HIGH-SPEED AMPHIBIAN (HSA) - now and in the future
1. ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ АМФИБИИ (ВСА) СЕГОДНЯ И В
БУДУЩЕМ
К настоящему времени все повсеместно используемые виды
транспортных средств (наземные, водные, воздушные) подошли к пределу
своего развития.
Это подтверждается следующими явлениями:
- постоянное, физически обусловленное увеличение себестоимости
транспортных средств и инфраструктуры обеспечения транспортной
деятельности;
- опережающий рост транспортных тарифов на пассажирские
перевозки по сравнению с индексом потребительских цен;
- высокая степень износа основного капитала на транспорте;
- рост производительности труда за счёт использования
дополнительных производственных мощностей;
- невозможность организовать эффективную систему управления
безопасностью на транспорте;
- снижение внутренних и иностранных инвестиций в транспорт;
- сокращение занятых на транспорте;
- не соответствующая современным и перспективным требованиям
экологичность;
- неспособность транспортных отраслей дать опережающие
возможности развитию регионов.
В Российской Федерации это проявляется особенно остро. По причине
транспортной недоступности населения и хозяйствующих субъектов
происходит депопуляция богатейших регионов, тормозится их развитие.
Мы стоим на пороге транспортного кризиса, когда возможности
транспортных отраслей будут не в состоянии обеспечить потребности в
перевозках не только в отдельных странах (регионах), но и по всему миру.
Искать решения будущих проблем необходимо уже сегодня.
И такие решения ищутся. Ещё в первой половине прошлого века
появились сначала робкие, но потом весьма решительные шаги в создании
экранопланов.
Александр Липпиш, Гюнтер Йорг, Роберт Людвигович Бартини,
Ростислав Евгеньевич Алексеев, Анатолий Николаевич Панченков – вот
неполный перечень уже ушедших от нас выдающихся теоретиков и
практиков экранопланостроения. Они показали возможности поистине
инновационного вида транспорта, способного обеспечить доступными
перевозками человечество без ограничения.
Ханно Фишер, Владимир Викторович Буковский, Вячеслав Васильевич
Колганов – в наши дни упорно восстанавливают утраченное и развивают,
порой вопреки косности власть предержащих, идею использования эффекта
экрана.
Именно экранопланы и более обобщённо, высокоскоростные амфибии
(ВСА), обладают уникальными возможностями эксплуатироваться в трёх
2. физических средах как экранопланы в воздушной среде, как суда в водной
среде и как аэросани по тверди.
Причём они обладают преимуществами перед всеми другими видами
транспорта. Поистине могут стать транспортом XXI века.
Диаграмма Кармана – Габриэлли убедительно показывает, что по
соотношению скорость – качество экранопланы являются оптимальным
видом транспорта.
Помимо этого ВСА обладают рядом других ценных преимуществ.
Преимущества ВСА перед водоизмещающими судами:
- высокая скорость, соизмеримая с вертолётами;
- амфибийность (способность двигаться по тверди);
- всесезонность эксплуатации, независимость от ледоколов;
- способность облетать торосы;
- эксплуатация без дорогостоящей береговой инфраструктуры;
- непотопляемость (применительно к ВСА «Небо + Море»)
Преимущества ВСА перед вертолётами:
- безопасность;
- дальность действия, соизмеримая с водоизмещающими судами;
- эксплуатация без дорогостоящей инфраструктуры;
- способность подойти к объекту при волнении;
- менее затратная подготовка персонала;
- значительно меньшие эксплуатационные расходы
Преимущества ВСА перед наземным транспортом:
- высокая скорость;
- высокая проходимость;
- малое удельное давление на опорную поверхность;
- отсутствие грунтозацепов;
- внедорожная эксплуатация
Высокоскоростной амфибийный транспорт способен:
3. - обеспечивать круглогодичные грузопассажирские перевозки
практически во всех регионах и мало зависеть от погодных и климатических
условий;
- функционировать без обустроенных трасс движения, маршрутами
движения являются естественные транспортные артерии (реки, и другие
акватории, тундра, снежные и ледяные поля);
- функционировать без больших капитальных затрат на создание
инфраструктуры обеспечения эксплуатации;
- функционировать с большой эксплуатационной экономичностью;
- эксплуатироваться с большой скоростью, мобильностью и
проникающей способностью;
- минимально воздействовать на окружающую среду;
- по необходимости функционировать в различных физических средах;
- стать самым безопасным видом транспорта;
- снять проблему транспортной доступности населения.
Созданием этого вида транспорта уже занимаются зарубежные
конкуренты в Китае, Ю. Корее, США, Германии и в других странах.
Основные данные реально существующих зарубежных
экранопланов
Разработчик (страна) Ю. Корея Германия КНР
Название WSH - 500 Air Fish - 8 WSH - 20 CYG-11
Максимальный стартовый вес, кг 17 500 3 000 10 000 5 500
Максимальная грузоподъёмность,
кг (пасс)
4 500 (50) (8) 3 000 1 200 (12)
Крейсерская/максимальная скорость,
км/час
175 160…180 160…180 175/220
Дальность (максимальная
грузоподъёмность), км
600 500 1 000 1 500
Ориентировочная стоимость одного
аппарата, млн. евро
17,0 5,5 7,0 2,5
Состояние программы
Идут ходовые
испытания
Строится
малой серией
Идёт подготовка к
ходовым испытаниям
Строится
малой серией
Исходя из анализа зарубежного экранопланостроения, можно сделать
вывод, что иностранные компании:
- используют наработки Липпиша, Фишера, Алексеева и ничего
принципиально нового не создают, т. е. занимаются копированием;
- разрабатывают и строят ВСА, использующие только один
эксплуатационный режим – движение на экране (экранопланы) без
реализации возможностей движения на других режимах.
В Российской Федерации также ряд компаний активно работают в этом
направлении, но правительство РФ всерьёз не принимает эти усилия. Это
подтверждается отсутствием финансирования работ. Только одна компания в
России удостоилась такой чести и государственной помощи. Остальные
работы по экранопланам гражданского назначения проводятся на энтузиазме
и собственном финансировании.
5. Экраноплан "CYG-11" (копия ЭК – 12)
Встреча двух конструкторов экранопланов: Владимир Буковский и
Ханно Фишер
Основные данные реально существующих российских
экранопланов
Разработчик
ЗАО "НПК
"ТРЭК"
ООО "ИнПромФинГрупп"
ООО "Орион" (бывш. ООО
"ИнПромФинГрупп")
ЗАО "АТТК" ООО "Небо+Море"
Название
ЭК-12
"Иволга"
ЭК-12
"Иволга"
"Орион-14"
(копия ЭК-12)
"Орион-20" "Акваглайд-5" "Буревестник-24"
Максимальный
стартовый вес, кг
5 500 5 500 5 500 ≈ 17 000 2 400 ≈ 7 000
Максимальная
грузоподъёмность,
кг (пасс)
1 200 (12) 1 200 (12) 1 200 (12) 2 000 (21) 300 (4) 3 000 (24)
Крейсерская/максимальная
скорость, км/час
175/220 175/220 175/220 180/250 150...170 170/250
Дальность (максимальная
грузоподъёмность), км
1 500 1 500 1 500 1 600 350...450 1 500
Состояние программы
Производится
малой серией
в КНР под
названием
CYG-11
1 аппарат испытывается
в ПС ФСБ,
1 аппарат используется
в Морской академии
(Новороссийск)
Производится
малой серией
для Ирана
Проходит
заводские
испытания
Производился
малой серией
1 аппарат проходит
эксплуатационные
испытания
1 аппарат проходит
заводские испытания
Примечание: Экранопланы ЭК – 12 «Иволга» и «Орион – 14» практически идентичны
7. Технический прогресс нельзя остановить. Например, сегодня уже
активно развивается электрический привод для различных транспортных
средств – от почти игрушечных беспилотных летательных аппаратов до
водных транспортов водоизмещением в 2000 тонн. При этом авиационный
транспорт не может быть переведён на электрический привод вследствие
опасности падения при отказе движителей. ВСА в этом случае могут стать
незаменимыми для испытаний и доводки электрических силовых установок,
поскольку, обладая способностью двигаться в воздушной среде при
эксплуатационном движении на экране, практически лишены высоты
падения. Т. е. ВСА могут ускорить появление электросамолётов.
Несмотря на уже существующие проекты ВСА грузоподъёмностью до
500 тонн, рассчитанные на межконтинентальную дальность, наиболее
реально внедрение в эксплуатацию ВСА «местных линий» на маршрутах
протяжённостью до нескольких сот километров для перевозок от 20 до 100
пассажиров (до 10 тонн). Такой транспорт будет востребован в архипелагах.
Ведь до 20 % территории Греции, Индонезии, Малайзии и других островных
государств не обитаемы, несмотря на большую потребность в территории.
Внедрение в эксплуатацию ВСА может дать импульс дальнейшему развитию
туризма в этих регионах.
ВСА XXI века, безусловно, должны быть композитными. Теперь есть
технологическая возможность создавать материалы с заранее заданными
свойствами. Так, уже создан конструкционный композитный материал с
коэффициентом теплопроводности ϰ ≤ 0,06 Вт/м×К и с интегральной
плотностью ρ ≤ 1 кг/дм3
, т. е. материал, способный придавать конструкции
свойство непотопляемости и изотермичности, обладающий к тому же
околонулевой гигроскопичностью. ВСА, изготовленная из такого материала,
сохраняет положительную плавучесть даже при полностью затопленных
внутренних полостях и отсеках. Такой материал испытан и применяется при
строительстве ВСА.
Освоению нисконаселенных регионов, в том числе островных и
северных, может способствовать многофункциональный высокоскоростной
амфибийный транспортный комплекс освоения территории, представляющий
собой самодостаточное, обладающее синергическими свойствами сочетание
высокоскоростной амфибии, вспомогательного судна на воздушной подушке
и плавающего самодвижущегося причала в различных вариантах
исполнения. При установке в любой выбранной географической точке
комплекс обеспечит перевозки на расстоянии до 1500 км,
эксплуатируясь в трёх физических средах: по земле, как аэросани, по
воде, как скоростное судно, и в воздушной среде на высоте до 150 метров.
Все элементы указанного комплекса изготовлены на единой
технологической основе из композитного материала, упомянутого выше.
Такие комплексы могут быть изготовлены непосредственно в регионах
эксплуатации. Заводы по их изготовлению не только предоставлять местному
населению рабочие места, но будут центрами развития бытовой
инфраструктуры, т.е. станут «зародышами» посёлков и даже городов.
Непосредственно в регионах эксплуатации помимо производства
8. предусмотрено формирование и центров компетенции (центров подготовки
персонала для всего жизненного цикла ВСА).
а б в
Высокоскоростной амфибийный транспортный комплекс.
а – высокоскоростная амфибия ВСА – 7,
б – плавающий причал в варианте пассажирского терминала (дебаркадера),
в – вспомогательное судно на воздушной подушке (СВП) ВСА – 3
Основные характеристики ВСА – 7
Допустимая высота волны, м., (не менее) 1,5 (от 3до 4 баллов)
Вместимость, включая 2 членов экипажа чел.,
(не менее)
20
Потребляемое топливо (по желанию заказчика)
Автомобильный
бензин, дизельное
топливо, СПГ
Возможные эксплуатационные режимы движения:
-водоизмещающие (плавание, глиссирование, контактно-бесконтактный);
-экранный;
-внеэкранный (самолётный);
-аэросанный (с препятствиями до высоты 0,5 метра)
Скорость хода крейсерская/макс., 0...200/250 км/час
Максимальная полезная нагрузка, кг. до 3000
Дальность с максимальной полезной нагрузкой, км. до 1300
Температурный диапазон эксплуатации, °С - 63*
…+ 40
Весовая эффективность W = Gполезн /Gвзл, не менее 0,4
Примечание: *) по результатам испытаний в Республике Саха (Якутия) зимой 2014…2015
годов
9. Вспомогательное судно на воздушной подушке ВСА – 3 «Малыш» имеет
основные характеристики:
Скорость хода, км/час 0...120
Полезная нагрузка, кг до 700
Вместимость, включая 1 члена экипажа чел., до 10
Дальность хода с максимальной полезной нагрузкой, км до 500
Температурный диапазон эксплуатации, °С - 40…+ 40
Весовая эффективность W = Gполезн /Gстарт, не менее 0,4
Плавающий самодвижущийся причал имеет основные
характеристики:
Грузоподъёмность, кг до 5000
Может быть собранным в любом из возможных вариантов по
потребности эксплуатирующей организации:
а) плавающий причал,
б) понтонный пирс,
в) служебное помещение.
В варианте плавающего причала или пирса собирается вручную с
применением средств малой механизации силами персонала
эксплуатирующей организации.
Элементы комплекса уже строятся, проходят заводские и
эксплуатационные испытания. Более того, уже на морском берегу
приобретена земля для постройки первого в России Центра компетенции
ВСА, в котором будет проводиться сборка ВСА, их испытания,
лицензирование и подготовка персонала.
ВСА – 3 «Малыш» в цехе.
10. А Б
ВСА «Буревестник – 24» (прототип ВСА – 7) вместимостью до 24
пассажиров в условиях эксплуатационных испытаний на реке Лена в
Республике Саха (Якутия) А – зимой; Б – летом
А
Б
ВСА - 7 в состоянии заводских испытаний.
А– на швартовных испытаниях летом, Б – на ходовых испытаниях зимой
А Б
Проект завода по изготовлению ВСА
А – внешний вид, Б – вариант размещения на местности
11. Проект центра компетенции ВСА на морском побережье РФ
Уже созданы технические и технологические предпосылки для
постройки и ввода в опытную эксплуатацию линейки ВСА различной
размерности и назначения.
Типоряд разработанных ВСА
12. Основные характеристики разработанных ВСА
По нашему мнению, к основным стратегическим
фундаментальным проблемам в развитии ВСА можно отнести:
1 В области разработки и строительства – отсутствие
фундаментальных исследований и расчётов движения ВСА в экранном
режиме на отстояниях от экрана менее 0,25 САХ и, как следствие,
отсутствие нормативных документов и актов.
2 В области эксплуатации ВСА – отсутствие нормативно–
правовой базы (НПБ) организации движения, управления движением и
управления безопасностью ВСА, что делает бессмысленным любые
работы по проектированию, строительству и организации эксплуатации
ВСА.
3 В области организации – необходимость создания нового
направления промышленности и транспорта – ВСА транспорта. Это
требование исходит из того, что если он будет развиваться или с
авиацией, или флотом, то он всегда будет лишь нежеланным
дополнением и никогда не получит бурного развития и не займёт того
места, которое он заслуживает, исходя из возрастающей его значимости.
Отсюда вытекает необходимость подготовки кадров на всех уровнях.
Кроме того он может дать толчок в развитии и авиации и флота по
многим направлениям.
Для преодоления предстоящего мирового транспортного кризиса уже
созданы технические и технологические предпосылки. Недостаёт только
политической воли правительства (применительно к России).
Россия, как ни одна другая страна, имеет богатый научно – технический
задел и уникальный опыт применения экранопланов и других
высокоскоростных амфибий. Пока ещё мировой рынок ВСА не
сформировался, «правила игры» на нём не определены, необходимо
захватить инициативу и стать лидером в развитии инновационного
вида транспорта. Стать законодателем и некоторое время даже
Характеристики ВСА-3 ВСА-7 ВСА-20 ВСА-500 ВСА-600
Скорость, км/час 0…120 0…250 0…350 0…500 0…500
Дальность действия, км 600 1500 3000 6000 6000
Макс. стартовый вес, т 3 7 20 500 600
Макс. грузоподъемность, т 1 3 20 300 350
Пассажировместимость до 10 20 90
Высота движения, м 0,1...0,3
До 3 м- экран
150 м-самолет
До 5м экран
150м самолет
20 м экран 25 м экран
Часовой расход топлива, л. 16 50 экран 750 экран ~ 10 000 ~10 000
Вид топлива
АИ-95 или ДТ,
СПГ
АИ-95 или ДТ,
СПГ
ТС – 1
Размах крыла, м. 3 16 23 60 50
Длина, м. 9 19 27 60 76
Высота, м. 2 4,6 6,4 12,0 13,5
Размеры грузовой кабины Д×Ш×В, м. 2,5×2,2×1,5 6,0×2,5×1,9 12,0×4,0×2,2 40×20×4,5 48×12×5
Материал конструкции ВСА 90%
из композита
90%
из композита
90%
из композита
85%
из композита
85%
из композита
13. монополистом в этой сфере. Для этого предлагается легитимировать ВСА
сначала в России, а потом (через IMO) в масштабах всего мира.
Однако правительство РФ в лице профильных министерств инициативу
в развитии ВСА отдало (по недомыслию или сознательно?) другим
государствам, где этому вопросу уделяется больше внимания.
При таком отношении правительства уже недалёк тот день, когда
«заграница нам поможет».
Валентин Иванов,
ООО "НЕБО+МОРЕ"
