По воде аки посуху: перспективы судов на воздушной подушке
Мы уже рассматривали вопрос, связанный с перспективой развития судов на подводных крыльев. В современном отечественном и мировом судостроении перспективным направлением стало также создание судов на воздушной подушке.
Ряд экспертов высказывал мнение, что эпоха судов на подводных крыльях кончилась и их эксплуатация экономически неэффективна в связи с нередкими случаями поломки крыльев. Между тем в России суда на воздушной подушке массовым видом пассажирского водного транспорта не стали. Это связано с тем, что себестоимость их эксплуатации намного выше по сравнению с другими судами, как водоизмещающими, так и на подводных крыльях либо глиссирующими. Причина состоит в том, что мощность силовой установки расходуется не только для того, чтобы привести судно в движение, но и для того, чтобы обеспечить работу механизмов создания воздушной подушки. На это расходуется треть всей мощности двигателя. И, таким образом, в сегменте скоростного флота на водном транспорте судно на воздушной подушке занимает ту же нишу, какую в воздушном транспорте занимает вертолёт - функция его несущего винта состоит как в том, чтобы держать его в воздухе, так и в том, чтобы обеспечить ему направленный полёт. Но вертолёт менее требователен к инфраструктуре и поэтому с его помощью решаются такие задачи, какие с помощью самолёта невозможно решить. То же самое можно сказать и о судне на воздушной подушке. Одно из его существенных преимуществ состоит в том, что оно может передвигаться и по мелководью, т.е. и по тем рекам, которые не считаются судоходными. Судно на воздушной подушке может спрямить маршрут, если река делает излучину и при этом на спрямляющем отрезке нет опасных препятствий. Кроме того, судно на воздушной подушке может двигаться и над водной поверхностью, покрытой льдом, благодаря чему решается существенная проблема водного транспорта - сезонность. Недостатком судов на воздушной подушке помимо высокой стоимости эксплуатации является зависимость от ветра, который снижает скорость движения. Кроме того, судном на воздушной подушке трудно управлять. Для управления используются аэродинамические плоскости, как у самолёта, которые становятся эффективными только на достаточно высокой скорости.
Возможность круглогодичной эксплуатации является важным преимуществом судов на воздушной подушке с коммерческой точки зрения. В России суда данной разновидности имеют значительный рыночный потенциал, так как наибольшая часть её территории находится в зоне холодного климата с суровой и продолжительной зимой. С точки зрения экономики эксплуатации существенным преимуществом данных судов является отсутствие необходимости в причалах.
Попытки внедрить суда на воздушной подушке в пассажирский сегмент предпринимались ещё в прошлом веке. В 1965 году было создано пассажирское судно вместимостью 50 пассажиров, получившее название «Сормович». Его силовая установка состояла из газотурбинного двигателя АИ-20К конструкции А.Г. Ивченко и вспомогательного двигателя АИ-8, созданного этим же конструктором. Скорость хода составила 110-130км/ч. Судно использовалось на линии Горькой-Чебоксары.
Попытки организовать пассажирские перевозки на судах на воздушной подушке в России предпринимались и в пореформенной России. Первая линия, открытая в 1992 году, была международной и связала Благовещенск с китайским Хайхэ. Вторая линия открыта в 2002 году от Самары до Рождествено. Третьей стала переправа через Волгу Нижний Новгород - Бор. С 2008 по 2014 годы такие перевозки осуществляла частная компания «Логопром-Борский перевоз». Она также организовала 4 маршрута - 3 в Нижнем Новгороде и 1 в Московской области. Из Нижнего Новгорода были открыты линии в Бор, а также два внутригородских маршрута от пристани Александровский сад до микрорайонов Юг и Мещерское озеро. Линия до Мещерского озера была открыта в 2010 году, но в связи с отсутствием спроса была закрыта через месяц. Маршрут до Бора был первым - он организован в 2008 году и просуществовал до 2012 года. Линия от Александровского сада до микрорайона Юг была открыта летом 2014 года и действовала до января 2015 года. Подмосковный маршрут от Лыткарина до Андреевского просуществовал с января 2011 года до конца 2014 года. За всё время его существования было перевезено 110000 человек. В январе 2015 года маршрут был закрыт в связи с убыточностью. Известны также другие попытки - переправа через Волгу из Казани, морские маршруты в Петропавловске-Камчатском и Владивостоке, а также речная переправа через Лену в Якутске. Об этих маршрутах информации немного, но известно, что коммерческого успеха они не имели.
Суда на воздушной подушке могут быть востребованы в грузовом сегменте. При перевозке транзитных грузов между районами Северной Атлантики и северной частью Тихого океана протяженность морских торговых линий весьма значительно сократится. На таких 9 линиях, как Лондон–Токио и Лондон–Анкоридж, морской путь станет короче на 40 %. Благодаря высокой скорости СВП время доставки транзитных грузов уменьшится в 10 раз по сравнению с водоизмещающими судами. Суда на воздушной подушке хозяйственного назначения могли бы перевозить пассажиров и грузы через ледяную шапку между арктическими районами и северным побережьем, а также южными портами. Однако главную роль им надлежит сыграть при освоении нефтяных и минеральных ресурсов и в осуществлении местных перевозок продуктов питания, мехов, строительных материалов и оборудования.
За рубежом активно применялись морские суда на воздушной подушке, которые эксплуатируются с 1959 года. С этого времени было построено большое число судов данного класса. Основным местом их постройки была Великобритания, но их производство также освоено в Японии, США, во Франции и в СССР. Ими было перевезено несколько миллионов 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 года началась эксплуатация судов типа 5К4, вмещающих 254 пассажира и 30 легковых автомашин. Эти суда пересекают Ла-Манш за 40 минут. В 1976 году через Ла-Манш судами на воздушной подушке (главным образом судами типа 5К4) было перевезено около 2 млн пассажиров, что составляет 25% общего количества перевезенных людей. Доля судов на воздушной подушке в пассажирских перевозках к 1978 году возросла почти до 50%. Этому в немалой степени способствовал ввод в строй с середины 1977 года 400-местных французских судов на воздушной подушке типа «Навиплан 500». Это судно, на палубе которого можно одновременно перевозить 45 легковых автомобилей, в настоящее время является самым крупным в мире из судов данной разновидности. Общая масса судов типа «Навиплан 500» составляет 260 тонн, скорость на тихой воде — 75 узлов; мощность энергетической установки достигает почти 12 тыс. кВт.
В России гражданские суда на воздушной подушке тяжёлого класса не строились. В развитии данного направления в отечественном судостроении было серьёзное препятствие - отсутствие отечественного двигателя с необходимыми показателями по мощности и тяге. Проблема топливной эффективности силовой установки была трудноразрешимой для постройки даже речного судна такого класса, к которому относился упомянутый выше «Сормович». Поэтому себестоимость перевозки была бы настолько высокой, что такие суда не могли бы конкурировать по цене билета даже с самолётами.
В России пассажирские перевозки на судах на воздушной подушке коммерческим продуктом не стали. Для того, чтобы данная услуга коммерциализировалась, необходимо решить те же проблемы, которые встали и на пути развития авиатранспортной отрасли. Производство судов на воздушной подушке необходимо модернизировать, чтобы достичь высоких показателей серийности - чем больше серия, тем меньшей будет продажная цена одного судна. Для постройки судов данной разновидности необходимо использовать современные материалы, обладающие малым весом и обеспечивающие необходимые показатели по прочности. Силовые установки для судов на воздушной подушке, как и для самолётов и вертолётов, должны отвечать всем международным требованиям по надёжности, безопасности, экономичности и экологичности. Важным аспектом является и организация послепродажного обслуживания. Низкий уровень её развития на воздушном транспорте стал одной из причин высоких цен на авиаперевозки.
В России в качестве одной из перспективных сфер применения судов на воздушной подушке рассматривается туристический бизнес. Профессор Университета водных коммуникаций, доктор технических наук В.А. Шишкин и доцент этого же вуза, кандидат технических наук В.Н. Окунев в качестве примера рассматривают маршруты по Неве и Финскому заливу от Санкт-Петербурга до Петергофа, Стрельны и Кронштадта. На этих направлениях традиционно использовались и используются «Метеоры», но для них навигация начинается только в мае и прекращается уже в сентябре.
В России в настоящее время суда на воздушной подушке производятся 17 судостроительными компаниями. Большинство из них действуют в Нижнем Новгороде. К ним относятся « АКС-Инвест», в продуктовую линейку которой вошли суда «Марс-700/1000/3000, «Аэроход» ( «Хивус-6/10/32/48, А-20), «АМФИТЕХ» ( «Славир-525/636/936), «Аэроджет» ( АСВП ПегасАСВП АЭРОДЖЕТ-6М, АСВП АЭРОДЖЕТ-8МАСВП АЭРОДЖЕТ-11ТАСВП АЭРОДЖЕТ-14ТАСВП АЭРОДЖЕТ-17ТАСВП АЭРОДЖЕТ-20ТАСВП Пегас-Посейдон), «Роспромресурс», имеющая отделение и в Москве ( «Мираж-7/11/18), «Аэростайер» (семейство «Стрелец»), и «Экстрим-Моторс» («Кайман-10»). Второе место по количеству производителей судов на воздушной подушке занял Санкт-Петербург, где находятся ЦКБ «Нептун» ( «Ирбис-5», «Пардус», «Ямал-730» и «Разведчик-660»), «Кристи-Ховеркрафт» ( «Кристи-6143/6184», «Кристи-Арктика»), ОАО Судостроительная фирма «Алмаз» («Ирбис» и «Рысь»). Судостроительная компания «Нептун» имеет отделения в Москве и Подпорожье Ленинградской области и производит суда типа «Нептун-11/15/23». В Подпорожье также действует Свирская судоверфь, на которой изготавливаются суда «Гепард» и «Пума», производящиеся также в Долгопрудном в цехах компании «Нептун-Судомонтаж». В Омске действует ОАО «ТПЦ «СибВПКНефтегаз», где строятся суда семейства «Арктика». Хабаровский судостроительный завод изготавливает судно типа «Мурена». Ярославский судостроительный завод - «Барс» и «Чилим». Ведущей компанией в сегменте судов на воздушной подушке признано ЦКБ «Нептун». Кроме того, в Рыбинске на судостроительном заводе «Вымпел» ведутся работы по созданию судна на воздушной подушке «Хаска-10» для военного и гражданского применения. В коммерческой версии данное судно предназначается для решения задач нефтегазового сектора. Оно будет строиться в соответствии с государственной программой «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений на 2013 — 2030 годы» «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений на 2013 — 2030 годы». Для обеспечения бесперебойного сообщения на Крайнем Севере ряд военных проектов судов на воздушной подушке будет конвертирован в гражданские версии.
Полноценное серийное производство СВП в настоящее время налажено в компаниях «Нептун», «Аэроход», «АМФИТЕХ» и «Кристи-Ховеркрафт».
В Самаре на сезонных перевозках через Волгу СВП «Аэроход» вытеснили туполевские глиссеры-аэросани. Речники Сибири планируют начать эксплуаутацию СВП, но ждут появления модели, которую было бы экономически целесообразно эксплуатировать на пассажирских перевозках. Компания «Аэроход» выпустила уже около 1000 судов разной вместимости,часть из них поставлена на экспорт СССР обладал самым большим в мире флотом военных СВП. Суда данной разновидности эксплуатируются для перевозки пассажиров, МЧС, пограничной службой. Согласно статистическим данным, из всех имеющихся в России СВП 85% находятся в собственности государственных структур, которые не осуществляют их эксплуатацию с высокой интенсивностью.
Но каковы их перспективы в коммерческом сегменте?
По словам эксперта, инженера-двигателиста, сотрудника Самарского Национального Исследовательского Университета, Владимироа Герасимова, прошедшего службу на военном СВП «Мурена», на коротких маршрутах, в частности, на переправах через крупные реки, заливы и т.п., СВП по экономическим показателям могут конкурировать с вертолётами. Владимир Герасимов также отмечает, что интенсивная гражданская эксплуатация выявила множество проблем как с надёжностью отдельных узлов СВП, так и с вопросами ремонта и своевременного обеспечения запчастями , а в некоторых случаях выявились вопросы надёжности энергоустановки в целом. К сожалению, отечественные КБ в настоящее время эти проблемы не решают. Не были решены даже возникшие вопросы по модернизации КВП «Мурена» ( военного судна). По мнению Владимира Герасимова, внедрение СВП в повседневную практику гражданской эксплуатации - более сложный процесс, чем даже проектирование и изготовление СВП. Для решения этой задачи необходим отдельный, передовой эксплуатант с выбранной бездотационной трассой, чтобы по итогам эксплуатации убеждать в приобретении СВП. Владимир Герасимов также отметил проблемы с выбором силовой установки. В статье, опубликованной в журнале «Двигатель» (2016,№3) он обратил внимание, что энергозатраты движения на воздушной подушке росли быстрее успехов в газотурбостроении. Для амфибийных СВП был установлен наилучший диапазон скоростей в 75- 95 км/час. В процессе совершенствования конструкций СВП, благодаря непрерывной коммерческой эксплуатации с 1969 года на маршрутах до 50 км, удельная энерговооружённость снизилась со 120 до 100 л.с. до 35-50 л.с. на тонну водоизмещения. При этом пришлось снижать скорость до порогового уровня 55-65 км/час, ниже которого воздушный винт теряет свои преимущества движителя. Так обозначилась приоритетная зона скоростей СВП с дизелем, при которой вес дизельной энергоустановки с топливом становится сопоставим с весом ГТД с учётом веса топлива. Вопрос, что лучше, газовая турбина или дизель, остался неразрешённым. Владимир Герасимов также отметил, что одной из основных задач в деле создания силовой установки для СВП состоит в постройке надёжного редуктора (причина провала программы «Сормович» состояла именно в постоянных поломках этого агрегата).
Главный конструктор Крыловского Государственного научного центра Виктор Соколов отметил, что одной из главных проблем эффективной эксплуатации СВП состоит в поиске материалов для изготовления гибкого ограждения воздушной подушки. Именно применение гибкого ограждения гарантирует преодоление препятствий, в том числе и при движении надо льдом, который на ряде рек, особенно сибирских, может быть неровным. Гибкое ограждение быстро приходит в негодность и это стало одной из причин, по которой, например, было прекращено движение через Волгу по маршруту Нижний Новгород - Бор. После окончания каждого рабочего дня ремонтная бригада должна была латать пробоины, образовавшиеся на гибком ограждении. Между тем на сибирских реках, особенно на Лене, суда на воздушной подушке использовать предпочтительнее, чем суда на подводных крыльях, потому что последние не могут подойти к необорудованному берегу и по всему маршруту движения необходимо расставлять дебаркадеры, в которых СВП не нуждаются. Кроме того, проблемным аспектом остаётся силовая установка с необходимыми показателями по ресурсу и топливной эффективности. Такая же проблема существует и в сегменте СПК, которые в настоящее время оснащаются зарубежными двигателями, препятствием для поставки которых являются международные санкции.
Для успешного развития сегмента СВП, как и в авиационной промышленности, необходимо проводить исследования в области технологий и материалов, которые являются базой для постройки как самих судов, так и двигателей для них. Помимо этого необходимы исследования для поиска конструктивных решений, обеспечивающих оптимизацию веса и необходимые прочностные характеристики.
Петр Крапошин
