Судно на воздушной подушке: как устроен летучий корабль

Первая модель Левакова напоминала именно перевернутую тарелку, точнее, таз: в центре был электрический мотор с винтом, который нагнетал воздух, и «посудина» отрывалась от пола, зависая в воздухе. После нескольких экспериментальных машин в 1937 году появился первый боевой летающий катер – Л5. На его носу и корме располагались два авиационных двигателя М-45 по 850 лошадиных сил. Катер «выжимал» около 130 километров в час (на полном ходу ни одна торпеда не догонит) и спокойно двигался над водой и сушей, несмотря на вес в восемь тонн. Результаты испытаний показали его превосходство над торпедными катерами, однако выявили и недостатки: перегрев двигателей, малая остойчивость (то есть невысокая способность судна, выведенного из равновесия, вернуться к изначальному положению). Но главное – небольшой отрыв корпуса от поверхности, из-за чего машина не могла преодолеть даже невысокое препятствие.

Не хватало всего одной детали. И нашел ее, как часто бывает, неспециалист. Англичанин Кристофер Коккерел, инженер-электронщик, в 1950 году открыл маленькую катеростроительную верфь. Совершенствуя свои катера, он хотел снизить их сопротивление с помощью воздушной «смазки». Но подвод воздуха к днищу утяжелял конструкцию из-за новых элементов, а жесткие заграждения для сохранения воздуха увеличивали сопротивление. И Коккерел догадался заменить твердую стенку воздушной завесой. Он первым применил сопловый способ создания воздушной подушки: когда воздух не свободно вытекает под днище от вентилятора, а нагнетается узкими соплами, расположенными по периметру. Отрыв корпуса от поверхности достиг 300 мм – впятеро выше, чем у Левкова. По этой схеме фирма Saunders RO построила КВП (корабль на воздушной подушке) SR-1, на котором англичане в 1959 году пересекли Ла-Манш... став пионерами в создании СВП. Вот что значит грамотная реклама! Советские испытания летающих катеров шли с 30-х годов, вводя в недоумение случайных свидетелей, но велись они в условиях секретности – и в результате весь мир признал отцом СВП Коккерела.

Эти достижения стали хорошим стимулом для активизации работ над подушкой в СССР. После ухода Левкова из жизни все его материалы попали в Центральное морское конструкторское бюро «Алмаз» в Ленинграде. Разработки продолжались, но только по инициативе самого ЦМКБ – пока не заявил о себе Коккерел. Не отстать от англичан было делом чести– к тому же военное руководство прекрасно понимало, что скоростные и амфибийные качества СВП перспективны для использования в десантных морских операциях.

ЦМКБ «Алмаз» – единственный в России проектант десантных кораблей на воздушной подушке

В пору гонки вооружений наибольшую опасность представляли американские авианосцы. Конечно, для противостояния авианесущим группировкам существовали ударные крейсеры и атомные подлодки с крылатыми ракетами. Но даже у самых мощных кораблей без захвата проливов и прилегающего побережья было мало шансов. Конструкторам «Алмаза» поручили разработать корабль на воздушной подушке, который мог бы на большой скорости десантировать бронетехнику и морскую пехоту на берег. У ЦКБ к тому времени был только опыт создания маленького экспериментального катера МС-01 водоизмещением 20 тонн – от него требовалось перейти к кораблю водоизмещением 350 тонн. Параллельно с проектными работами шли исследовательские: пришлось осваивать новые технологии и материалы, разрабатывать трансмиссии, вентиляторы, легкие газотурбинные двигатели. Еще не было методов расчета ходкости, остойчивости, маневренных элементов, не был выбран способ образования воздушной подушки – сопловый или камерный. Впервые решено было применить резиновые гибкие ограждения, изобретенные в Англии и предназначенные для повышения мореходности и амфибийности КВП. После испытаний моделей, построенных по двум разным схемам, разработали «Джейран»: корабль на воздушной подушке для высадки двух танков на необорудованный берег – такого в мире еще не было ни у кого. В 1970 году корабль был сдан.

Десант даже ног не замочил

Почти одновременно появился десантно-штурмовой катер «Скат»: он перевозил 40 десантников в полной экипировке, двигался со скоростью 50 узлов и легко ходил при волнении моря в пять баллов. В то время началось обострение ситуации на советско-китайской границе, и «скаты» использовались не только на Балтике и Черном море, но и на Амуре. Кроме того, четыре катера переоборудовали для спасения космонавтов – на случай их приземления на озере Иссык-Куль.

Изучение возможностей кораблей на воздушной подушке стимулировало появление новых моделей: десантовысадочного «Кальмара», КВП огневой поддержки десанта «Косатка», «Мурены», которая совмещала функции «Кальмара» и «Косатки». Но по мореходности и количеству перевозимой техники по-прежнему не было равных «Джейрану». Накопленный потенциал позволил говорить о развитии этого проекта с увеличением вместимости, скорости, вооружения и общей надежности. Так появилась идея «Зубра» – единственного в мире амфибийного корабля с ударным вооружением, который передали флоту в 1988 году. «Зубр» предназначен для приема с берега (даже необорудованного) морского десанта с боевой техникой, перевозки морем, высадки на побережье противника (один «зубр» доставляет на берег батальон морских пехотинцев, которые могут «не замочив ног» сразу вступить в бой) и огневой поддержки десантируемых войск. Для этого судна, которое спокойно преодолевает рвы, траншеи и болота, открыто до 70 процентов общей длины береговой линии морей и океанов мира.

Выдающимся этот корабль делает уникальное сочетание грузоподъемности, амфибийности и скорости. На испытаниях его разгоняли до 70 узлов (около 130 км/ч). При больших скоростях гибкое ограждение подламывается, и корабль «клюет носом», но на этот случай предусмотрена блокировка критических режимов по скорости и радиусу разворота. Управление требует такой осторожности и точности, что на «Зубре» нет рулевого – его обязанности исполняет командир. По техническому потенциалу и тактико-техническим элементам «Зубр» до сих пор не имеет себе равных в мире, а потому востребован и зарубежными заказчиками. При этом зачастую требуется создание «экспортных» модификаций: например, в случае с Грецией – из-за необходимости тропикализации. Так что можно сказать, что развитие проекта продолжается.

Доводка любого корабля – непростой и долгий процесс. Например, характерные винты у «Зубра» заключены в насадки, благодаря чему тяга увеличивается в полтора раза. А насадка – выпиленное из пластмассы сооружение диаметром 7 метров – довольно субтильна. На первых испытаниях они ломались: для нужной добавки по тяге зазор между воздушным винтом и насадкой должен быть очень маленьким, а если винт колеблется, возможно задевание. Представьте, сколько потребовалось времени, чтобы довести этот, казалось бы, простой узел.

Винты «Зубра» – опасное сочетание мощи и хрупкости

Для привода винтов, нагнетателей и других потребителей были созданы высокотемпературные газотурбозубчатые агрегаты. Система очистки воздуха обеспечивает длительную работу газовых турбин при солености моря до 30 промилле.

Отсутствие у СВП непосредственного контакта рулевых устройств с водой затрудняет маневрирование и делает судно зависимым от погоды. Поэтому были разработаны различные схемы управления, включая аэродинамические и струйные рули (реактивные сопла), винты изменяемого шага.

Воздушная подушка затрудняет управление

С судами на ВП значительно облегчается береговая структура: не требуется ни причальных стен, ни пирсов – корабли выходят на необорудованный берег, надо всего-то заасфальтировать площадку и сделать сходни. Еще одна особенность – всесезонность. Амфибийные суда могут ходить и по льду – им так даже легче (при движении над водой под давлением корабля создается ответная яма, которая дает сопротивление). Особенно это полезно на замерзающих реках и топях Сибири. Когда по телевидению показали небольшой катер «Бриз», в ЦКБ «Алмаз» вереницей потянулись заказчики – разработчики сибирской нефти, которым трудно добираться до нефтепромыслов.

Похожая ситуация на газо- и нефтепромыслах Баренцева моря. Нелишне вспомнить и о громадном побережье на Севере: с возрождением Северного морского пути связан очень сложный вопрос перемещения грузов на берег. «Алмаз» на базе своих амфибийных судов уже проектировал для Севморпути катера-перегрузчики: подходит такой катер к борту, на него спускают груз, и вскоре он оказывается на берегу.

Казалось бы, суда на воздушной подушке универсальны. Чем же сдерживается интерес к ним? Препятствия для летающих кораблей носят характер энергетический и экономический. При той же массе, что и водоизмещающее судно, аппарат на воздушной подушке требует большего расхода топлива – ведь ему надо двигаться не только вперед, но и вверх. Двигатели для КВП мощные и легкие, а значит – дорогие, малоресурсные, сложные в изготовлении. Условности есть в производстве любой техники, но использование судов на воздушной подушке целесообразно только там, где эти условности перекрываются преимуществами – скоростью, амфибийностью, отсутствием подводной части.

Суда на воздушной подушке строит Россия, Англия, Япония, США, Франция. Сотни таких кораблей перевозят миллионы пассажиров на регулярных линиях в Ла-Манше, Ирландском море, на средиземноморском побережье Франции и Италии, в Канаде, США и странах Карибского моря, а также в Японии и Австралии. Большинство судов на воздушной подушке имеет вместимость до 100 пассажиров, но с 1968 г. началась эксплуатация судов типа 5К4, вмещающих 254 пассажира и 30 легковых автомашин. Эти суда пересекают Ла-Манш за 40 минут.