Przez wiele dziesięcioleci regularnie pojawiały się różne projekty i koncepcje samolotów podwodnych - urządzeń zdolnych do naprzemiennego wykonywania lotów aerodynamicznych i nurkowania. Ze względu na obiektywne ograniczenia i trudności żaden projekt tego typu nie znalazł praktycznego zastosowania. Jednak badania w tej dziedzinie trwają nadal, a wiodącą rolę w nich odgrywają Stany Zjednoczone. Ich siły morskie wykazują duże zainteresowanie sprzętem nietypowej klasy.
Obiektywne trudności
Każdy projekt podwodnego statku powietrznego napotyka na szereg obiektywnych trudności. Połączenie dwóch fundamentalnie różnych funkcji zawsze komplikuje projekt, aż do utraty zdolności jednej z nich. Podobne komplikacje obserwujemy w kontekście szybowca, układu napędowego, ładowni itp.
Pod koniec 2000 roku Naval Surface Warfare Center Carderock Division z US Navy przeprowadził kolejną pracę badawczą na temat samolotów podwodnych. Sformułował dokładny zakres zadań i problemów typowych dla takich projektów, a także zaproponował opcje ich rozwiązania w oparciu o aktualne technologie. Co ważne, na końcowym etapie tych prac badawczo-rozwojowych takie propozycje zostały potwierdzone badaniami modeli w skali.
Samolot podwodny potrzebuje lekkiego i wytrzymałego szybowca, który może latać w powietrzu i wytrzymać ciśnienie wody na głębokościach roboczych. Ponadto musi zapewnić wszystkie niezbędne urządzenia i przegródki. Tak więc samolot potrzebuje pojemnych zbiorników paliwa, a okręt podwodny potrzebuje zbiorników balastowych.
Projektowanie elektrowni to duże wyzwanie. Ukryte nurkowanie i latanie w powietrzu to zasadniczo różne procesy dla różnych systemów napędowych. W konsekwencji urządzenie musi mieć dwa oddzielne silniki lub jakiś połączony system.
Należy się spodziewać znanych trudności w tworzeniu kompleksu wyposażenia pokładowego. Samolot podwodny potrzebuje specjalnych środków nawigacji i łączności, zdolnych do naprzemiennego działania w różnych warunkach. Ten czynnik należy również wziąć pod uwagę przy tworzeniu kompleksu broni, przedziałów ładunkowych itp.
Hydropłat
Najciekawszym i najbardziej rozwiniętym spośród nowoczesnych projektów jest koncepcja, utworzona w 2010 roku przez amerykański ośrodek NSWC w ramach wspomnianego B+R. Celem tej pracy było określenie możliwości stworzenia samolotu podwodnego zdolnego do startu z platformy przybrzeżnej, przelotu 400 mil w powietrzu i przepłynięcia 12 mil morskich pod wodą, a następnie wyokrętowania pływaków bojowych. Następnie trzeba było wrócić na platformę. Czas pobytu pod wodą ustalono na 3 dni.
Za optymalny uznano układ „latających skrzydeł” z dużym wystającym kadłubem, zagiętą krawędzią natarcia i silnikami na górnej i dolnej powierzchni. Skrzydło przeznaczono na czołgi i cysterny o różnym przeznaczeniu. Układ napędowy składał się z pary silników turbowentylatorowych do lotu i steru z silnikiem elektrycznym do żeglowania. Wewnątrz kadłuba i skrzydła można było umieścić kokpit dla dwóch członków załogi oraz oddzielny przedział dla sześciu spadochroniarzy. Do startu i lądowania oferowano specjalne podwozie narciarskie.
NSWC Carderock pracowało nad dwoma wariantami samolotu podwodnego. Większy miał rozpiętość skrzydeł około.33 m o długości ok. 10 m. Jego obliczona masa osiągnęła 17,7 t. Prędkość przelotową określono na 200 mil na godzinę w powietrzu i 6 węzłów pod wodą; inne parametry powinny być zgodne z pierwotnym przypisaniem.
Zgodnie z tymi pomysłami zbudowano kilka prototypów. Z ich pomocą opracowali lot w powietrzu oraz tryby startu i lądowania. Zbadano również specyfikę nurkowania i pracy na płytkich głębokościach. Największe trudności, z oczywistych względów, powodowały kwestie przejścia z jednego środowiska do drugiego. Mimo to udało się znaleźć najlepsze opcje komponentów i zespołów, a także stworzyć najwygodniejsze metody wykonywania różnych procesów.
Na podstawie wyników tej pracy badawczej NSWC Carderock określiła fundamentalną możliwość stworzenia zatapialnego samolotu towarowo-pasażerskiego w oparciu o dostępne technologie. Jednak, o ile wiadomo, ta praca badawcza nie została rozwinięta, a zaproponowany wygląd nie został wykorzystany w rzeczywistych projektach. Jednak za granicą krążą pogłoski o możliwym uruchomieniu eksperymentalnych prac projektowych, które na razie pozostają tajemnicą.
Szybowiec morski
W połowie lat 10 Biuro Badań Marynarki Wojennej (ONR) i Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej (NRL) demonstrowały nowe wersje samolotów podwodnych przystosowanych do konkretnych zadań. Zaproponowano użycie takich produktów do wzmocnienia obrony przeciw okrętom podwodnym.
Najpierw pojawił się Flimmer (utworzony z Flyer i Swimmer) z NLR. Był to aparat bezogonowy z rozwiniętym kadłubem w kształcie wrzeciona i silnym skrzydłem z kilem na końcach. W ogonie znajdowało się śmigło pchające. Później pojawił się Flying Sea Glider z normalną aerodynamiczną konstrukcją z prostym skrzydłem i pełnym ogonem. To urządzenie było przeznaczone do lotu szybowcowego i nie posiadało silnika.
Koncepcja Flimmer / Flying Sea Glider zakładała użycie drona podwodnego jako broni przeciw okrętom podwodnym. Taki produkt powinien zostać zrzucony przez przewoźnika i przelecieć nad morzem w poszukiwaniu podwodnego celu. Znalazłszy go, bezzałogowiec powinien chlapnąć i zejść pod wodę. Następnie celuje we wrogą łódź podwodną i uderza ją głowicą. Flimmer pierwszej wersji był w stanie samodzielnie latać i żeglować. Flying Sea Glider miał działać na zasadzie szybowca podwodnego i poruszać się pod wodą tylko dzięki zgromadzonej energii.
W latach 2015-18. przetestowano dwa warianty dronów podwodnych, które potwierdziły ich zdolność do rozwiązywania przydzielonych zadań. Należy zauważyć, że proponowana koncepcja zwalczania okrętów podwodnych UAV znacznie uprościła rozwój projektu. Do lotu „w jedną stronę” potrzebne są dwa produkty z ONR i NRL. Nie przewiduje się wyjścia z wody i startu.
Kurs uproszczenia
W 2018 roku specjaliści z University of North Carolina opublikowali informacje o prowadzonych na zlecenie DARPA pracach badawczo-rozwojowych na temat bezzałogowego okrętu podwodnego. Aparatura konstrukcji samolotu, „inspirowana ptakami morskimi”, przeszła niezbędne testy i pomyślnie zademonstrowała zdolność do pracy w dwóch środowiskach i przejścia między nimi.
To urządzenie zostało zbudowane zgodnie z normalną konfiguracją aerodynamiczną z prostym rozpiętością skrzydeł 1,42 m. Długość produktu wynosi 1,32 m. Silnik elektryczny ze śmigłem został umieszczony w nosie kadłuba w kształcie wrzeciona do lotu. Głośność centralna została podana na baterie i sterowanie. W ogonie kadłuba, przed rurową belką, znajdował się silnik do poruszania się pod wodą. Używając długiego wału, obrócił śmigło zamontowane wewnątrz ogona.
Lądowanie na wodzie przeprowadzono z dużym kątem natarcia, aby zmniejszyć siłę uderzenia. Po tym, używając standardowych powierzchni sterowych, UAV mógł się zanurzyć. Procedura startu rozpoczęła się na pewnej głębokości. Urządzenie zajęło pozycję pionową i zaczęło się wznosić dzięki silnikowi śmigła. Unosząc nos nad powierzchnię, dron włączył silnik.
W projekcie University of North Carolina i DARPA wdrożono dość prosty schemat samolotu podwodnego, pokazujący niezbędne możliwości. Jednak nic nie wiadomo o rozwoju tych pomysłów. Prawdopodobnie taka architektura może wykazywać wysoką wydajność tylko na małą skalę. Stworzenie pełnowymiarowego samolotu tego typu będzie niezwykle trudne i mało prawdopodobne, aby zapewnił wszystkie pożądane możliwości.
Niejasna przyszłość
W ten sposób Pentagon i jego różne konstrukcje nie tracą zainteresowania samolotami podwodnymi i od czasu do czasu rozpoczynają opracowywanie nowych próbek tego rodzaju. Jednak wyniki tych programów są nadal dość skromne. Kilka koncepcji takiego samolotu o określonych cechach i zaletach zostało opracowanych i przetestowanych w praktyce, ale sprawy nie idą dalej. Żaden z projektów badawczych nie przekształcił się w pełnoprawny projekt z rezerwą do przyszłego praktycznego zastosowania.
Za główny powód tego można uznać specyficzny stosunek kosztów do potencjalnych korzyści. Rozwój samolotów podwodnych na pełną skalę, pomimo fundamentalnej możliwości, jest nadal uważany za niecelowy. Jednocześnie poświęcają wystarczająco dużo uwagi badaniom w tym obszarze i poszukiwaniu obiecujących rozwiązań. Ponadto możliwe miejsce nietypowych projektów w Siłach Powietrznych lub Marynarce Wojennej pozostaje niepewne. Wątpliwe są również ich przewagi nad innymi środkami i systemami o tradycyjnym wyglądzie.
Tak więc, zarówno w przeszłości, jak i obecnie, głównym rezultatem wszystkich nowych projektów w dziedzinie samolotów podwodnych jest doświadczenie naukowe, projektowe i praktyczne. To, czy znajdzie zastosowanie w realnych projektach, zależy od potencjalnego klienta. Póki co, przy całym zainteresowaniu obiecującymi technologiami, US Navy i Siły Powietrzne preferują tradycyjne rozwiązania.
