В каком направлении «летят» новые экранопланы США?

Похоже, что проекты программы Liberty Lifter меняются. Попытаемся понять, куда направлены эти изменения и куда они в итоге могут привести.

Понятно, что вся графическая информация по программе снабжена пояснениями «художественная реконструкция». Однако художник в данном случае не может рисовать по принципу «я так вижу» – ему выдают основные особенности внешнего вида ЛА. Кроме того, среди иллюстраций явно присутствуют изображения 3D-моделей, а уж их-то точно не «рисуют от балды».

Крыло

Начнём с проекта Aurora Flight Sciences (AFS). Первый вариант несёт отчетливые следы родства с экранопланом Pelican ULTRA (он изображен в подборке первым). Это неудивительно: AFS – «дочка» Boeing, и явно имеет доступ к материалам проекта-предшественника. Опущенные вниз консоли крыла – попытка повысить эффект влияния экрана.

Однако на следующем шаге всё изменилось – в конструкции не осталось даже намёка на то, что это экраноплан. Теперь это явный гидросамолёт – крыло без излома и складные консоли с поплавками поперечной остойчивости дают прирост аэродинамического качества именно в крейсерском полёте.

Аналогичную метаморфозу претерпел и проект General Atomics Aeronautical Systems (GA-ASI). Специалисты компании явно «приняли за основу» концепцию, разработанную DARPA. На втором шаге она изменилась незначительно – разве что крыло сместилось вперёд. А вот «с третьей попытки» крыло переехало вверх. Это, естественно, снизит эффект экрана – но садиться на воду (да ещё в волнение) с низко расположенным крылом – не лучшая идея.

Фюзеляж

Основное отличие между проектами: конструкция GA-ASI имеет два фюзеляжа, в то время, как в AFS обошлись одним. На первый взгляд, два фюзеляжа заведомо проиграют – площадь больше, то есть конструкция тяжелее, да и сопротивление трения (его определяет омываемая поверхность) на дозвуке даёт немалую долю полного сопротивления.

Однако не будем забывать, что одной из основных задач нового экраноплана является высадка десанта или переброска войск. Здесь мы имеем дело с крупногабаритными грузами (в видеоролике DARPA показывают высадку колёсных амфибий ACV, стоящих на вооружении Корпуса морской пехоты США). Если принять, что фюзеляжи обоих вариантов сопоставимы по длине (а так оно и есть), то получается, что в «одиночном» фюзеляже бронетехнику нужно размещать в два ряда. И очевидно, что при этом образуются большие неиспользуемые объёмы фюзеляжа. Понятно, что при «гидросамолётной» нижней части фюзеляжа сечения будут выглядеть иначе, но соотношение «пустот» практически не изменится.

При перевозке войск можно сделать подвесной пол-потолок и что-то там возить. Однако при десантировании важно разгрузиться в минимальное время – и здесь уже «второй этаж» не приемлем.

Есть и второй довод в пользу двух фюзеляжей. При такой схеме крыло расположено ближе к поверхности воды, а эффект влияния экрана начинает проявляться с высоты, примерно равной половине хорды крыла. Так что два фюзеляжа позволяют сделать крыло «аэродинамичнее» или получить больший экранный эффект.

Двухфюзеляжный вариант имеет рампы/аппарели впереди, у однофюзеляжного рампа сзади. Получается, что гидроплан (уж будем называть его так) AFS будет подходить к берегу хвостом вперёд, что увеличит время десантирования. Зато убежать от берега удастся быстрее.

Силовая установка

Концепт DARPA предусматривал 10 винтомоторных групп (ВМГ). Специалисты GA-ASI увеличили их количество до двенадцати. При этом малые размеры двигателей как бы намекали, что мы имеем дело с турбоэлектролётом: где-то «внутри» стоят ГТД и крутят генераторы, а винты приводят в движение электромоторы. Вес силовой установки при этом увеличивается на те самые генераторы и электромоторы, а также на проводку и коммутационную аппаратуру (силовые). ВМГ устанавливались на пилонах, что исключало положительное влияние обдува крыла потоком воздуха от винтов. На третьей итерации количество ВМГ уменьшилось до восьми, а винты переехали на переднюю кромку крыла. Размещение двигателей в крыле указывало, что «электродвижение» сохранилось.

В отличие от конкурентов, спецы AFS «по-честному» разместили под крылом ТВД. Однако их восемь. А конструкторы – в отличие от фанатов мультикоптеров – знают, что эффективность воздушного винта зависит от его диаметра. Поэтому даже гигантский Pelican ULTRA – превосходство по грузоподъёмности над Liberty Lifter в 12(!) раз – планировалось оснастить всего четырьмя ТВД, но зато с большими винтами.

Взлет и посадка

Принятая DARPA и вынужденно поддержанная участниками программы концепция «работы с воды» – явно не лучший вариант. Проектанты Boeing двадцать лет назад это хорошо понимали – они предпочли оснастить Pelican ULTRA просто чудовищным шасси (38 поворотных стоек со спаренными колёсами), лишь бы только не «плюхаться в воду».

Ограничения по взлёту-посадке в три балла волнения моря (высота волны – до 1-го метра) делают для Liberty Lifter проблемным даже выполнение транспортных задач. А уж о десанте и говорить не приходится. Видео DARPA, на котором Liberty Lifter бодро утыкается в берег (хорошо хоть песчаный), не может вызвать ничего, кроме ухмылки типа «Гы!». Ну, либо прочность корпуса нужно делать такой, что машина просто не взлетит.

Ну, а то, что гидропланы «при прочих равных» уступают по характеристикам самолётам «сухопутным», полагаю, в доказательстве не нуждается. Как только двигатели стали надёжнее, гидроавиация «сошла со сцены», оставшись только в роли «нишевого продукта».

Резюме

Проекты программы Liberty Lifter пока находятся на стадии «весёлых картинок». Понятно, что многое в них ещё может поменяться. Однако, как говорил замечательный конструктор Олег Сергеевич Самойлович, «ошибку, сделанную при выборе концепции, на более поздних стадиях проектирования исправить невозможно». Похоже, что участникам программы Liberty Lifter предстоит убедиться в справедливости этого тезиса.

Вместо послесловия

В предыдущей статье я говорил о сравнении «Орлёнка» – единственного крупного экранолёта, воплощённого в металле – с сопоставимым по размерности ВТС Ан-12. Вот таблица.

Полагаю, что комментарии излишни.

Алексей Захаров,
авиационный эксперт
#экспертВО