Hovercraft pentru pasageri. Cum se întoarce un aeroglisor. Date de proiectare pentru unele hovercraft mici

Hovercraftul - navele plutitoare - sunt un mijloc fundamental nou de transport pe apă, cu manevrabilitate ridicată și viteză mare. Pentru ei sunt disponibile viteze care depășesc 200 de noduri; exploatarea lor este posibilă nu numai pe râurile mici cu acces la un mal plat, ci și în mlaștini, deasupra gheții etc. Navele care planează sunt de interes semnificativ atât pentru iubitorii de sporturi nautice cu motor, cât și pentru turiști.

Proiectarea și construirea ambarcațiunilor de aeroglisor este mai complexă decât ambarcațiunile convenționale de deplasare sau planare. Cu toate acestea, experiența construirii de hovercraft mici de către amatori individuali (atât în ​​URSS, cât și în străinătate) arată că această lucrare este disponibilă nu numai pentru organizațiile și întreprinderile specializate de proiectare.

Mai jos luăm în considerare principalele probleme de proiectare și construcție a hovercraft-urilor mici, iar unele aspecte teoretice sunt prezentate într-o formă simplificată. Coeficienții practici menționați în articol sunt derivați pe baza datelor obținute ca urmare a testelor de dispozitive experimentale interne și străine, inclusiv un aeroglisor experimental construit (sub îndrumarea autorului) de studenții Institutului de Ingineri Marini din Odesa.


Există mai multe moduri de a forma o pernă de aer, dar experiența în operarea navelor plutitoare nu este încă suficientă pentru a acorda preferință cu încredere oricăreia dintre ele. Există doar limite aproximative de altitudini și viteze de înălțare pentru care una sau alta poate fi recomandată.

Metode de creare a unei perne de aer

Metoda camerei de creare a unei perne de aer. După cum se arată în Fig. 1, fundul navelor de acest tip este o cupolă, care este o cameră în care un ventilator sufla aer. Presiunea crescută în cameră creează portare. Poziția de echilibru a aparatului apare atunci când forțele de presiune rezultate echilibrează forțele de greutate, iar performanța ventilatorului compensează fluxul de aer de sub dom.

Cu toate acestea, designul camerei în această formă nu poate fi utilizat pentru o navă, deoarece nu oferă una dintre principalele calități de navigabilitate - stabilitatea. Acest dezavantaj al navelor construite conform schemei camerei poate fi eliminat prin instalarea de flotoare laterale (Fig. 2), ca un catamaran, sau prin secţionarea fundului (Fig. 3) cu pereţi longitudinali (de-a lungul lateralelor şi cel puţin unul între ele). ei) cu clapeta transversală de instalare simultană.

Datorită instalării pereților longitudinali - „cuțite” și clapete (1, 2 în Fig. 2), costurile energetice pentru crearea unei perne sunt reduse semnificativ. Cu toate acestea, la viteze mari, cuțitele provoacă o rezistență semnificativă la mișcare, astfel încât acest tip de vas este proiectat pentru viteze care nu depășesc 40-60 de noduri.

În fig. Figurile 4 și 5 prezintă dispozitive cu un circuit de cameră pentru formarea unei perne de aer (caracteristicile unui număr de dispozitive sunt prezentate în Tabelul 1).


Metoda duzei de creare a unei perne de aer. Aerul de la ventilator curge prin canale adecvate către o duză situată în jurul perimetrului vasului (Fig. 6). Duza inelară este proiectată astfel încât aerul să fie direcționat sub fundul vasului la un anumit unghi față de centrul acestuia, să formeze o zonă de înaltă presiune și să creeze o perdea de aer.

Puterea cheltuită pentru crearea unei perne de aer în vasele de acest tip este mai mică decât în ​​vasele similare cu un design de cameră (fără cuțite). Stabilitatea este asigurată numai la unghiuri mici de înclinare (până la 2°), prin urmare, pentru a îmbunătăți stabilitatea la unghiuri mari de ruliu, sunt instalate două rânduri de duze sau un fund secționat (cu despărțitori sau dispozitive de duză longitudinală și transversală).

Designul duzei este de preferat pentru navele cu separare completă de suprafața apei și la viteze mai mari decât cu designul camerei (până la 60-80 noduri).

În fig. 7-13 arată dispozitivele cu design de duză.

Avioane. Pentru navele de acest tip - ekranoplane - forța de ridicare este creată pe aripa de aer datorită presiunii de mare viteză a fluxului de aer care se apropie (Fig. 14). Aceste nave pot avea, de asemenea, o metodă combinată de creare a unei perne de aer: ridicarea vasului fără mișcare este creată de ventilatoare, iar când se atinge o anumită viteză, ventilatoarele sunt oprite și se efectuează flotarea pe aripi.

Ridicarea aripii la suprafața de sprijin este mult mai mare decât atunci când se îndepărtează de ea. Altitudinea de plutire a navelor pe aripile aeriene este prevăzută astfel încât să depășească înălțimea crestelor valurilor, iar viteza este suficientă pentru a crea o forță de ridicare care să asigure altitudinea de plutire specificată. Gama de viteză a acestor nave este de la 60-70 la 250-300 de noduri.

Navele cu profil aerodinamic apărute recent sunt mai simple decât navele din primele două tipuri sau navele cu un design combinat. Costurile lor totale de energie pentru ridicare și deplasare sunt mai mici, iar capacitatea de a atinge viteze mari este mult mai mare.

În fig. 14 și 15 prezintă dispozitive de acest tip. Sunt o aripă înclinată spre orizont la un unghi de 10-15°, cu apărători laterale (şaibe). În partea din față a aripii este instalată o elice, a cărei axă este, de asemenea, înclinată. Elicea forțează aerul sub aripă, ceea ce permite ca vasul să fie ridicat deasupra suprafeței apei în timp ce este parcat. La deplasare, înălțimea hoverului atinge 10-15% din coarda aripii.

Înclinarea vehiculului în direcția longitudinală este efectuată de o cârmă specială instalată în planul aripii. Agilitatea este asigurată de cârme verticale.

În prezent, un calcul precis al navelor de acest tip, evident, nu a fost dezvoltat teoretic, dar simplitatea proiectării acestora permite, în cele mai multe cazuri, efectuarea de experimente pe modele în mod independent și obținerea datelor inițiale de bază pentru calcule.

Unele dintre principiile teoretice de bază și datele practice necesare pentru proiectarea hovercraftului discutate mai jos se vor aplica numai tipurilor de camere și duze.

Dispozitivul „Chaika”

Finalizarea aparatului Chaika a fost finalizată la sfârșitul verii anului 1963. Testele acestuia deasupra solului (în curtea institutului) au arătat calități satisfăcătoare în ceea ce privește controlabilitatea, stabilitatea și propulsia. Cu toate acestea, înălțimea de plutire era prea mică - doar 4-5 cm - și supraîncălzirea motorului deasupra ventilatorului nu a permis testarea acestuia în condiții de mare în toamnă.

Trebuia să fie finalizat în 1964, dar lipsa unui motor mai puternic (pentru un ventilator pentru a crește altitudinea de plutire) a fost motivul pentru încetarea lucrărilor de transformare a „Pescăruşului” într-o navă. A început căutarea unor noi căi.

În iarna anilor 1963-1964. a fost dezvoltat un nou proiect și a fost testat un model al unui tip mai promițător de aeroglisor cu motoare de putere redusă - un aeroglisor.

Împreună cu studenții în primăvară, am construit un astfel de aparat cu un singur loc și am efectuat câteva teste nu numai în curte, ci și pe mare. Eram convinși că, pe baza acelorași două motoare IZH-60k, este posibil să obținem performanțe semnificativ mai mari și, în special, o viteză de aproximativ 100-120 km/h la o înălțime de plutire de 20-25 cm.

Din punct de vedere structural, noul dispozitiv ekranoplan este proiectat sub forma unui catamaran cu o punte în formă de aripă. La finalizarea reglajului și a testării, care vor avea loc evident în primăvara sau vara anului 1965, vă vom spune mai multe despre acest dispozitiv.

Selectarea principalelor caracteristici ale vasului

Înălțimea de hover. Una dintre sarcinile principale în proiectarea unui aeroglisor este alegerea unei înălțimi raționale de hover. Înălțimea de planare determină manevrabilitatea navei pe o suprafață tare care prezintă anumite nereguli și, în mod natural, trebuie să depășească înălțimea acestora.

Mișcarea de-a lungul unei suprafețe de apă agitată poate fi efectuată atât în ​​condițiile în care corpul navei plutește deasupra crestelor valurilor, cât și la o înălțime de plutire mai mică decât înălțimea valurilor. În acest din urmă caz, mișcarea este însoțită de valuri care lovesc corpul navei, ceea ce duce la pierderea vitezei. Scăderea vitezei va fi mai mare cu cât înălțimea valului depășește înălțimea înălțimii; dacă înălțimea valului depășește de 1,5-2 ori înălțimea înălțimii, pierderea vitezei poate fi de 20-30%. Operarea hovercraftului este posibilă chiar și în condițiile în care înălțimea valului depășește de 4 sau mai multe ori înălțimea hover-ului, dar pierderea vitezei va fi foarte semnificativă (aproximativ 50%).

Atingerea unei înălțimi de înălțime care să asigure deplasarea peste crestele valurilor la o înălțime semnificativă va necesita costuri mari de energie, care cresc odată cu creșterea altitudinii de înălțime. Din acest motiv, altitudinea de plutire trebuie aleasă să fie moderată, limitând zona și condițiile de navigare.
Altitudine minimă de hover pentru a asigura funcționarea normală a navelor mici pe vreme bună:

  • pentru râuri și lacuri mici 3 cm;
  • pentru râuri și lacuri mari 5 cm;
  • pentru navigația maritimă de coastă 8-10 cm.
Atunci când alegeți o înălțime de plutire, trebuie luat în considerare faptul că este necesar să cheltuiți 0,6-1,0 litri pentru a ridica fiecare 100 kg din greutatea unui vas mic până la o înălțime de 1 cm. Cu. puterea motorului care antrenează ventilatorul.

Forma și dimensiunile vasului. Costurile minime de energie pentru ridicarea navei (pentru o anumită înălțime de hover, greutatea aparatului și suprafața pernei) pot fi obținute cu un perimetru minim al fundului. Acest lucru se datorează faptului că scurgerea de aer din perna de aer este proporțională cu perimetrul acesteia. Dintre toate figurile geometrice, această condiție este cea mai satisfăcută de cerc.

Cu toate acestea, atunci când se determină rezistența la mișcare a unui vas, se poate determina că creșterea raportului dintre lungimea vasului și lățimea sa (L/B) este de dorit pentru a reduce rezistența la mișcare.

Forma optimă a fundului în plan poate fi obținută prin variație. De obicei, raportul L/B variază de la 2-2,5.

Pentru a asigura funcționarea normală a hovercraftului pe o suprafață de apă agitată, partea de prova a acestora este realizată într-o formă care amintește de contururile de prova ale navelor convenționale. formă.

Asigurarea stabilității. După cum se știe, stabilitatea unei nave este capacitatea de a reveni la poziția inițială dreaptă din care forțele externe au îndepărtat-o.

Stabilitatea hovercraftului se realizează în moduri diferite decât în ​​cazul navelor cu deplasare. După cum sa menționat deja, în acest scop sunt necesare dispozitive speciale. La navele cu o cameră sub dom comună, acestea sunt flotoare laterale care, atunci când sunt înclinate, se sprijină pe apă, sau împărțirea părții de sub dom în compartimente cu plăci (cuțite) în direcția longitudinală și clapete în direcția transversală; pe navele cu un circuit de duză cu un singur circuit pentru formarea unei perne, acesta este de obicei dispozitivul celui de-al doilea rând de duze.

În ceea ce privește navele de deplasare, o scădere a centrului de greutate - CG al vasului - sau o creștere a acestuia duce, respectiv, la o creștere sau scădere a stabilității vehiculului.

Tăierea vasului în regim de plutire fără rulare este asigurată prin plasarea CG al vasului și a centrului de presiune al pernei de aer pe aceeași linie verticală. Dacă stabilitatea vasului este bine asigurată, o anumită deplasare a centrului de greutate în raport cu centrul de presiune nu duce la o reglare semnificativă, dar poate afecta foarte mult cantitatea de rezistență la mișcare (atât pozitivă, cât și negativă). Potrivit unor experți, pentru a reduce cocoașa de rezistență a valurilor, CG ar trebui să fie deplasat înainte cu 2-3% L.

Agilitate și frânare. Asigurarea manevrabilitatii normale a hovercraftului este o problema foarte complexa si insuficient studiata. Pentru a asigura manevrabilitatea navelor mici, de obicei se folosesc cârme de aer. Uneori, rotația se realizează prin înclinarea dispozitivului sau devierea jeturilor de aer sau prin schimbarea modului de funcționare a două elice cu pas reglabil.

Frânarea se realizează prin elice cu pas reglabil, înclinarea dispozitivului sau fluxul de aer direcționat. Frânarea suficient de rapidă la deplasarea pe suprafața apei poate fi efectuată prin oprirea motoarelor ventilatorului și a propulsoarelor.

Stropire. Unul dintre principalele dezavantaje ale hovercraftului este cantitatea mare de spray, care afectează vederea din timonerie, în special la viteze mici, crește rezistența navei la mișcare și necesită etanșarea echipamentului electric al motoarelor, instalarea filtrelor pe carburatoare, etc. La viteze mari, spray-ul rămâne înapoi și nu aduce probleme semnificative.

Reducerea stropirii se poate realiza prin reducerea presiunii în pernă, care este asociată cu o creștere a suprafeței acesteia sau o scădere a greutății vasului (nu există stropire atunci când presiunea în pernă este mai mică de 10 kg/m2) .

Generarea de pulverizare din vasele de tip cameră este în general mai mică decât cea a vaselor de tip duză comparabile. Cea mai mică stropire se poate obține în dispozitivele cu aripi de aer.


Proiectarea carcasei. Designul carenei trebuie să asigure o rezistență suficientă a navei cu greutate minimă. Rețineți că componentele structurale ale corpurilor de aeroglisor amintesc mai mult de structurile unui avion decât de o navă.

Grosimea placajului cu aliaj de aluminiu la navele construite în prezent cu o greutate de până la 30 de tone nu depășește 1,5-2 mm, la navele cu o greutate de până la 10-15 tone este de doar 0,7-1,5 mm. De regulă, în prova și pe fund sunt instalate foi de grosime mai mare, care absorb impactul valurilor. De asemenea, trebuie să se țină cont de faptul că la operarea unui hovercraft, impactul valurilor poate duce la frânări bruște și, în consecință, la apariția unor forțe inerțiale mari. În acest sens, prinderile diferitelor piese și ansambluri care au o masă mare trebuie să fie suficient de puternice.

Următoarele cerințe de bază sunt impuse materialului pentru fabricarea carcasei:

  • cel mai mic raport posibil dintre greutatea specifică și rezistența;
  • etanșeitate la apă și aer;
  • rezistență la coroziune;
  • ușurința de prelucrare și asamblare a unităților structurale.
Materialele care îndeplinesc aceste cerințe pot fi: aliaje de aluminiu; materiale plastice întărite cu țesături din sticlă sau bumbac; placaj impermeabil și altele.

Pentru a obține un corp simplu și ușor, o structură de tip cadru acoperită cu țesătură de bumbac sau folie de plastic poate fi de interes deosebit. Pentru a face țesătura impermeabilă și durabilă, ar trebui să fie impregnată cu rășină epoxidică sau poliesterică.

Greutatea corporală a aeroglisorului pe 1 m 2 din suprafața planului variază de la 10 la 30 kg.

Determinarea puterii necesare pentru a crea o pernă de aer

Metoda camerei. Pentru dispozitivele cu un design de cameră pentru crearea unei perne, costurile energetice sunt asociate cu scurgerea liberă a aerului de sub fund de-a lungul întregului perimetru al navei sau parțial, dacă există bariere sub formă de cuțite laterale, arc și clapete de pupa etc. (Fig. 16).

Performanța ventilatorului trebuie să fie egală cu debitul de aer. Debitul de aer sau performanța ventilatorului pentru circuitul camerei:


unde S este aria pasajului prin care aerul iese de sub fund, m2;
v - viteza fluxului de aer, m/sec.
Zona de trecere a aerului:
unde P este perimetrul vasului de-a lungul marginii inferioare a domului, m;
h c - înălțimea jetului, m.

Deoarece jetul se îngustează la ieșirea de sub dom, înălțimea jetului este ceva mai mică decât înălțimea de plutire h și poate fi luată ca h c - 0,7÷0,8 h.

Debitul poate fi determinat cu un grad suficient de precizie folosind formula pentru curgerea liberă a aerului dintr-un vas, adică:


unde P este excesul de presiune sub dom, kg/m2;
g - accelerația gravitațională, m/s 2 ;
y este greutatea specifică a aerului, kg/m3.

Apoi, performanța ventilatorului este determinată astfel:


și puterea cheltuită pentru ridicare:


unde η B este randamentul ventilatorului.

Metoda duzei. Pentru dispozitivele cu circuit de duză pentru formarea unei perne de aer, debitul de aer (Fig. 17) este relativ mai mic decât pentru dispozitivele cu circuit de cameră.

Determinarea puterii necesare pentru a crea o anumită înălțime de hover, caracteristicile ventilatorului și alte date inițiale de proiectare pentru metoda duzelor este o sarcină mai complexă.

Pentru calcule aproximative ale puterii cheltuite pentru ridicare, puteți utiliza formula:


Cu un design de duză cu circuit dublu, puterea necesară ar trebui să crească cu aproximativ 20%.

Alegerea motorului și ventilatorului

După stabilirea puterii necesare ventilatorului, ar trebui să începeți să selectați motorul. Cerințe de bază care ar trebui îndeplinite pentru motoarele de hovercraft:

1) greutatea minimă a motorului pe 1 litru. Cu.;

2) funcționare fiabilă în condiții de stropire intensă.

Cu puteri de până la 30 CP. Cu. Cerința de bază (greutatea relativă minimă) este îndeplinită de motoarele de motociclete. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că condițiile de funcționare ale acestor motoare pe motociclete și pe aeroglisor diferă semnificativ atât în ​​ceea ce privește natura funcționării motorului, cât și în condițiile de răcire a acestuia. Prin urmare, atunci când se utilizează un motor de motocicletă, puterea calculată nu trebuie considerată puterea maximă, ci puterea la care poate fi efectuată funcționarea pe termen lung (aproximativ 0,7 ÷ 0,8 N max).

Este necesar să se asigure răcirea intensivă a motorului în timpul funcționării și o bună filtrare a aerului care intră în cilindri prin carburator.

Pentru a obține greutatea minimă a întregii instalații, problema alegerii tipului de motor trebuie rezolvată cuprinzător, concomitent cu alegerea transmisiei de la motor la ventilator și proiectarea ventilatorului. Se știe că modificarea vitezei ventilatorului duce la modificări corespunzătoare ale dimensiunilor de proiectare și ale greutății pentru aceeași performanță.

Unul dintre principalele elemente structurale ale unui hovercraft este ventilatorul, astfel încât alegerea dimensiunii și designului acestuia trebuie făcută cu o grijă deosebită. După cum sa menționat mai devreme, performanța necesară a ventilatorului pentru navele cu un design de duză este cu 30-40% mai mică decât pentru navele cu un design de cameră la aceeași altitudine de plutire. Această împrejurare permite utilizarea ventilatoarelor de dimensiuni mai mici pentru circuitele duzei, ceea ce reprezintă un avantaj suplimentar al circuitului duzei.

Determinarea principalelor elemente ale ventilatoarelor pentru aeroglisor se realizează folosind metode descrise în literatura de specialitate și, de obicei, nu provoacă dificultăți.

În prezent, ventilatoarele axiale sunt folosite în principal pentru a crea o pernă de aer, dar pot fi folosite cu succes și alte tipuri de ventilatoare.

Locația ventilatoarelor este determinată de necesitatea unei distribuții uniforme a presiunii pe zona inferioară și de diferențierea greutății. Ele sunt de obicei plasate simetric față de centrul de greutate al zonei pernei sau pe o axă verticală care trece prin aceasta.

Circuitele ventilatoarelor care folosesc presiunea de mare viteză a aerului care se apropie merită atenție. În unele cazuri, atunci când se utilizează astfel de scheme, ventilatoarele primesc o axă orizontală de rotație și sunt situate decalat spre nas. Deși este tentant să folosești această schemă, trebuie avut în vedere că rezolvarea unei astfel de probleme este foarte dificilă. Ventilatoarele oprite și în mișcare vor funcționa în condiții diferite, iar acest lucru poate duce la o complicație semnificativă a designului lor și poate duce la necesitatea folosirii paletelor rotative pentru a menține o valoare constantă a eficienței atunci când condițiile de funcționare se schimbă, fără de care avantajul a unui astfel de design poate fi redus la zero.

O atenție deosebită trebuie acordată asigurării rezistenței ventilatorului și atașării acestuia la carcasă. Când proiectați și fabricați un ventilator, trebuie să vă amintiți nevoia de a-l echilibra. O echilibrare insuficientă poate duce la vibrații severe și chiar la distrugerea ventilatorului și a structurilor asociate.

Caracteristicile de proiectare ale ventilatorului trebuie selectate ținând cont de schema de creare a pernei de aer. Pentru un circuit de cameră, performanța Q poate fi găsită folosind formulele de mai sus, iar presiunea și poate fi luată egală cu presiunea din camera P. Pentru un circuit de duză, performanța și presiunea ventilatorului trebuie determinate ținând cont de pierderile în conductele de aer.

Presiune statică în spatele ventilatorului:


unde k B este un coeficient care ia în considerare pierderile de presiune în conductele de aer. Pentru navele cu design de duză k B = 0,6÷0,7.

Apoi productivitatea va fi determinată de formula:

Selectarea parametrilor dispozitivului duzei

Principalele caracteristici ale dispozitivului de duză, care au o importanță decisivă pentru alegerea parametrilor optimi ai pernei de aer, sunt:

1) presiunea pernei de aer P;

2) unghiul duzei Θ (vezi Fig. 17);

3) latimea duzei t.

Presiunea în perna de aer pentru dispozitivele mici variază între 80-100 kg/m2.

Unghiul optim de înclinare a duzei 0opt poate fi selectat conform graficului (Fig. 18) în funcție de rapoartele h/t și t/D O, unde D O este diametrul echivalent:


Raportul dintre înălțimea hoverului și lățimea duzei este de obicei considerat ca fiind în intervalul de la 2 la 3.

Rezistenta la miscarea hovercraftului

impedanta caracteristica. O navă care plutește deasupra apei creează o depresiune în ea (Fig. 19), a cărei adâncime depinde de presiunea aerului de sub fund. Când un astfel de vas se mișcă, depresiunea suprafeței apei se mișcă odată cu ea și creează sisteme de valuri transversale și divergente, al căror model este similar cu formarea valurilor unui vas de deplasare de aceeași formă. Astfel, hovercraftul, ca și navele cu deplasare, experimentează rezistența la valuri.

Pe măsură ce viteza de mișcare crește, modelul de formare a undelor se schimbă. La începutul mișcării, rezistența la valuri crește destul de intens, iar apoi scade la fel de intens. Pentru numerele Froude:


depășind 0,7, rezistența undelor scade brusc. De aici rezultă că împingerea orizontală a propulsoarelor trebuie să asigure depășirea rezistenței maxime a undei, iar viteza de proiectare trebuie să fie mai mare:


Rezistența aproximativă a undelor a unui vas dreptunghiular la diferite raporturi de aspect poate fi determinată prin formula:


După efectuarea calculelor folosind formula specificată, se poate stabili că rezistența undelor scade odată cu scăderea raportului de aspect.

Rezistenta aerului. Rezistența aerului la mișcarea hovercraftului este unul dintre principalele tipuri de rezistență. Pentru a determina cantitatea de rezistență a aerului, puteți utiliza formula:


Pentru a determina cu precizie valoarea coeficientului C x, sunt necesare teste speciale de model ale navei într-un tunel de vânt. Aproximativ valoarea sa poate fi luată în intervalul 0,3-0,5, iar pentru navele cu o formă simplificată va fi mai aproape de 0,3.

Rezistența la pierderea de impuls. Când funcționează hovercraftul, aerul este captat de un ventilator și transportat împreună cu ambarcațiunea. Această circumstanță duce la pierderi numite rezistență la impuls.

Rezistența la pierderea de impuls pentru dispozitivele care nu asigură devierea jeturilor de aer în pupa poate fi determinată din expresia:


unde Q este performanța ventilatorului, m3/sec; V - viteza de deplasare, m/sec.

În realitate, fluxul de aer care se apropie atunci când hovercraftul se mișcă deviază jeturile de aer care ies din duze spre pupa. În majoritatea dispozitivelor, deformarea jeturilor este prevăzută de proiectare, ceea ce face posibilă obținerea unui opritor orizontal suplimentar, a cărui valoare poate fi determinată aproximativ din expresia:


Chiar dacă nu ținem cont de rezistența la pierderea impulsului și de forța suplimentară a jeturilor deviate, acest lucru nu va duce la erori semnificative la proiectarea navelor cu altitudini de hover relativ scăzute; prin urmare, întreg acest calcul practic nu poate fi făcut.

Propulsoare

Crearea unei opriri pentru mișcarea hovercraftului se realizează în diferite moduri (elice cu aer, elice cu apă, propulsie cu jet de aer etc.). Alegerea tipului de propulsie ar trebui determinată ca rezultat al studiului de proiectare pentru a obține cel mai economic dispozitiv.

În ciuda varietății de propulsoare utilizate, se pot stabili unele regularități. Astfel, pentru vasele cu o greutate de până la 0,7 tone, deplasarea se realizează de obicei prin înclinarea vasului în direcția dorită sau devierea fluxului de aer în dispozitivul de duză cu lame speciale de deviere. Prin această metodă pot fi atinse viteze de la 5 la 30 de noduri, o limită de viteză mai mare fiind atinsă în navele cu o înălțime mai mare a pernei, deoarece aceasta va permite o înclinare mai mare.

Pe vasele de dimensiuni considerabile cu un design de cameră și cuțite laterale, elicele de apă sunt utilizate cu succes. Întrucât prezența cuțitelor laterale limitează viteza maximă a acestora (20-30 noduri) și împiedică coborârea navei la țărm, instalarea de elice de apă care oferă eficiență ridicată la aceste viteze se dovedește a fi cea mai potrivită.

Pe navele cu decolare completă din apă și cu o greutate mai mare de 1 tonă, în majoritatea cazurilor, elicele sunt instalate ca propulsoare. Acest lucru se explică prin dorința de a asigura capacitatea de a opera dispozitive în ape puțin adânci, pe adâncimi și cu acces la țărm. În plus, vitezele de proiectare ale navelor cu decolare completă din apă (datorită rezistenței lor scăzute) pot fi obținute semnificativ mai mari (60-100 sau mai multe noduri). La aceste viteze, eficiența elicelor poate fi chiar mai mare decât cea a elicelor de apă, în timp ce la viteze mai mici, elicele sunt inferioare elicelor de apă.
Să calculăm (aproximativ) componentele sarcinii de greutate.

1. Greutatea corpului (presupunând 20 kg pe 1 m 2 de suprafață de pernă) P k = 20·S = 20·4 = 80 kg.

2. Greutate motor ventilator 50 kg.

3. Greutate ventilator 20 kg.

4. Greutatea motorului cu elice este de 30 kg (se presupune că motorul funcționează „direct” cu cutia de viteze și ambreiajul scoase).

5. Greutatea elicei 5 kg.

6. Greutatea fundațiilor pentru motorul ventilatorului este de 8 kg.

7. Greutatea fundațiilor pentru motorul cu elice este de 12 kg.

8. Apărătoare elice 3 kg.

9. Dispozitiv de directie 7 kg.

10. Rezervoare de gaz și conducte de gaz 5 kg.

11. Comenzi 5 kg.

12. Greutatea scaunului 5 kg.

13. Greutate combustibil 20 kg.

14. Capacitate de încărcare (2 persoane) 140 kg.

Total: 400 kg.

Literatură

  • Benois Yu Yu., Korsakov V. M., Hovercraft, Sudpromgiz, 1962.
  • Letunov V.S., Hovercraft, „Transport maritim”, 1963.
  • Korytov N. V., X a l f i n M. Ya., Calculul caracteristicilor energetice ale hovercraftului, „Construcții navale”, nr. 9, 1962.

Pentru a dezvolta resursele naturale din zonele îndepărtate ale țării noastre, sunt necesare vehicule de teren cu proprietăți amfibii, adică capacitatea de a se deplasa de la apă la uscat și înapoi. Cu toate acestea, practica a arătat că într-o serie de zone inaccesibile și dure din punct de vedere climatic, caracterizate de un număr mare de râuri, lacuri și mlaștini, utilizarea vehiculelor de teren pe șenile sau cu roți este extrem de dificilă, iar uneori imposibilă.

Acest lucru se datorează faptului că proprietățile de reținere ale solului sunt deosebit de pronunțate aici. Se știe că pentru fiecare metru pătrat de suprafață a corpului mașinii în contact cu solul, de la 300 kg de nisip umed la 4000 kg de bețișoare de lut plastic etanș. În plus, din cauza aspirației la sol în timpul parcării pe termen lung sau a unei opriri forțate, mașina nu se poate deplasa.

În condiții de iarnă, deplasarea este dificilă din cauza capacității portante reduse a stratului de zăpadă în afara drumurilor. Este deosebit de dificil să te deplasezi pe gheața râurilor și a lacurilor în perioadele de îngheț, topire și distrugere a gheții, când nici măcar echipamentul plutitor nu își poate depăși rezistența.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că în ultima perioadă cerințele pentru transportul ecologic au crescut semnificativ, în special, au fost introduse restricții privind gradul de distrugere a straturilor superioare ale solului.

Luând în considerare toți factorii de mai sus, este considerată cea mai adecvată utilizarea aerovehiculelor, a căror presiune la sol nu depășește 2-5 kPa, care este semnificativ mai mică decât cea a vehiculelor pe șenile de zăpadă și a vehiculelor de mlaștină (17-24 kPa). Datorită acestui fapt, au o capacitate mai bună de traversare a țării și nu distrug stratul de suprafață al solului.

Utilizarea practică a bărcilor și a aeroglisorului în țara noastră a început în 1935. Un grup condus de designerul și omul de știință V. Levkov a efectuat o serie de studii. În perioada de dinainte de 1941, au creat și testat 15 hovercraft cu o greutate de la 2,25 până la 14,7 tone. De exemplu, în 1937, hovercraftul din duraluminiu L-5 a atins o viteză de 137 km/h în timpul testării. Deja într-un stadiu incipient al dezvoltării hovercraft-ului, a fost dezvăluită capacitatea lor unică de a se deplasa peste apă, mlaștini, fisuri de nisip, gheață de golf și teren plat.



În timpul exploatării navelor și hovercraft-ului, s-a acumulat experiență, iar specializarea acestora a început să fie determinată. Dacă anterior erau folosite în primul rând pe apă sau ca amfibieni, acum au apărut versiunile lor terestre - autopropulsate și remorcate de un tractor, precum și platforme de hovercraft concepute pentru transportul diverselor mărfuri în zone greu accesibile. Cu toate acestea, direcția principală, principală în dezvoltarea hovercraft-ului este crearea de nave și bărci care răspund cel mai bine nevoilor economiei naționale.

O pernă de aer este o cavitate de sub caroseria unui vehicul în care aerul este pompat continuu sub presiune mai mare decât presiunea atmosferică. Limitele sale sunt formate de pereți tari sau moi, sau o combinație a ambelor. Pereții duri ai pernei de aer a unei nave se numesc de obicei skegs, iar pereții moi sunt numiți gard flexibil.

Stabilitatea pernei de aer este asigurată de scurgerea aerului care iese printr-un spațiu îngust între marginea inferioară a pereților gardului și suprafața de susținere. Jeturile de aer, împreună cu apărătoarea flexibilă, asigură urmărirea uniformă a solului neuniform și a suprafețelor de apă agitată. Dispozitivele cu skegs laterale, dar cu secțiuni flexibile de prora și pupa au început să fie numite skegs, iar cele cu gard flexibil de-a lungul întregului perimetru al pernei de aer - hovercraft amfibie.

Hovercraft - video

Gardul flexibil este realizat din diferite tipuri de fibre chimice, formând o bază de țesătură plasă, acoperită cu polimeri asemănătoare cauciucului - cum ar fi neoprenul, poliuretanul, cu adaos de cauciuc natural. Aditivii ajută la menținerea elasticității materialului chiar și cu o scădere semnificativă a temperaturii aerului (până la -40-50 ° C).

În practică, un gard flexibil cu două niveluri constând dintr-un cilindru receptor (nivelul superior) și un set de elemente detașabile sub formă de segmente adiacente unul altuia (nivelul inferior) s-a dovedit bine. Aerul curge de la supraalimentare în receptor și din acesta printr-un sistem de găuri în cavitatea pernei de aer, limitate de elemente detașabile. Se creează o presiune mai mare în receptor decât în ​​perna de aer, datorită căreia joacă un rol de modelare și de absorbție a șocurilor atunci când absoarbe sarcini dinamice. Elementele detașabile, care se depărtează, „curg în jurul” obstacolelor concentrate, menținând în același timp un spațiu de aer specificat. Acest lucru vă permite să depășiți cioturi, bolovani și cocoașe de 0,5-0,8 m înălțime, ceea ce este foarte dificil pentru vehiculele pe șenile.

Stabilitatea unor astfel de vehicule este mărită prin împărțirea cavității pernei de aer în compartimente (camere) separate prin chile longitudinale și transversale. Acest lucru previne posibilitatea celui mai periculos accident - răsturnarea din cauza ruperii gardului flexibil și tras sub corp. Consumul de energie pentru formarea unei perne de aer, precum și pierderea inevitabilă a unei părți din volumul util pentru instalarea canalelor de alimentare cu aer a receptorului de la supraalimentatoare, este de obicei compensat prin creșterea eficienței propulsoarelor.

Hovercraft amfibie

Hovercraftul amfibie utilizează adesea un dispozitiv de propulsie de tip aerodinamic, cum ar fi o elice. Este plasat într-o duză inelară, care mărește secțiunea transversală a curentului de aer aruncat în comparație cu o elice deschisă. Ca urmare, tracțiunea crește și zgomotul în timpul funcționării scade.

O altă modalitate de a crește caracteristicile de tracțiune ale hovercraftului este utilizarea elicelor contrarotative, care sunt dispuse în perechi. Dorința de a menține cantitatea de forță a elicelor și, în același timp, de a reduce diametrul acestora a dus la crearea propulsoarelor ventilatoare. Au un număr crescut de lame și lungimea duzei inelare. Propulsoarele de acest tip sunt cât mai apropiate ca proiectare de supraalimentatoarele axiale.

Propulsia aerodinamică include, de asemenea, propulsia cu duză de aer, în care sursa de împingere este un curent de aer care curge printr-o duză din cavitatea pernei de aer sau din canalul de evacuare al supraalimentatorului. Dispozitivul de propulsie cu duză al unui aeroglisor are un design simplu, dar eficiența sa este de 2 ori mai mică decât cea a unei elice cu șurub. Prin urmare, de regulă, o elice este utilizată ca dispozitiv principal de propulsie. Duza este folosită în principal ca propulsor, permițând manevre la viteze mici.

Ei se străduiesc să obțină o eficiență mai mare a forței de ridicare a pernei de aer prin reducerea greutății carenei navei. Prin urmare, pentru fabricarea sa se folosesc piese din aliaje ușoare de aluminiu, care sunt conectate prin nituri sau sudură. Suprastructurile și rufurile vehiculelor de mare viteză sunt adesea realizate din fibră de sticlă.

Atunci când alegeți motoare pentru ambarcațiuni și nave, de obicei se preferă motoarele de automobile (carburator sau diesel) cu răcire cu aer. Pentru a distribui puterea arborilor supraalimentatoarelor și propulsoarelor, care, de regulă, sunt situate la diferite niveluri, se folosesc transmisii cu curele dintate plate.

Reducerea greutății, împreună cu utilizarea formelor aerodinamice favorabile și a motoarelor avansate, permite hovercraft-ului la viteze care depășesc 50 km/h să concureze cu succes nu numai cu navele cu deplasare de mare viteză, ci și cu planoarele și hidrofoile.

Având în vedere calitățile amfibii ale unor astfel de nave, ar trebui mai degrabă să evaluăm critic ideea comună a acestora ca vehicul nelimitat pentru orice vreme, pentru orice teren și pentru toate anotimpurile. Trebuie reținut că lipsa contactului cu suprafața de susținere, pe lângă avantaje, dă naștere și unor probleme. Devine, de exemplu, dificil de depășit urcușurile, evitați deriva laterală și deriva vântului.

Etapele dezvoltării hovercraftului în Rusia

În țara noastră, dezvoltarea hovercraft-ului a trecut prin mai multe etape. Astfel, la uzina Krasnoye Sormovo din Gorki, a fost construită pentru prima dată o barcă experimentală cu 5 locuri „Raduga” cu o greutate de 3,3 tone cu un motor cu piston de avion cu o putere de 162 kW (220 CP). A avut un design rigid al duzei pentru formarea unei perne de aer, viteza sa a ajuns la 110 km/h. Mai târziu, barca a fost echipată cu diverse tipuri de gard flexibil și a demonstrat calități amfibii satisfăcătoare vara și iarna, putea depăși pante de până la 10° și traversa câmpuri de bușteni plutitori.

Ceva mai târziu, hovercraftul Sormovici cu o capacitate de 50 de persoane a fost dezvoltat și testat. Ca motor a fost folosită o turbină de avion cu o putere de 1700 kW (2300 CP). Corpul navei era din aliaj de aluminiu. Cu o masă de 36,4 tone, mașina a atins o viteză de 100 km/h. În timpul testelor de frânare de urgență, s-a constatat că accelerațiile de suprasarcină atunci când motorul principal este oprit la o viteză de 50-70 km/h sunt de 0,2-0,5 g, ceea ce a făcut posibilă operarea navei la aceste viteze în ape puțin adânci. La sfârșitul testelor, Sormovici a efectuat un transport de probă de pasageri de-a lungul unei linii cu o lungime de 274 km. În timpul navigației de iarnă, s-a dovedit posibilitatea deplasării acestuia pe un câmp de gheață de 35-40 cm grosime, cu cocoașe individuale de 40-50 cm înălțime și strat de zăpadă de până la jumătate de metru adâncime.

Apoi, designerii au revenit la crearea de noi versiuni ale bărcii Rainbow. A fost construit hovercraftul Raduga-3, conceput pentru a transporta foroare cu schimburi în zona zăcământului de petrol și gaze Surgut. Această barcă cu 10 locuri cu un motor diesel de 220 kW (298 CP) și o viteză de 70 km/h este realizată din aliaj ușor și cântărește 3,7 tone Supraalimentatorul de tip ventilator axial îndeplinește două funcții: creează o pernă de aer și asigură propulsie .

La Biroul Central de Proiectare Neptune, a fost analizată profund toată experiența existentă în crearea hovercraftului, bazată în primul rând pe utilizarea tehnologiei aviației. Ca urmare, s-a stabilit că din cauza costurilor de construcție relativ mari și a costurilor de exploatare ridicate, exploatarea comercială a unor astfel de nave este nerentabilă.

Ținând cont de acești factori, au fost formulate principalele direcții de activitate ulterioară: dezvoltarea unei carene sudate, utilizarea unei centrale diesel, utilizarea elicelor cu antrenare simplificată în duze de ghidare prin transmisii cu curele dintate plate. În dezvoltarea științifică și experimentală a proiectelor au fost implicați specialiști de la Institutul Central de Cercetare care poartă numele academicianului A. N. Krylov.

Hovercraft „Baruri”

Primul care a produs a fost micul hovercraft „Baruri”, care și-a găsit imediat aplicare în economia națională, deși soluțiile tehnice menționate nu au fost încă implementate pe deplin pe acesta. Până în prezent, câteva zeci dintre aceste dispozitive cu 8 locuri, echipate cu motoare de aeronave cu o putere de 176 kW (230 CP), efectuează servicii poștale în sistemul Ministerului Comunicațiilor al RSFSR, îndeplinesc funcții de căutare și salvare și sunt, de asemenea, utilizate cu succes ca nave de patrulare în sistemul Ministerului Afacerilor Interne al URSS. Sunt folosite în locuri greu accesibile, inclusiv în lacuri sărate de mică adâncime, zone de stepe aride, bancuri de nisip, zone de rafting din lemn, atât în ​​condiții de vară, cât și de iarnă. După cum a arătat practica, aceste bărci s-au dovedit a fi mult mai eficiente decât snowmobilele amfibii în serie utilizate anterior. Cu o masă de 2,2 tone, viteza maximă a Barcei este de 80 km/h.


Hovercraftul de tip Gepard are o carenă realizată din aliaje de aluminiu din clasele AMg5 și AMg61. Are două elice instalate în duze inelare. Datorită profilării speciale a palelor, viteza de rotație a elicelor a fost redusă și nivelul de zgomot în timpul funcționării acestora a fost redus. Marginea anterioară a lamelor, din fibră de sticlă ranforsată, este echipată cu un capac de protecție din oțel inoxidabil.

Perna de aer este formată prin alimentarea cu aer de la o suflantă centrifugă, al cărei rotor este echipat cu pale profilate din fibră de sticlă. Cuplul de la motorul de automobile ZMZ-53 cu o putere de 88 kW (120 CP) este transmis la compresor folosind arbori cardanici și transmisii cu curea dințată plată. Este posibilă deconectarea transmisiei de la motor, ceea ce facilitează pornirea la temperaturi scăzute. Pentru a menține cursul, precum și pentru a controla trim-ul bărcii, în spatele duzelor inelare sunt instalate cârme aerodinamice verticale și orizontale.

Cabina are un strat de izolare termică și este dotată cu sistem de încălzire cu aer. Cu ajutorul blocurilor de flotabilitate situate sub secțiunile cu balamale, vasul este menținut la plutire atunci când orice compartiment este inundat. Această navă mică cu 4 locuri, cu o greutate de 1,8 tone, dezvoltă o viteză de 60 km/h pe apă, și 70 km/h pe o suprafață dură plană și este folosită de serviciile de salvare, poliția apelor, diverse direcții administrative ale rezervațiilor naturale, servicii poștale, întreprinderi de exploatare forestieră, petrol și gaze și energie, ferme mari de vânătoare din Siberia. Producția în serie a „Gepards” a fost stăpânită la șantierul naval Svir.

Hovercraftul de pasageri „Puma” cu 18 locuri este echipat cu două motoare pe benzină ZMZ-53. Una dintre modificările sale este o barcă de resuscitare a ambulanței, care poate servi ca sală de operație plutitoare. Este capabil să ajungă în cele mai îndepărtate și inaccesibile puncte ale bazinelor hidrografice.

Viteza bărcii, în ciuda creșterii masei sale la 5,7 tone, este
era aceeași cu cea a Ghepardului. Fiecare dintre cele două motoare antrenează un compresor centrifugal dublu și o elice într-o duză inelară. Este posibil să mutați nava când un motor este în funcțiune. În caz contrar, soluțiile de proiectare sunt aceleași cu cele adoptate anterior pe Gepard.

Versiunea medicală a hovercraftului „Puma” a fost testată în regiunea Tomsk, unde a parcurs 400 km pe gheață cu obstacole de până la 0,6 m înălțime, adică egală cu înălțimea unui gard flexibil. Versiunea pentru pasageri a bărcii a fost testată pe raftul Mării Caspice de Nord, făcând o tranziție independentă către această zonă de la Volgograd. S-a stabilit că iarna hovercraftul amfibie necesită cu 20-30% mai puțină putere a motorului principal decât vara la o viteză cu 5-10 km mai mare.


Cea mai recentă dezvoltare a Biroului Central de Proiectare Neptune a fost hovercraft-ul de tip Irbis, care are următoarele caracteristici: numărul de locuri în versiunea pentru mare împreună cu echipajul este de 30, în versiunea fluvială 34, greutatea 10,7 tone, viteza maximă 57 km/h, puterea a două motoare diesel este de 280 kW (380 CP).

În acest vas, au fost dezvoltate multe soluții de design care au fost utilizate anterior la crearea lui Puma. Principala diferență este că Irbis are un motor diesel răcit cu aer în loc de unul pe benzină. Acest lucru a făcut nava mai economică. Problemele creșterii rezistenței carenei au fost studiate amănunțit. Ca urmare, este posibilă deplasarea în zonele maritime de coastă cu înălțimi ale valurilor de până la 1,25 m.

În timpul testării navei de plumb, s-au făcut treceri de-a lungul rutelor Moscova-Leningrad și Moscova-Caspică de Nord (aproximativ 15 mii km). Testele pe mare au avut loc în Golful Finlandei. În același timp, s-au efectuat o serie de măsurători ale stării de stres a structurilor navei la deplasarea în mare agitată. Pe baza rezultatelor testelor, vasul de tip Irbis este recomandat a fi utilizat la temperaturi ambientale de la -30 °C la +40 °C în tronsoane înfundate și rapide ale râurilor cu curenți puternici, în desișuri de stuf și mlaștini, gheață și zăpadă- suprafețe acoperite și gheață plutitoare.

Când se compară hovercraft-ul Irbis cu vehiculele amfibii pe șenile GT-T și K-61, precum și cu hovercraft-ul american Husky 2500TD (toate au centrale electrice diesel) în ceea ce privește costurile de combustibil pentru transportul a 1 tonă de marfă la 1 km, a fost dezvăluit avantajul asupra tuturor amfibienilor în modurile de apă. Date comparabile pentru sushi (sau mai degrabă, pentru un ecran plat solid) sunt disponibile numai pentru grupul de vehicule cu motoare pe benzină. Din analiza lor rezultă că hovercraftul Puma își păstrează avantajul față de vehiculul amfibiu BAV dacă partea de apă a traseului este de cel puțin 63% din lungimea sa totală.

În prezent, experiența acumulată în proiectarea, construcția și operarea ambarcațiunilor de mare viteză și hovercraftului confirmă capacitatea industriei interne de construcții navale de a furniza economiei naționale o întreagă gamă de astfel de ambarcațiuni și nave, precum și posibilitatea de a crea în viitoarele vehicule mai concentrate pe exploatarea lac-mare și având o capacitate de pasageri de 100 de persoane sau mai mult.

Hovercraft Dzheyran și Zubr SVP (aeroglisor)

Ideile apar adesea cu mult înainte de a putea fi implementate. Și se întâmplă ca ideile întruchipate să se despartă, înaintea timpului lor. Aceasta s-a dovedit a fi soarta navelor zburătoare - aeroglisor.
Mai simplu spus, un hovercraft (hovercraft) este o placă inversată sub care este pompat aer: ca urmare, structura este ridicată, iar dacă o elice este plasată în lateral, se mișcă și ea. Lipsa frecării pe suprafață - reduce rezistența. Testarea sovietică a ambarcațiunilor zburătoare a început în anii 1930 în secret. Vladimir Levkov a fost implicat în lucrare.

primul hovercraft zburător de luptă L5

Primul model al lui Levkov semăna cu o placă inversată, sau mai degrabă cu un bazin: în centru se afla un motor electric cu un șurub care pompa aer, iar „vasul” s-a desprins de pe podea, plutind în aer. După mai multe vehicule experimentale, în 1937 a apărut prima barca zburătoare de luptă, L5. La prova și pupa erau două motoare de avioane M-45 cu 850 de cai putere fiecare. Barca a „stors” cu aproximativ 130 de kilometri pe oră (la viteză maximă nici o torpilă nu a putut ajunge din urmă) și s-a deplasat calm peste apă și pământ, în ciuda greutății sale de opt tone. Rezultatele testelor au arătat superioritatea acesteia față de torpiloarele, dar au scos la iveală și dezavantaje: supraîncălzirea motoarelor, stabilitate scăzută (adică capacitatea scăzută a unei nave, dezechilibrate, de a reveni la poziția inițială). Dar principalul lucru a fost o mică separare a corpului de suprafață, motiv pentru care mașina nu a putut depăși nici măcar un obstacol mic.

Hovercraft englezesc SR-1

Doar un detaliu lipsea. Și, așa cum se întâmplă adesea, un nespecialist l-a găsit. Englezul Christopher Cockerel, un inginer în electronică, a deschis un șantier naval mic de construcție de bărci în 1950. În timp ce își îmbunătățește bărcile, a vrut să reducă rezistența lor folosind „ungerea” cu aer. El a fost primul care a folosit o metodă pentru crearea unei perne de aer: atunci când aerul nu curge liber sub fundul ventilatorului, ci este forțat prin duze înguste situate în jurul perimetrului. Separarea corpului de suprafață a ajuns la 300 mm - de cinci ori mai mare decât cea a lui Levkov. Conform acestei scheme, compania Saunders RO a construit hovercraft-ul SR-1, pe care britanicii au traversat Canalul Mânecii în 1959... și... au devenit pionieri în realizarea unui hovercraft. Testele noastre sovietice ale ambarcațiunilor zburătoare, care au început în anii 30, au fost efectuate în secret, confuzând martorii întâmplători - ca urmare, întreaga lume l-a recunoscut pe Kokkerel ca părintele aeroglisorului.
După ce Levkov a murit, toate materialele sale au ajuns în Biroul Central de Proiectare Marină Almaz din Leningrad. Dezvoltarea a continuat, dar numai la inițiativa Biroului Central de Proiectare Marine - până când Kokkerel s-a anunțat. A ține pasul cu britanicii a fost o chestiune de onoare - în plus, conducerea militară a înțeles perfect că calitățile de mare viteză și amfibie ale SVP erau promițătoare pentru utilizare în operațiuni navale amfibie.

CONFORM PRINCIPIULUI DE OPERARE, SVP-urile SUNT IMPARTIZATE ÎN TREI TIPURI

  • Designul camerei: un ventilator situat central furnizează aer sub partea inferioară în formă de cupolă într-o cameră specială care previne scurgerea aerului.
  • Design fantă pentru duză: perna este creată de un flux de aer dintr-o duză inelară formată dintr-o parte centrală cu fund plat și o „fustă”. O perdea de aer în jurul perimetrului vasului împiedică scurgerea aerului de sub pernă.
  • Design de duze cu mai multe rânduri: perna este formată din rânduri de duze de circulație inelare, fiecare având un nivel diferit de presiune creat.

Principiul de funcționare al hovercraftului

Mișcarea hovercraftului este asigurată de:

  • - elice
  • - duze orizontale, în care este alimentat aer de la ventilatoarele de ridicare
  • - tăiați hovercraftul în așa fel încât să apară forța de tracțiune.

În timpul cursei înarmărilor, portavioanele americane reprezentau cel mai mare pericol. Desigur, pentru a contracara grupurile care transportau avioane, existau crucișătoare și submarine nucleare cu rachete de croazieră. Dar chiar și cele mai puternice nave aveau șanse mici fără a captura strâmtorii și coasta adiacentă. Proiectanții lui Almaz au fost însărcinați să dezvolte un aeroglisor care ar putea ateriza vehicule blindate și marinari la țărm cu viteză mare. După cum se spune, cea mai importantă sarcină este capturarea și menținerea strâmtorii Bosfor, pentru ca flota Mării Negre să câștige spațiu operațional (probabil acesta a fost cazul în timpul erei sovietice). Până la acel moment, Biroul Central de Proiectare avea doar experiență în crearea unei mici bărci experimentale MS-01 cu o deplasare de 20 de tone - trebuia să treacă pe o navă cu o deplasare de 350 de tone. În paralel cu lucrările de proiectare, se desfășurau lucrări de cercetare: trebuia să stăpânim noi tehnologii și materiale, să dezvoltăm transmisii, ventilatoare și motoare ușoare cu turbine cu gaz. Nu existau încă metode de calcul a propulsiei, stabilității, elementelor de manevră, iar metoda de formare a pernei de aer nu fusese aleasă - duză sau cameră.

Proiectul navelor de aterizare Dzheyran, primul aeroglisor în serie din lume, care aterizează pe coasta Volga

Sistemul de frânare SVP, ca și sistemul de tracțiune, este „legat” de aer. Pentru a îmbunătăți stabilitatea navei, se folosesc stabilizatori verticali, la fel ca la avioane. Pentru prima dată, s-a decis să se utilizeze garduri flexibile din cauciuc, inventate în Anglia și concepute pentru a crește navigabilitatea și amfibia navei. După ce au testat modele construite după două scheme diferite, au dezvoltat „Jeyran”: un aeroglisor pentru aterizarea a două tancuri pe un țărm neechipat - nimeni din lume nu a mai avut asta până acum. În 1970, nava a fost pusă în funcțiune.

aterizare pe coasta Volga cu nave de debarcare de tip Kalmar

STOCK DE DETERZARE AMFIBIANĂ „JEYRAN”

  • Armament: două monturi AK-30 de 30 mm
  • Capacitate de aterizare - 4 tancuri PT-76 și 50 de marini sau 2 tancuri medii și 200 de infanterie
  • Deplasare - 360 de tone
  • Viteza - 48 de noduri (peste 100 km/h)
  • Raza de croazieră la viteză maximă este de 300 de mile. Echipaj - 21 de persoane.

Aproape simultan, a apărut și barca de asalt „Scat”: transporta 40 de parașutiști în echipament complet, s-a deplasat cu o viteză de 50 de noduri și a navigat cu ușurință în condiții de mare de cinci puncte. În acel moment, situația de la granița sovieto-chineză a început să escaladeze, iar „razele” au fost folosite nu numai în Marea Baltică și Neagră, ci și în Amur. În plus, patru bărci au fost transformate pentru a salva astronauții în cazul în care ar ateriza pe lacul Issyk-Kul.

Proiectul de hovercraft de aterizare Skat 1205

Studiul capacităților hovercraftului a stimulat apariția de noi modele: nava de aterizare „Squid”, stația de sprijin aeriană a focului „Kosatka”, „Moray”, care a combinat funcțiile „Kalmar” și „Kosatka”.

Forța de aterizare este cea care se află lângă Serna, îndepărtatul Kalmar

Dar în ceea ce privește navigabilitatea și cantitatea de echipament transportat, Jeyran nu avea încă egal. Potențialul acumulat a făcut posibil să vorbim despre dezvoltarea acestui proiect cu o creștere a capacității, vitezei, armelor și fiabilității generale.

„ZUBR” ESTE SINGURA NAVA AMFIBIANĂ DIN LUME CU ARME DE IMPACT.

BISON LANDING SHIP AIR Cushion PROJECT 12322 foto

Așa a apărut ideea Zubr, singura navă amfibie din lume cu arme de lovitură, care a fost predată flotei în 1988.
Hovercraft Zubr conceput pentru a primi de pe țărm (chiar neechipați) asalt amfibiu cu echipament militar, transport pe mare, aterizare pe coasta inamicului (un „bizon” livrează pe țărm un batalion de pușcași marini, care pot intra imediat în luptă „fără să-și pună picioarele”. umed”) și trupele de debarcare de sprijin cu foc. Pentru această navă, care depășește cu ușurință șanțuri, șanțuri și mlaștini, este deschisă până la 70 la sută din lungimea totală a coastei mărilor și oceanelor lumii.
Ceea ce face ca ACEASTA NAVA să fie remarcabilă este combinația sa unică de sarcină utilă, amfibie și viteză. În timpul testării, a fost accelerat la 70 de noduri (aproximativ 130 km/h). La viteze mari, gardul flexibil se rupe și nava „da din cap”, dar în acest caz, modurile critice sunt blocate în ceea ce privește viteza și raza de viraj. Managementul necesită o asemenea grijă și precizie încât „ZUBRE” NU ARE HELMER - ATRIBUȚIILE SUNT ÎNDEFORMATE DE COMANDANT.

Fotografie cu bizon, aterizare

Terminarea oricărei nave este un proces dificil și lung. De exemplu, șuruburile caracteristice ale lui Zubr sunt închise în atașamente, datorită cărora împingerea crește de o dată și jumătate. Iar duza - o structură tăiată din plastic cu un diametru de 7 metri - este destul de delicată. În timpul primelor teste, s-au rupt: pentru adăugarea de forță necesară, spațiul dintre elice și duză trebuie să fie foarte mic, iar dacă elicea oscilează, se poate prinde. Imaginează-ți cât timp a durat pentru a finaliza acest nod aparent simplu.

Șuruburi „Bison” - o combinație periculoasă de putere și fragilitate, 10 mii de cai putere, diametru 7 metri

În ceea ce privește potențialul tehnic și elementele tactico-tehnice, Zubr-ul încă nu are egal în lume și, prin urmare, este solicitat de clienții străini. Acest lucru necesită adesea crearea unor modificări de „export”: de exemplu, în cazul Greciei, din cauza necesității de tropicalizare. Deci putem spune că dezvoltarea proiectului continuă. La începutul anilor 2000, testau un „zimbră” construit pentru Grecia, nava a fost zdrobită accidental de... un camion. A servit drept far pe malul Golfului Finlandei, dar din cauza farurilor stinse s-a transformat într-un obstacol invizibil.

Armamentul bizonului: două monturi de 30 mm

Hovercraft Zubr SVP

  • Arme:
  • - pentru a distruge avioane și rachete de navă - două instalații AK-630M de 30 mm („cuțitoare de metal”);
  • - pentru distrugerea fortificațiilor de coastă - două MS-227 MLRS (un analog naval al sistemului de rachete Grad),
    Capacitatea trupei:
  • - 3 tancuri T-80 și 80 de marini
  • -10 vehicule blindate de transport de trupe sau 360 de infanterie
  • Deplasare - 550 de tone
  • Viteză maximă - 60 de noduri. Capacitate de încărcare - 150 de tone
  • Puterea motorului este de peste 50 de mii de CP. Cu
  • Raza de croazieră la viteză maximă este de 300 de mile. Echipaj - 27 de persoane.

Una dintre diferențele față de navele străine este structura sudată. Primele hovercraft (conform tradițiilor aviației) au fost făcute nituite, dar funcționarea lor pe mare a arătat lipsa de încredere a unei astfel de conexiuni. Desi cu o structura sudata exista un risc mai mare de fisurare. Datorită puterii mari de pe astfel de nave, nivelul de vibrație este crescut: trei motoare de 10 mii de cai putere doar pentru propulsie, încă două motoare de aceeași putere funcționează ca supraalimentare. 50 de mii de „cai”, și toate acestea într-o deplasare de 550 de tone! Vă puteți imagina cât de mare este capacitatea lor de putere în comparație cu navele convenționale.

Fotografie cu analogul naval MLRS MS-227 al sistemului de rachete Grad

Au fost create unități de înaltă temperatură pentru a antrena elice, supraalimentatoare și alți consumatori. Sistemul de purificare a aerului asigură funcționarea pe termen lung a turbinelor cu gaz la salinități maritime de până la 30 ppm.
Absența contactului direct între dispozitivele de guvernare și apă îngreunează manevrarea și face vasul dependent de vreme. Prin urmare, au fost dezvoltate diverse scheme de control, inclusiv cârme aerodinamice și cu jet (duze cu jet), elice cu pas variabil.

Zubr prekt 12322 navă mică de debarcare Evgeniy Kocheshkov și Mordovia, aterizare

Din păcate, în doctrina militară rusă modernă nu există încă niciun folos pentru o navă atât de puternică - aparent Lahovercraft Dzheyran și Zubr SVP înaintea timpului său. Cu toate acestea, hovercraft-urile sunt la mare căutare pe piața globală a armelor.

O perspectivă logică pentru hovercraft amfibie este navele de tip Zubra pentru mările interioare și navele de debarcare pentru navele mari de debarcare. Dar există și alte domenii de aplicare a acestora.
VITEZA hovercraftului este ideală pentru „flota de țânțari” - nave de război manevrabile. Când a devenit posibilă transportul de torpile și rachete pe nave mici, o barcă ușoară a devenit periculoasă pentru navele de război mari. Nu poate fi blindat, ceea ce înseamnă că salvarea de focul inamicului este viteza. În același timp, este dificil să faci rapid o navă cu deplasare mică. Așadar, PRIMA A ÎNCERCĂT SĂ PLACEAZĂ BĂRCI DE TORPILE ȘI DE RACHETE PE PERNEA DE AER: bombardierele torpiloare „pure” erau atunci într-o fundătură (nu se puteau apropia de o navă mare în raza de salvă), iar transportoarele de rachete nu puteau ține pasul cu creșterea rachete.
Există, de asemenea, dezvoltări ale hovercraftului „anti-submarin”, dar acestea nu au fost încă implementate: astăzi principalul lucru nu este să distrugi barca, ci să o găsești. Și acest lucru necesită un sistem sonar puternic, adică arme suplimentare.

Compartimentul de aterizare al navei, vedere în interior

Există clienți civili - desigur, interesul lor vizează mai multe nave utilitare. O altă caracteristică este utilizarea în tot sezonul. Navele amfibii pot merge și pe gheață - este și mai ușor pentru ele (când se deplasează peste apă, sub presiunea navei, se creează o gaură de răspuns, care oferă rezistență). Acest lucru este util în special pe râurile și mlaștinile înghețate din Siberia.
Când barca mică „Breeze” a fost difuzată la televizor, o serie de clienți a venit la Biroul Central de Proiectare Almaz - dezvoltatori de petrol siberian, cărora le este greu să ajungă la câmpurile petroliere.

nava de debarcare Bison pr 1232.2 1989

Să nu uităm de flota de amatori: hovercraft-ul amfibie este un vehicul universal de teren, care este adesea folosit pentru vânătoare și pescuit. Cu ei nu este nevoie de acostare - mergi la țărm, oprești motorul și mergi la aterizare și poți lansa nava de pe aproape orice țărm.

Fotografie care arată scara navei Pentru navele cu o greutate de aproximativ 100 de tone, este necesară o putere de 25-35 kilowați pe tonă, și pentru cele mai grele - 15-20 kilowați.

Situația este similară și în zăcămintele de gaz și petrol din Marea Barents. Merită să ne amintim linia de coastă uriașă din nord: renașterea Rutei Mării Nordului este asociată cu problema foarte complexă a deplasării mărfurilor la țărm. Almaz, pe baza vaselor sale amfibii, a proiectat deja bărci de reîncărcare pentru Ruta Mării Nordului: o astfel de barcă vine alături, o încărcătură este coborâtă pe ea și în curând ajunge pe țărm.

Grupul de aterizare nici măcar nu și-a udat picioarele, cu ei nu este nevoie de acostare - mergi la țărm, oprești motorul și mergi la mal și poți lansa nava de pe aproape orice țărm

S-ar părea că hovercraft-urile sunt universale. Ce împiedică interesul pentru ei? Obstacolele pentru navele zburătoare sunt energetice și economice. Cu aceeași masă ca și vasul cu deplasare, Vehiculul cu Pernă de AER NECESITĂ CONSUM MAI MARE DE COMBUSTIBIL - PENTRU CĂ TREBUIE SĂ SE MIȘTE NU NUMAI ÎNAINTE, CI ȘI SUS. Motoarele pentru hovercraft sunt puternice și ușoare, ceea ce înseamnă că sunt scumpe, au resurse limitate și sunt dificil de fabricat. Există convenții în producerea oricărei tehnologii, dar utilizarea hovercraftului este recomandabilă numai acolo unde aceste convenții sunt compensate de avantaje - viteză, amfibie și absența unei părți subacvatice.
EFECTUL AIR Cushion este folosit și în alte zone. Americanii au proiectat o navă transatlantică de pasageri „zburătoare”, producătorii de automobile creează mașini în spațiul aerian. Iar Institutul de Ortopedie din Londra folosește un pat pentru pacienții cu arsuri severe care „întinsă” pe o pernă de aer.

Hovercraft-urile sunt construite de Rusia, Anglia, Japonia, SUA, Franța. Sute de aceste nave transportă milioane de pasageri pe servicii regulate în Canalul Mânecii, Marea Irlandei, coasta mediteraneană a Franței și Italiei, Canada, SUA și Caraibe, precum și Japonia și Australia. Cele mai multe hovercraft au o capacitate de până la 100 de pasageri, dar din 1968 a început exploatarea navelor de tip 5K4, care găzduiau 254 de pasageri și 30 de autoturisme. Aceste nave traversează Canalul Mânecii în 40 de minute.

Din punct de vedere al științei, un aeroglisor nu este deloc o navă, ci o pernă de aer care se poate mișca și ea. În repaus, plutește pe apă, dar la serviciu se mișcă prin aer pe un strat gros de 5 picioare.

Și doar perdeaua flexibilă de cauciuc a pernei atinge suprafața apei. Și în interiorul perdelei, un dispozitiv puternic de injecție a aerului suflă pe suprafața apei, formând o pernă. În același timp, elicele instalate pe punte împing nava înainte. Motoarele cu turbină cu gaz alimentează atât dispozitivul de suflare, cât și elicele.

Hovercraftul poate călători și pe uscat, dar cel mai adesea sunt folosite ca feriboturi. Și ating viteze de aproximativ 75 de mile pe oră, care este de două ori viteza celor mai rapide nave. Cu toate acestea, astfel de aeroplane nu sunt suficient de stabile pentru a naviga prin mări agitate sau vânturi.

Traversarea apelor pe calea aerului

Aerul aspirat, cu ajutorul unui dispozitiv de suflare, presează apa odată ce aceasta pătrunde în interiorul perdelei flexibile.

O pernă de aer comprimat ridică vasul deasupra apei. Doar marginea perdelei flexibile atinge apa.

Împingerea inversă creată de elicele pupei se transformă (pe baza principiului propulsiei cu reacție) în mișcarea înainte a navei în sine.

Acest tip de aeroglisor transportă pasageri. Modelele mai mari sunt folosite ca feriboturi pentru vehicule și mărfuri grele.

Oprirea și întoarcerea unui hovercraft

Pentru a efectua manevre rapide sau dificile, o pereche de extensii numite tije hidraulice sunt extinse în jos de la carena navei.

Cum se întoarce un aeroglisor

În timp ce se deplasează, nava se întoarce folosind cârme. După ce le-a întors la stânga, nava se întoarce spre babord, adică se întoarce spre stânga.

Dacă trebuie să dați volanul potrivit, atunci acest lucru se face prin rotirea volanului spre dreapta.

Sunt necesare propulsoare laterale pentru a opri deriva laterală a navei. În plus, dacă propulsia este pe tribord, nava își întoarce prova spre babord.