Lågt flygande jätteflygplan lyfter igen

Ryssarna själva kallade det ”korahbl-maket” – KM – efter det ryska ordet för prototyp.

När KM 1980 fick en oerfaren pilot vid spakarna störtade hon och sjönk på 20 meters djup i Kaspiska havet. Efter Sovjetunionens kollaps glömdes ekranoplanet bort. Och så har det varit till nu.

Mindre ekrano-planmodeller har redan lyft och banat väg för flygplanstypens återfödelse. Och upp ur havsmonstrets våta grav kommer nu förslaget på ett enormt ekranoplan som utnyttjar samma principer, men med civila syften.

Ekranoplan kan snart frakta gods till svåråtkomliga platser och skapa genvägar tvärs över hav och öde landskap.

Flera fördelar med jordnära flyg

Den mest ambitiösa arvtagaren till KM är det ryska godstransportplanet HCA-LB (Heavy Cargo Aircraft Lifting Body).

Trots en monstruöst bred kropp och korta vingar har en modell av flygplanet visat sig ha en effektiv lyftkraft i vindtunneltester.

Markeffektfarkoster kallas de flygplan som utnyttjar markeffekten, en aerodynamisk effekt som uppstår när ett flygplan flyger nära en yta.

Det korta avståndet skapar en zon av komprimerad luft mellan vingen och ytan, vilket ger betydligt större lyftkraft än vid flygning i fri luft.

En stort antal havsfåglar utnyttjar också effekten för att obehindrat sväva över vattenytan på en höjd motsvarande cirka hälften av deras vingspann. Effekten är ungefär densamma över land, is och vatten så länge ytan är rimligt jämn.

Fenomenet betyder att större och tyngre flygplan kan flyga längre, snabbare och mer stabilt på mindre bränsle.

Trots fördelarna är de ryska ekranoplanen inte längre aktiva. När Sovjetunionen upplöstes 1991 skrotades planerna på att utveckla ekranoplan.

I dag finns dock flera lovande markeffektprojekt som tycks underlätta för att tekniken ska kunna realiseras fullt ut.

Mindre flygplan ger nytt hopp

De senaste åren har flera privata markeffektprojekt avsedda för passagerartransport sett dagens ljus, och planen byggs också och får luft under vingarna.

I Singapore har modellen Airfish 8 bevisat att ekranoplan både är snabbare än fartyg och mer bränsleekonomiska än flygplan.

Det lilla flygplanet med plats för åtta passagerare är tilltänkt för transport mellan mindre öar eller oljeborrplattformar. Fördelen är att det varken krävs specialgjorda landningsplattformar eller angöringsbryggor.

De befintliga markeffektprojekten är småskaliga, men har lagt grunden för en ny era för den bortglömda tekniken.

Havsmonstret väcks till liv igen

I markeffektteknikens hemland, Ryssland, finns stora ambitioner för ekranoplan. HCA-LB har exempelvis ärvt KM:s enorma dimensioner och har en lastkapacitet på upp till 50 fartygscontainers.

Det flyger som mest effektivt mellan tre till tolv meter över ytan men kan också flyga fritt utan markeffekten, vilket gör att flygplanet kan lyfta från vanliga flygplatser.

Den ryska militären vill också utnyttja ekranoplanens fördelar för att skydda sina intressen i de arktiska farvattnen.

Jurij Borisov, Rysslands biträdande statsminister, har talat om ett projekt kallat ”Orlan” som en del av de ryska försvarsplanerna fram till år 2027.

Farkosten ska vara militär, men användas främst för rekognoscering, räddning och transport i Sibirien och Arktis, där flygning nära marken i stort sett inte alls störs av hinder.

Enligt tidiga förslag på modellen ska ekranoplanet kunna frakta 550 passagerare eller 64 ton i två våningar.

Redan 2019 kan turen mellan Tallinn och Helsingfors förkortas från två timmar med färja till en halvtimme, när Sea Wolf Express startar sin trafik.

Den valda ekranoplanmodellen har hjul och kan dras upp på land för att hämta passagerare som förs torrskodda mellan de två huvudstädernas centrum.

Luftkudde är nyckeln

Anledningen till att återuppliva en 52 år gammal, skrinlagd idé är de fördelar som markeffekten ger. Först och främst hämmar den låga flyghöjden de virvlar som uppstår från vingspetsarna på alla flygplan.

Dessa virvelströmmar bildar ett lågtryck bakom vingarna, vilket ökar flygplanets motstånd. Markeffekten gör att virveln löses upp i kontakten med ytan.

Samtidigt som motståndet minskar bildar luften under planet en luftkudde.

Vingen och marken utgör sidorna i en form av tratt som pressar ihop luftmolekylerna under vingen. Eftersom luften har svårare att spridas när planet är nära marken uppstår ett högtryck som ger större lyftkraft.

Det kraftiga högtrycket under vingen pressar flygplanet uppåt, där det är lägre tryck – precis som på traditionella flygplan.

Den kombinerade effekten av ett lägre motstånd och ökad lyftkraft gör att markeffektfarkoster relativt enkelt kan hålla en kontinuerlig höjd nära ytan.

Markeffekten ökar ju närmare ytan planet rör sig. Den mest effektiva höjden är den som motsvarar cirka fem procent av vingspannet, vilket kan vara upp till 2,3 gånger så effektivt som flygning i fri luft.

Samtidigt behöver vingarna inte vara lika långa som på vanliga flygplanstyper.

Traditionella flygplan utnyttjar bara markeffekten några hundra meter för att få upp farten och kunna lyfta. Därefter stiger de till en marschhöjd på 9–12 kilometer över marken.

Här bär luftkudden inte längre, men i gengäld är luftens densitet – och därmed motståndet – lägre än vid marken.

Den låga flyghöjden gör att antalet rutter som en markeffektfarkost kan följa minskar, men gör att de bokstavligt talat kan flyga under radarn genom att gömma sig bakom landskapet och jordens rundning.

Ekranoplan är också dolda för sonar under havsytan.

Vision blir verklighet

De många nya projekten gör att markeffektfarkoster återigen kan komma till nytta efter 25 år i dvala.

Kommande års tester kommer att avgöra deras kapacitet. Om tekniken fortsätter att utvecklas kan de mycket väl bli de farkoster som knyter samman länder separerade av vatten och öppnar nya rutter till de mest öde platserna över land, vatten och is.