Таким образом, опытным путем, было установлено, что СВП целесообразно применять только тогда, когда не может быть эффективно использован автомобильный, железнодорожный или обычный водный транспорт.

Установленная мощность на тонну водоизмещения СВП колеблется в широких пределах. Для кораблей военного назначения, где экономические характеристики эксплуатации не имеют определяющего значения, этот показатель находится в пределах 65-120 кВт/т. Столь высокая энерговооруженность вызвана необходимостью обеспечения заданной гарантированной скорости при встречном ветре и морском волнении.

В гражданском судостроении, где допускается отказ от рейсов по погодным условиям, этот показатель определяется экономичностью эксплуатации СЭУ и не превышает 30-40 кВт/т, что обеспечивает на тихой воде скорость в 40-50 уз.

В 1935 г. в СССР начинается строительство первых серийных СВП водоизмещением от 5 до 8 т. (серия "Л"). Сам факт существования как Л-1 так и последующих судов, в том числе рекордного Л-5, развившего скорость в 70 узлов (ок. 130 км/ч) был глубоко засекречен, что привело только к тому, что в ведущих промышленных странах получили развитие собственные методики конструирования СВП.

Эксперименты с разработанной в СССР камерной схемой создания воздушной подушки привели к созданию снегоходов на воздушной подушке с автономными подъемным и движительным комплексами, но вторая мировая война (1939-1945 гг.) надолго прервала это направление развития отечественного судостроения.

Опытная эксплуатация первых кораблей на воздушной подушке и подводных крыльях показала необходимость решения целого ряда специфических вопросов, а именно:
- обеспечение работоспособности ГТД и стабильности его характеристик в условиях интенсивного забрызгивания морской водой воздухоприемных устройств, в условиях низких и высоких температур наружного воздуха от -40°С до +40°С;
- обеспечение работоспособности разветвленной трансмиссии при волнении в условиях недостаточно “жесткого” корпуса;
- повышения надежности, пожаро и взрывобезопасности и т.д.

Специфика нового класса кораблей потребовала создания для них специальных ГТУ и агрегатов, близких по массогабаритным характеристикам к авиационным, но отвечающих всем требованиям, вытекающим из тяжелых условий их применения на флоте.

В 1955 г. профессор К. Коккерел (Англия) изобрел сопловую схему формирования воздушной подушки с использованием гибких ограждений, что в сочетании с газотурбинной ЭУ, способствовало началу массового строительства СВП.

В 1959 г. под руководством К. Коккерена в Великобритании строится СВП "Ховеркрафт (Hovercraft)" на котором была достигнута рекордная по тем временам скорость - 70 узлов (ок. 130 км/ч).

В 1970 г. в СССР был создан первый корабль на воздушной подушке проекта 1232 с уникальным газотурбинным агрегатом ДТ-4, состоящим из двух ГТД мощностью по 18,000 л.с. и трансмиссии из 18 планетарных и угловых редукторов восьми типов, обеспечивающей передачу мощности одновременно на четыре нагнетателя и на четыре воздушных винта, а также механическую связь нагнетателей и винтов правого и левого бортов.

Не менее уникальной стала созданная в этот же период установка М-10 для кораблей на подводных крыльях проектов 1141 и 1240, состоящая из газотурбинного двигателя мощностью 20,000 л.с. и угловой редукторной передачи типа “колонка” для привода винтов. За период с 1969 по 1976 гг. в Советском Союзе было построено более 90 судов с динамическими принципами поддержания водоизмещением от 27 до 550 тонн, общий тоннаж которых составил 16,740 тонн.

Первым серийным СВП - десантный штурмовой катер “Скат” (проект 1205). Катер водоизмещением 27 т, скоростью полного хода 49 уз. предназначался для перевозки и высадки 40 десантников. “Скаты” использовались на мелководных акваториях Аральского и Каспийского морей в течение 12 лет.

В 1971-1985 гг. начинается серийное строительство транспортно-десантные кораблей на воздушной подушке “Кальмар” (пр. 1206) с водоизмещением в 114 т, скоростью полного хода до 55 узлов, способного перевозить грузы массой до 37 т.

Низкие гидроакустические и магнитные поля, присущие кораблям на воздушной подушке, позволили использовать их для эффективного траления морских мин и на базе пр. 1206 был разработан первый телеуправляемый тральщик, серийное строительство которого началось в середине 80-х годов.

В 1979-1980 гг. на замену “Скатам” приходит десантный катер на воздушной подушке “Омар” (пр. 1209) водоизмещением в 54 т, скоростью полного хода 60 уз., предназначенного для перевозки 60 десантников.

В 1970-1985 гг. реализуется программа строительства десантных КВП “Джейран” (пр.12321, водоизмещение - 355 т., грузоподъемность - 80 т., и скорость хода - 50 узлов.), конструкция которых обеспечивала загрузку техники единичной массой до 50 тонн.

В 1985-1992 гг. начинается серийное производство КВП “Мурена” (пр. 12061), водоизмещением 149 т. При скорости полного хода до 55 уз. "Мурена" была способна перевозить грузы массой до 24 т., а при снижении скорости на 8-10 узлов до 40-42 т.

КВП "Мурена" прошел круглогодичные испытания на р. Амур и ее притоках при температуре воздуха от +25 до -30 C с преодолением всех видов рельефа (вода, сплошной и битый лед, торосы, песчаные отмели, кустарник и т.д.) и был передан морским силам Федеральной пограничной службы.

Серьезным шагом в развитии больших КВП стал серийно строящийся с 1988 г. десантный корабль “Зубр” (пр. 12322), который до 2007 г. является самым эффективным кораблем этого типа в мире. Грузоподъемность “Зубра” - 150 т., полное водоизмещение - 550 т., полный ход - 60 уз. на тихой воде и 40 уз., на волне до 2 м.

Результаты исследования воздействия прохождения сопловых СВП на микрофлору и фауну, являющихся кормовой базой для промысловых рыб, показали, что повышенное давление в воздушной подушке (до 143 кг/кв.м) не оказывает вредного воздействия на морские организмы, уровень шума в пассажирских помещениях не превышает регламентируемого для аналогичных помещений пассажирских самолетов, а внешний шум находится в пределах требований санитарных правил для СВП.

Глиссер, СПК, СВП – ступени развития идеи о подъеме корпуса скоростного судна из воды в воздух, логическим завершением которой являются летящие над водой суда экранопланы.

Экранопланы: Своему появлению экранопланы обязаны военным морякам, заинтересованным в наличии боевых и транспортных средств, обладающих высокой мобильностью и скоростью движения. Экранопланы соединяют в себе положительные качества самолетов и кораблей, когда самолетная скорость движения сочетается с грузоподъемностью транспортного судна.

На начальном этапе разработки экранопланов было закономерным использование идей, апробированных в работах по СПК на малопогруженных подводных крыльях. Первой была идея самостабилизации крыла относительно границы раздела двух сред - воздуха и воды. Происходящие физические процессы при обтекании воздушного крыла в условиях близости поверхности являются практически зеркальными по отношению к тем, которые имеют место при движении малопогруженного подводного крыла.

При этом были установлены основные основные различия подводного и воздушного крыла:
- подводное крыло движется в значительно более плотной (примерно в 800 раз) среде и за счет этого требует значительно меньшую площадь для создания подъемной силы,
- при его приближении к границе раздела двух сред (воздух/вода, воздух/суша) у подводного крыла подъемная сила снижается, а у воздушного крыла возрастает.

Одной из первых отечественных работ, посвященных влиянию экранирующей поверхности на аэродинамические свойства крыла, стала экспериментальная работа Б. Н. Юрьева (“Вестник воздушного флота” , №1, 1923), в которой была полностью подтверждены теоретические разработки ученых, ставшие основой для создания нового типа судов- экранопланов.

Экранопланы поддерживаются над поверхностью естественной динамической воздушной подушки, возникающей от скоростного напора набегающего потока воздуха. При этом имеет место так называемый экранный эффект, заключающийся в повышении аэродинамического качества воздушного крыла при его движении вблизи экранирующей поверхности, а также в его самостабилизации по высоте движения относительно экрана.

Высота эффективного движения экраноплана над поверхностью соизмерима с геометрическими размерами воздушного крыла, при этом положительное влияние экранного эффекта усиливается с уменьшением высоты движения. Экранный эффект известен давно. Сначала он был замечен в природе (на рыбах и птицах), а затем и в технике: на судах при больших скоростях движения и на самолетах при посадке и полетах на малой высоте.

Одной из основных проблем создания КЭП является выбор типа и параметров двигателей энергетической установки. Специфика СЭУ экранопланов определяется условиями обеспечения длительного околоэкранного движения с максимальной экономичностью и необходимостью кратковременного обеспечения стартовых режимов на мощностях в 3-4 раза превышающих условия ходовых режимов.

Энерговооруженность КЭП во много раз превосходит энерговооруженность водоизмещающих кораблей и достигает на взлетных режимах около 600-650 л.с. на одну тонну веса корабля, что приводит к необходимости создания легких двигателей с большой агрегатной мощностью с тягой до 15-17 т. Этим условиям отвечают только авиационные двигатели, но требуется их доработка, позволяющая надежно эксплуатировать авиационные двигатели в морских условиях и исключающая взаимное влияние близко расположенных силовых установок.

Таким образом СЭУ этого типа кораблей должна отвечать противоречивым требованиям, присущих энергетическим установкам как кораблей так и самолетов. Особое внимание было обращено на проблему очистки от морских солей воздуха, поступающего в главные двигатели. Разработанная и применяемая система воздухоотчистки позволила обеспечить длительную работу газовых турбин без снижения их параметров при солености моря до 30 промиль, включая движение экраноплана на переменных ходах.

В 1935 г. финский инженер Т. Каарио построил первый экраноплан и продолжал разработку идей экранопланов вплоть до 1964 года, создав при этом ряд различных аппаратов и их усовершенствованных модификаций. В начале 60-х годов была подтверждена возможность создания кораблей-экранопланов (КЭП) достаточно большого водоизмещения, после чего начинается интенсивное развитие этого направления судостроения.

В 1965 г. в Каспийском море начались ходовые испытания одного из первых экраноплана КМ (корабль-макет), получившего на западе название “Каспийский монстр”. Длина судна превышала 100 метров, размах крыла - около 40 м, а в рекордном полете его масса достигала 540 тонн, что было в то время неофициальным мировым рекордом для летательных аппаратов, побитым только спустя почти 30 лет самолетом Ан-225 “Мрия”.

По результатам испытаний было установлено, что из числа серийных авиационных двигателей наиболее приемлемые характеристики и параметры для СЭУ КЭП имеют двухконтурные турбореактивные двигатели для обеспечения стартовых режимов и турбовинтовые двигатели для обеспечения околоэкранного движения.

Привод винтов, нагнетателей и других потребителей на КМ осуществлялся специальными высокотемпературными газотурбозубчатыми агрегатами, которые по своим массогабаритным и эксплуатационным параметрам являются лидерами морского газотурбостроения до настоящего времени (2007 г.).

Результаты этих работ позволили создать теорию и методологию проектирования и строительства практических образцов экранопланов. Одним из них стал транспортный экраноплан “Орленок” со взлетной массой до 140 тонн, способный перевозить груз 20 тонн со скоростью 400 км/ч на дальность до 1500 км. Такой экраноплан мог взлетать и садиться на воду при волнении моря до 2 м.

КЭП "Орленок" (1975 г.)

Характеристики КЭП "Орленок". Трехдвигательный моноплан с Т-образным хвостовым оперением и корпусом-лодкой. Экипаж: командир, второй пилот, механик, штурман, радист и стрелок. Силовая установка: два стартовых турбореактивных двухконтурных двигателей НК-8-4К с тягой 10,5 т. и маршевый турбовинтовой НК-12МК с тягой в 15,5 т.

Стартовые двигатели установлены по бортам в отворачиваемой части фюзеляжа. Воздухозаборники размещены перед фонарем кабины пилотов для предотвращения попадания брызг и пыли при движении над морем или сушей. Поворотные сопла двигателей позволяют направить реактивную струю под крыло (режим поддува) или над крылом (для увеличения тяги в крейсерском полете). Маршевый двигатель приводит во вращение два соосных винта диаметром 6 м.

Кроме того экраноплан обладал амфибийностью, то есть способностью самостоятельно выходить на относительно ровный берег, мелкосидящий понтон или (по гидроспуску) на специальную береговую площадку.

В конце 90-х годов XX в. были созданы ГТУ для транспортных судов гражданского флота, пассажирского катеров на подводных крыльях "Циклон", передвижных энергопоездов, плавэлектростанций "Северное сияние". Продолжается выпуск газоперекачивающих агрегатов и двигателей к ним для строительства новых и модернизации существующих компрессорных станций, а также для нужд энергетики.