки до решения целого ряда конструктивных, технологических и эксплуатационных проблем стала весомым вкладом в развитие авиации.

Большое значение для науки имели результаты продувок моделей самолета в аэродинамических трубах Воронежского государственного университета и ЦАГИ и летные испытания «Стрелы», выполненные в 1937— 1938 годах. Первые летные испытания, рулежки и подлеты проводились в Воронеже летчиком-испытателем А. Н. Гусаровым. Дальнейшие испытания в Москве продолжил летчик-испытатель Н. С. Рыбко. В конце сентября 1937 года «Стрела» впервые поднялась в небо.

Машина вела себя очень странно — летчику никак не удавалось подняться выше 25 метров. Оказалось, что летчик выполнял набор высоты так же, как делали это на обычных самолетах — с углами подъема 8—10°, а «Стрела» требовала больших углов. Разобравшись в особенностях нового самолета, Н. С. Рыбко в первых числах октября осуществил первый успешный полет на «Стреле» (набор высоты, развороты, горки и виражи). Это был первый в мире полет машины с треугольным крылом большой стреловидности и малого удлинения. Летчик-испытатель Н. С. Рыбко так отзывался о «Стреле»: «Я облетал не один десяток самолетов! А вот «Стрелу» вспоминаю всякий раз, когда вижу Ту-144 или французский самолет «Конкорд». Трудно сейчас представить, но именно этот маленький красно-оранжевый самолетик был прообразом современных сверхзвуковых самолетов».

По схеме «Стрелы» в 1944—1945 годах А. С. Москалевым был разработан проект боевого сверхзвукового самолета-истребителя РМ-1 с реактивным двигателем.

Теоретическая проработка, сделанная Москалевым к концу 1957 года, показала, что можно создать гидросамолет массой 280 тонн с дальностью полета в 17—18 тысяч километров. Более того, оказалось, что такая машина способна садиться на волну высотой до трех метров.

Определенные надежды на создание такой машины возлагал адмирал Флота Л. А. Владимирский, считавший, что она может в какой-то степени компенсировать отсутствие в нашей стране авианосцев. Он считал необходимым иметь самолет, способный базироваться на различных акваториях и благодаря своим высоким мореходным качествам решать ряд задач флота.

В мае 1959 года стало совершенно очевидно, что создание такого гидросамолета под силу нашей науке и промышленности. Теоретические изыскания А. С. Москалева и его соратников были использованы Р. Л. Бартини при проектировании межконтинентального гидросамолета. В послевоенное время он снова вернулся к морской тематике. К тому времени из всех творческих авиационных коллективов морской тематикой занималось лишь КБ Г. М. Бериева.

Р. Л. Бартини считал, что морские самолеты могут занять место прежде всего в транспортной системе страны. В самом деле, самолетам на колесном шасси становилось тесно на сухопутных аэродромах, да и само строительство взлетно-посадочных полос требует немалых капитальных затрат, в то время как почти три четверти земного шара — водные пространства.

Р. Л. Бартини создает свой известный проект А-57. Это должна была быть сверхзвуковая машина типа «летающее крыло» и водоизмещением около 300 тонн, способная летать со скоростью, превышающей скорость звука почти в два раза. В разработке этого проекта принял участие целый коллектив энтузиастов из нескольких научно-исследовательских организаций. Надо учесть, что время больших сверхзвуковых машин еще не наступило. Только через десять лет в небо поднимутся у нас Ту-144, у американцев «Валькирия» и англо-французский «Конкорд».

Над проблемой повышения тоннажа летающих лодок независимо от Р. Л. Бартини работал и Г. М. Бериев. Георгий Михайлович считал, что хорошая мореходность наряду с высокой скоростью может быть достигнута и в схеме «летающее крыло». Масса такого аппарата, по мнению Бериева, должна была быть не менее 1000 тонн.

В то время летательных аппаратов такой массы даже в обозримой перспективе не предвиделось. Существовавшие гидросамолеты массой порядка 50—60 тонн могли взлетать и садиться при волнении три балла, при высоте волны не выше 1,2 метра. Поиск конструктивного решения тяжелых аппаратов, способных садиться при волнении 4 балла и выше, привел Бартини к мысли о создании летающих лодок вертикального взлета и посадки. На таком режиме аппарат, поднятый над водой, «разбегается» практически без сопротивления и гидравлических ударов встречной волны. Кроме того, такой аппарат обладает и амфибийными свойствами. Чтобы приблизить аэродинамические характеристики самолета-амфибии к характеристикам сухопутных машин, водоизмещающие объемы проектировались в виде надувных поплавков, убиравшихся в полете (путем вакуумирования) в специальные отсеки по бортам центроплана.

Постепенно в чертежах рождался новый гидросамолет Бартини. Острый угол в носовой части далее по размаху становился пологим. Носовая кромка была саблеобразной, что делало самолет похожим на гигантскую стрелу. У этой машины не было фюзеляжа, горизонтального хвостового оперения и, разумеется, колесного шасси. Силовая установка состояла из пяти турбореактивных двигателей, располагавшихся над кормовой кромкой крыла. Нижняя центральная часть летающего крыла была выпуклой, что придавало самолету хорошие амфибийные качества. Далее по размаху профиль становился таким, как этого требовала аэродинамика больших скоростей. Согласно проекту скорость аппарата должна была вдвое превышать скорость звука.

Казалось, уже наступило время завершить технологическую часть и довести машину до государственных испытаний, но этого не произошло. Роберт Людвигович остался верен своему кредо «конструктор — это генератор идей, и нельзя тратить время на производственные вопросы». А главное, надобность в таком гидросамолете отпала — в СССР появились межконтинентальные баллистические ракеты.

А Бартини был уже увлечен новой идеей. На этот раз он решил создать аппарат необычного типа — экраноплан динамического поддержания. Перед ним встала новая конструкторская задача — обеспечить динамическую силу без специальных стартовых подъемных двигателей и разгон до взлетной скорости без контакта с водной поверхностью. Источником такой силы, по идее Бартини, могла стать энергия струй турбореактивных двигателей. Для этого струи нужно было направить в замкнутый контур. Первые лабораторные исследования на моделях подтвердили возможность использования «отходов производства» реактивной тяги для создания поддерживающей силы. Конструктивно Бартини решил эту задачу путем создания мощного крыла — центроплана малого удлинения с торцовыми шайбами по бортам, выполненными в виде водоизмещающих объемов — килеватых поплавков или лодок с воздушными килями.

Блок турбореактивных двигателей был вынесен на пилоне вперед для того, чтобы отработанные газы попадали под крыло и поддували его. Зазор между задней кромкой крыла и водой регулировался поворотом щитка-закрылка. При старте щиток полностью был отклонен. В этом случае, газовый поток тормозился, скорость падала, давление росло. Образовывалась динамическая воздушная подушка, поддерживающая аппарат с момента старта до выхода на режим полета над поверхностью воды.

Так Бартини разработал конструктивную схему нового типа морского летательного аппарата — тяжелого экраноплана. Ему предстояло изучить множество теоретических и конструктивных вопросов: движение водяных масс под крылом экраноплана, интенсивность истечения потока у задней кромки отклоненного щитка-закрылка и его влияние на тягу аппарата. В экранном полете у крыла было два аэродинамических фокуса: один зависит от угла атаки крыла, другой — от высоты полета. Нужно было научиться управлять ими, создавать условия статической и динамической устойчивости, изучить законы возмущенного движения экраноплана в нестационарном потоке больших присоединенных масс.

Одновременно прорабатывались вопросы энергетики такого аппарата, который должен совершать длительные походы в экстремальных условиях Мирового океана, Арктики и Антарктики. Поскольку использование химического топлива ограничивает дальность и продолжительность полета экраноплана, то изучалась также возможность использования ядерной силовой установки. Такая установка использовалась бы на крейсерском режиме полета в течение длительного времени. На старте, до выхода на режим экранного полета, намечалось использовать кратковременный форсаж с подачей химического топлива в камеры сгорания двигателей.

И это далеко не все проблемы, связанные с новым принципом движения аппарата на динамической воздушной подушке. И как у всякого нового дела, у него появились не только сторонники, но и противники. Один из товарищей Роберта Людвиговича высказал в связи с этим парадоксальную мысль, которую Бартини взял на вооружение: «Больше всех продвижению новой идеи мешают энтузиасты! Они объявляют свое новшество способным заменить многие существующие изделия и этим наживают себе противников, и в первую очередь, среди авторитетных специалистов, изделия которых намереваются заменить пропагандисты новшества». Бартини высказался на этот счет так: «Наш экраноплан не заменит ни судов, ни самолетов, ни вертолетов. У каждого из этих аппаратов своя область применения. Ни в коей мере не следует переоценивать возможности экранопланов».

От экраноплана ждали, например, чтобы он летал по-самолетному, мог к примеру, перелететь через встречный корабль или скалистый остров. Но экраноплан — непригоден для полетов над сушей в отрыве от экрана.

Один из доводов противников экраноплана — опасность полета на малой высоте, на «бреющем», как его называют летчики. Однако во время войны летчики не раз к нему прибегали по тактическим соображениям и не без успеха. Для экраноплана низкий полет — штатный режим, главное достоинство которого высокое аэродинамическое качество, в два раза превышающее самолетное. Это фактор не только технический, но и экономический. Существенно снизить расход топлива при выполнении транспортной задачи, обеспечив при этом скорость, близкую к самолетной, и во всяком случае более высокую, чем у судов на подводных крыльях и на воздушной подушке — фактор экономический.

Р. Л. Бартини был уверен, что судам-экранопланам для трансокеанской транспортной связи принадлежит будущее. По его прогнозам, именно на таких судах (он называл их летательными аппаратами бесконтактного взлета и посадки) будут осуществляться перевозки пассажиров, контейнерные перевозки грузов без подъема на небольшой высоте.

Самолет — это единственное транспортное средство, — говорил Роберт Людвигович, — которое не может остановиться на той дороге, по которой движется! Достоинство ли это? Когда я учился летать, максимальная скорость моего самолета была меньше посадочной современного. Прогресс? Безусловно! Но какой ценой? Потерей автономности! Самолет оказался привязанным к взлетно-посадочной полосе с железобетонным покрытием.

Первое же испытание модели схемы Бартини, проведенное в гидроканале, показало, что идея судна-экраноплана вполне жизнеспособна. Свой проект Бартини разрабатывал с расчетом на эксплуатацию аппарата в морских условиях. Работа над проектом шла быстро. На чертежах уже «разместилась» силовая установка, появились магистрали и линии систем управления. Жилые каюты расположились вдали от силовых установок в крыле и бортовых шайбах, они служили для создания запаса плавучести и повышали аэродинамическое качество в «экранном» полете ... Бартини считал экраноплан перспективным летательным аппаратом для моря.

...6 декабря 1974 года Роберт Людвигович Бартини умер. На его рабочем столе остались расчеты крыла нового аппарата...