От «Ласточки» до «Дельфина»: история крылатых кораблей

Показательно, что первый рейс «Ракеты» отделяют от другого знаменательного события в истории нашей страны — запуска первого искусственного спутника Земли — менее двух месяцев. Причем, если попробовать провести параллели, между этими двумя достижениями можно найти много схожего. И в этом нет ничего удивительного: нашей стране в тот момент крупно повезло. Разработку космических ракет и водных «Ракет» возглавили две харизматичные личности — Сергей Павлович Королев и Ростислав Евгеньевич Алексеев.

О молодости Алексеева рассказывают любопытную историю. Будучи студентом кораблестроительного факультета Горьковского индустриального института, он увлекался парусным спортом. Причем не просто ходил под парусом, но сам конструировал и строил яхты, готовил их к соревнованиям. С деньгами было туговато, поэтому к одной из гонок Алексеев сшил парус из лоскутов, а чтобы придать яхте солидности, выкрасил парус в черный цвет. Это было ошибкой: жюри заявило, что пираты, мол, в гонках не участвуют, и не допустило экипаж Алексеева к соревнованиям. Но Ростислав не растерялся: когда другие стартовали, он ушел за ними вдогонку, а на финиш пришел первым. Не получив никаких наград, Алексеев возвращался с гонки победителем. А вскоре действительно им стал. Окружающие поражались, как спокойно и настойчиво он шел к достижению своих целей.

Из окон здания ЦКБ по судам на подводных крыльях им. Р.Е. Алексеева открывается прекрасный вид на Волгу. Когда-то здешние инженеры отвлекались от работы, увидев в окнах суда, построенные по их проектам. Сегодня это сложней: на дворе конец октября (не сезон!), да и крылатых судов поубавилось на Волге. Взлетевшие за последнее десятилетие цены на дизельное топливо сильно увеличили стоимость их эксплуатации. Так что во время нашего приезда из окон предприятия можно было увидеть только водоизмещающие суда, медленно проходящие по Волге. Вероятно, почти так же река выглядела в 1943 году, когда неподалеку отсюда, прямо у берега, стояла избушка на понтонах. Каждый вечер после тяжелого рабочего дня в нее приходили два человека и засиживались до поздней ночи. Здесь они мастерили свой первый катер на подводных крыльях. Одним из молодых людей был Алексеев, другим — его помощник Саша Некоркин. Всего за несколько месяцев катер был построен и успешно испытан, и хотя до серийных «Ракет» еще было далеко, Ростислав Алексеев почувствовал, что наконец приблизился к осуществлению студенческой мечты. Ростислав мечтал построить судно, которое изменит представления о водной скорости.

Рассказывают, что идею судна на подводных крыльях молодому конструктору подсказали документы ЦАГИ, в которых рассматривались принципы работы крыла в воде. Изучив их, Ростислав понял, что если подводными крыльями приподнять корпус судна над водой, то удастся, во-первых, заметно снизить сопротивление движению, а во-вторых, уменьшить влияние волн. Реализовав эту идею в металле, можно было создать судно, способное развивать впечатляющую скорость даже при скромном по судостроительным меркам двигателе. Выходила двойная экономия — топлива и времени.

Увлекшись этой идеей, кораблестроитель посвятил свою дипломную работу проекту судна на подводных крыльях. Но тут как раз началась война, и судостроительный завод «Красное Сормово», на который был распределен Алексеев, перешел на выпуск танков. Так что строительством скоростных судов пришлось заниматься исключительно в свободное время, которого было крайне мало. Но инженеру улыбнулась удача. Узнав о том, что его талантливый работник посвятил свой диплом оригинальной идее, главный конструктор завода предложил Алексееву заниматься проектом скоростного судна два часа в день.

Хотя первый катер на подводных крыльях ходил по воде на высокой скорости, Алексеев быстро понял, что конструктивно это тупиковая модель. Дело в том, что катер требовал управления по углу атаки подводных крыльев. Такая особенность сильно усложняла конструкцию судна и требовала специальной подготовки водителя. Алексеев не знал, что на Западе на тот момент уже существовало несколько моделей судов на подводных крыльях. Но это ему не помешало — скорее, даже помогло. Алексеев изобрел свою собственную оригинальную конструкцию подводных крыльев — малопогруженные саморегулирующиеся, которые, как впоследствии выяснилось, оптимально подходили для движения по рекам. Вскоре за рубежом принцип работы таких крыльев станут называть эффектом Алексеева.

В то время как Алексеев экспериментировал со своими первыми судами, на Западе доминировали модели на V-образных, пересекающих поверхность воды подводных крыльях. Консоли таких крыльев в крейсерском режиме выступали из воды. С ростом скорости судна подъемная сила крыльев увеличивалась, но регулировать угол атаки не требовалось. При увеличении подъемной силы судно вместе с крыльями приподнималось из воды, при этом площадь погруженной части крыла уменьшалась, и в результате подъемная сила уравнивалась с весом судна. Недостаток подобной схемы — сравнительно низкое гидродинамическое качество крыльев, которое вызвано дополнительным сопротивлением от пересечения крылом поверхности воды. К тому же схема с частично погруженными крыльями, как правило, имеет большую осадку.

Не зная о зарубежных разработках Ростислав Алексеев придумал свою конструкцию, тоже самостабилизирующуюся. Как известно, подъемная сила возникает вследствие разности давлений на нижней и верхней поверхностях крыла — из-за разных скоростей обтекания. На верхней поверхности крыла создается разрежение, на нижней же давление повышено. Однако по мере уменьшения глубины давление на верхней поверхности повышается, так как в пограничной зоне происходит подтормаживание частиц жидкости, в результате подъемная сила уменьшается и судно стабилизируется. Предложенная Алексеевым схема оказалась оптимальной для речного транспорта — его суда имели более высокое, по сравнению с зарубежными аналогами, гидродинамическое качество и меньшую осадку, что при движении по рекам было большим преимуществом.

Существует и третья схема — с полностью погруженными подводными крыльями, которая применяется главным образом на морских судах. Морское волнение практически не влияет на их движение. Однако подобная схема не самостабилизирующаяся, и чтобы уравновесить вес судна и подъемную силу при разных скоростях, необходимо изменять угол атаки крыла. Именно из-за сложности автоматизации этого процесса суда с полностью погруженными подводными крыльями перестали быть экзотикой лишь после появления эффективных автоматических систем управления.

Не случайно малопогруженные крылья появились именно в России — иностранные изобретатели работали в основном над морскими скоростными судами. В Советском же Союзе задачи были другие: огромная страна испытывала серьезный недостаток в шоссейных дорогах, и появление речного скоростного транспорта могло решить множество проблем. Заслуга Алексеев в том, что он чрезвычайно быстро понял, какая конструкция будет оптимальной для России, и смог за считанные годы связать города на реках скоростным транспортом.

Все свободное время Алексеев посвящал экспериментам с подводными крыльями. В 1946 году он строит свой второй катер, развивавший 87 км/ч! Гидродинамическое качество на этой скорости у аппарата Алексеева составляло 10 (против 5 у глиссеров). Год спустя разработан очередной проект. В нем применена простая схема с двумя малопогруженными подводными крыльями, которая впоследствии использовалась на серийных речных судах конструктора. К 1950 году Алексеев был уже готов приступить к строительству первых в мире серийных судов на малопогруженных подводных крыльях, что в конце концов и привело к появлению первого в нашей стране пассажирского судна на подводных крыльях «Ракета-1». Когда 25 августа 1957 года это судно преодолело 420 км — расстояние от Горького до Казани — за семь часов, многие специалисты отказывались в это верить. Еще больше все удивились цене билетов на «Ракеты»: она оказалась лишь немного выше, чем на обычное водоизмещающее судно. Популярность «Ракет» росла, а заводы наращивали темпы выпуска таких судов. Стало понятно, что идея Ростислава Алексеева, от которой многие профессора и специалисты некогда рекомендовали ему отказаться, оказалась именно тем, что так давно нужно было стране.

Конструкторы Алексеева тем временем не почивали на лаврах. Почти каждый год они представляли новый тип судна. В 1958 году был построен первый «Метеор» — судно с вдвое большей пассажировместимостью, чем у «Ракеты» (120 человек). Оно столь высоко зарекомендовало себя, что выпускается и по сей день! Покорив реки, Ростислав Алексеев решил войти в море. В 1961 году начались регулярные морские рейсы теплохода «Комета». На этом судне Алексеев применил уже другую схему крыльевого устройства — с частично погруженными крыльями, — которая лучше подходила для движения по морю.

Конструктор мечтал о том, чтобы его суда развивали все бЧльшие скорости. Этому мешала существовавшая тогда разобщенность между судостроительной и авиационной промышленностью — порой приходилось подстраиваться под то, что уже имелось в судостроительной отрасли, тогда как существовали более удачные авиационные решения. Часто, однако, выручал авторитет Алексеева — так, главный конструктор смог договориться, чтобы списанные с самолетов газотурбинные двигатели поставлялись на его предприятие. После соответствующей доработки они могли еще многие годы служить на его судах.

Именно благодаря использованию авиационных двигателей Алексееву удалось разработать газотурбоход «Буревестник» — пожалуй, самое красивое в нашей стране судно. Достоинство использования газотурбинных двигателей заключалось в комбинации их малого веса и высокой мощности, которая была так желанна для судов на подводных крыльях. Применение дизельных двигателей мешало судам Алексеевым развить высокие скорости, ведь для их достижения требовалась большая мощность, что в свою очередь приводило к заметному увеличению массы силового агрегата и требовало большего запаса топлива.

На «Буревестнике» конструктор отказался не только от дизельного двигателя, но и от гребного винта, поскольку на высоких скоростях его КПД был недостаточно высоким. Вместо него было установлено два водомета. Используя эти решения, удалось поднять скорость хода до 95 км/ч!

С каждым годом на реках и морях Советского Союза появлялось все больше судов Алексеева, а вскоре все чаще стали поступать заказы из-за рубежа. Постоянные усовершенствования крылатых судов привели к тому, что они стали доступней зарубежных аналогов и при этом дешевле в эксплуатации. Даже американцы приобретали катера Алексеева, чтобы использовать их в Нью-Йорке, и это при том, что в США тогда выпускали собственные аппараты на подводных крыльях. До сих пор около 70% судов на подводных крыльях за рубежом — российские, конструкции Алексеева. Стоит отметить и то, что скоростные суда приносили государству очень неплохой доход: как за счет эксплуатации их на родине, так и от продажи за рубеж. Если советские автомобили часто продавали за рубеж по цене ниже себестоимости (стране нужна была валюта), то суда Алексеева всегда приносили прибыль.

Не могли не обратить внимания на успех скоростных судов Алексеева и военные. Так что вскоре специалистам Алексеева была поручена разработка целого набора грандиозных проектов. Поскольку такие разработки были засекречены, узнать подробности о них непросто. «TechInsider», например, выведала, что в начале 1960-х годов в Горьком разрабатывали проект танка на подводных крыльях. Он не только носился по воде, обгоняя катера, но и был способен метко стрелять с воды прямо при движении. Увы, найти специалистов, работавших над этим удивительным проектом, нам не удалось.

Любопытны пограничные катера «Антарес» с водоизмещением 220 т, которых на рубеже 1970−1980-х годов было построено 12 штук. Каждый из них приводился в движение от двух газотурбинных двигателей мощностью по 7350 кВт и легко развивал скорость в 60 узлов! Это был один из самых интересных проектов последнего времени. В 1980 году Ростислава Евгеньевича не стало, и с его смертью триумфальное шествие наших скоростных судов как будто приостановилось. Свою роль в этом деле сыграл рост цен на топливо, в результате чего себестоимость поездок на таких судах сильно возросла. Окрыленность оказалась нерентабельной. Из-за падения спроса были отменены многие регулярные рейсы, а «ракеты» стали реже встречаться на наших реках.

Но век судов на подводных крыльях не закончился. В ЦКБ им. Алексеева продолжается работа: дизайнеры трудятся над новым обликом крылатых судов, повышают уровень их комфортабельности, а конструкторы прорабатывают возможности применения новых движителей. Например, на смену гребному винту, который применяется на большинстве аппаратов Алексеева, вскоре может прийти очень эффективный водомет, кстати, тоже разработанный в России. Преемники Алексеева верят, что крылатые суда себя еще покажут. Конечно, вряд ли они будут применяться так же широко, как в Советском Союзе, — вдоль рек появились дороги, да и цены на топливо не упадут. Но, с другой стороны, время тоже не дешевеет, а платежеспособность населения растет. Так что вполне возможно, что такие суда появятся, например, на Олимпийских играх в Сочи. Россияне смогут вспомнить юность, а иностранцы — прокатиться на машинах, которые однажды изменили представления о скорости на воде...