Svp på en luftkudde. Last-passagerar svävare svävare. Behovet av statliga strukturer

Hovercraft Jeyran och Zubr SVP (svävfarkost)

Idéer dyker ofta upp långt innan de kan implementeras. Och det händer att de förkroppsligade idéerna står isär, före sin tid. Sådant var ödet för flygande fartyg - svävare.
Enkelt uttryckt är en svävare (Hovercraft) en omvänd platta under vilken luft sprutas in: som ett resultat stiger strukturen, och om en propeller placeras på sidan, rör den sig också. Brist på friktion på ytan - gör att du kan minska motståndet. Sovjetiska tester av flygbåtar har pågått sedan 30-talet i hemlighet. Engagerad i Vladimir Levkovs arbete.

den första stridsflygande svävare L5

Levkovs första modell såg ut exakt som en inverterad platta, mer exakt, en bassäng: i mitten fanns en elmotor med en skruv som pumpade luft, och "kärlet" kom från golvet och svävade i luften. Efter flera experimentella maskiner 1937 dök den första stridsflygbåten upp - L5. På dess för och akter fanns två M-45 flygplansmotorer på 850 hästkrafter vardera. Båten "klämde ut" cirka 130 kilometer i timmen (inte en enda torped kommer ikapp i full fart) och rörde sig lugnt över vatten och land, trots vikten på åtta ton. Testresultaten visade dess överlägsenhet gentemot torpedbåtar, men avslöjade också nackdelar: motoröverhettning, låg stabilitet (det vill säga den låga förmågan hos ett fartyg i obalans att återgå till sin ursprungliga position). Men det viktigaste är en liten separation av skrovet från ytan, på grund av vilken bilen inte kunde övervinna ens ett lågt hinder.

Engelsk svävare SR-1

Endast en detalj saknades. Och fann det, som ofta händer, icke-specialist. Engelsmannen Christopher Cockerell, en elektronikingenjör, öppnade ett litet båtbygge 1950. För att förbättra sina båtar ville han minska deras motstånd med hjälp av luft "smörjning". Han var den första som använde metoden för att skapa en luftkudde: när luften inte strömmar fritt under botten från fläkten, utan tvingas av smala munstycken längs omkretsen. Skrovets lösgöring från ytan nådde 300 mm - fem gånger högre än Levkovs. Enligt detta schema byggde Saunders RO STOL (svävare) SR-1, på vilken britterna korsade Engelska kanalen 1959 ... och .. blev pionjärer i skapandet av en svävare. Våra sovjetiska tester av flygbåtar, som har pågått sedan 30-talet, utfördes i hemlighet, förbryllande tillfälliga vittnen - som ett resultat erkände hela världen Kokkerel som svävarens fader.
Efter Levkovs död hamnade allt hans material i Almaz Central Marine Design Bureau i Leningrad. Utvecklingen fortsatte, men bara på initiativ av den centrala designbyrån själv - tills Kokkerel meddelade sig själv. Att hålla jämna steg med britterna var en hedersfråga - dessutom var militärledningen väl medveten om att SVP:s höghastighets- och amfibieegenskaper var lovande för användning i amfibiska sjöoperationer.

ENLIGT ARBETSPRINCIPEN ÄR SVP INDELAD I TRE TYPER

• Kammarschema: en fläkt placerad i mitten tillför luft under den kupolformade botten, in i en speciell kammare som förhindrar luftläckage.
• Munstycksslitsschema: kudden skapas av ett luftflöde från ett ringformigt munstycke bildat av en central del med platt botten och en "kjol". En luftridå runt kärlets omkrets förhindrar luftläckage från under kudden.
• Flerrads munstyckesschema: kudden bildas av rader av ringformade cirkulationsmunstycken, som var och en har olika nivå av genererat tryck.

Principen för drift av svävare

Rörelsen av svävare tillhandahålls av:

• - propellrar
• - horisontella munstycken, som tillförs luft från lyftfläktar
• - genom att trimma SVP på ett sådant sätt att en dragkraft uppstår.

Vid tiden för kapprustningen var den största faran representerad av amerikanska hangarfartyg. Naturligtvis fanns strejkkryssare och atomubåtar med kryssningsmissiler för att motverka hangarfartygsgrupperna. Men även de mäktigaste fartygen hade små chanser utan att fånga sundet och den intilliggande kusten. Formgivarna av Almaz fick i uppdrag att utveckla en svävare som kunde kasta pansarfordon och marinsoldater i fallskärm i hög hastighet. Som de säger, vars viktigaste uppgift är att fånga och hålla Bosporensundet, för att Svartahavsflottan ska komma in i det operativa utrymmet (förmodligen var det under Sovjetunionens dagar). Vid den tiden hade Central Design Bureau bara erfarenhet av att skapa en liten experimentbåt MS-01 med en deplacement på 20 ton - det krävdes från den att byta till ett fartyg med en deplacement på 350 ton. Parallellt med designarbetet pågick forskning: vi var tvungna att bemästra nya teknologier och material, utveckla transmissioner, fläktar och lätta gasturbinmotorer. Det fanns inga metoder för att beräkna framdrivning, stabilitet, manövreringselement ännu, metoden för att bilda en luftkudde valdes inte - munstycke eller kammare.

Landande fartyg projekt Dzheyran världens första masstillverkade svävare, landar på Volgakusten

Bromssystemet i SVP, liksom dragsystemet, är "bundet" i luften. För att förbättra fartygets stabilitet används vertikala stabilisatorer, samma som på flygplan. För första gången beslutades det att använda flexibla gummibarriärer, uppfunna i England och utformade för att öka fartygets sjöduglighet och amfibie. Efter att ha testat modeller byggda enligt två olika scheman utvecklade de Jeyran: en svävare för att landa två tankar på en outrustad strand - ingen annan i världen hade något sådant. Fartyget togs i drift 1970.

landning på Volgakusten med DKVP av Kalmar-typ

AMPHIBIAN amfibieluftburen STOL "JEYRAN"

• Beväpning: två 30 mm AK-30 fästen
• Landningskapacitet - 4 PT-76 stridsvagnar och 50 marinsoldater eller 2 medelstora stridsvagnar och 200 infanterister
• Deplacement - 360 ton
• Hastighet - 48 knop (mer än 100 km/h)
• Marschräckvidd vid full fart - 300 miles. Besättning -21 personer.

Nästan samtidigt dök Skat-landningsanfallsbåten upp: den bar 40 fallskärmsjägare i full utrustning, rörde sig med en hastighet av 50 knop och gick lätt med ett hav på fem poäng. Vid den tiden började förvärringen av situationen vid den sovjetisk-kinesiska gränsen, och "sluttningarna" användes inte bara i Östersjön och Svarta havet, utan också på Amur. Dessutom konverterades fyra båtar för att rädda kosmonauter – ifall de skulle landa på sjön Issyk-Kul.

Skat landande svävare projekt 1205

Studiet av kapaciteten hos svävare stimulerade uppkomsten av nya modeller: Kalmar amfibiefarkoster, branduppdraget för späckhuggare, Murena, som kombinerade funktionerna hos Kalmar och späckhuggare.

Landstigning är densamma som nära Serna, det avlägsna Kalmar

Men när det gäller sjöduglighet och mängden transporterad utrustning fanns det fortfarande inga motsvarigheter till Jeyran. Den ackumulerade potentialen gjorde det möjligt att prata om utvecklingen av detta projekt med en ökning av kapacitet, hastighet, beväpning och övergripande tillförlitlighet.

"ZUBR" - DET ENDA AMFIBISKA FARTYGET I VÄRLDEN MED SLAGVAPEN.

ZUBR LANDNINGSKEPP PÅ LUFTKUDD PROJEKT 12322 foto

Så här dök idén om Zubr ut - det enda amfibiefartyget i världen med strejkvapen, som överlämnades till flottan 1988.
Hovercraft Zubr designad för att ta emot från stranden (inte ens utrustad) amfibieanfall med militär utrustning, transport till sjöss, landning på fiendens kust (en "bison" levererar en bataljon marinsoldater till stranden, som omedelbart kan gå i strid "utan att få sina fotvåta") och eldstödslandsättningstrupper. För detta fartyg, som lugnt övervinner diken, diken och träsk, är upp till 70 procent av den totala längden av kustlinjen av världens hav och oceaner öppen.
Det som gör DETTA FARTYG ENSTÅENDE är dess unika kombination av bärförmåga, amfibie och hastighet. Vid tester accelererades den till 70 knop (cirka 130 km/h). Vid höga hastigheter bryts den flexibla barriären ner, och fartyget "nickar", men i detta fall tillhandahålls blockering av kritiska lägen när det gäller hastighet och svängradie. Förvaltningen kräver sådan omsorg och precision att "ZUBRE" HAR INTE EN STYRANDE MAN - HANS UPPGIFTER UTFÖRS AV BEFÄLJEN.

Bisonfoto, landning

Att finjustera vilket fartyg som helst är en svår och lång process. Till exempel är Zubrs karakteristiska skruvar inneslutna i munstycken, på grund av vilka dragkraften ökas med en och en halv gånger. Och munstycket - en struktur skuren av plast med en diameter på 7 meter - är ganska smal. Vid de första testerna gick de sönder: för det erforderliga tillskottet av dragkraft måste gapet mellan propellern och munstycket vara mycket litet, och om propellern oscillerar är bete möjlig. Föreställ dig hur lång tid det tog att avsluta denna till synes enkla knut.

PROPELLER "Zubr" - en farlig kombination av kraft och bräcklighet, 10 tusen hästkrafter, diameter 7 meter

När det gäller teknisk potential och taktiska och tekniska element har Zubr fortfarande ingen motsvarighet i världen, och är därför också efterfrågad av utländska kunder. Detta kräver ofta skapandet av "export" modifieringar: till exempel i fallet med Grekland - på grund av behovet av tropicalisering. Så vi kan säga att utvecklingen av projektet fortsätter. I början av 2000-talet testade de en "bison" byggd för Grekland, fartyget krossade av misstag ... en lastbil. Han tjänstgjorde som en fyr vid Finska vikens stränder, men på grund av de släckta strålkastarna förvandlades han till ett osynligt hinder.

Beväpning av Zubr två 30 mm installationer

Hovercraft Zubr SVP

• Beväpning:
• - att förstöra flygplan och fartygsmissiler - två 30 mm AK-630M-installationer ("metallskärare");
• - för förstörelse av kustbefästningar - två MLRS MS-227 (havsanalog till Grad-raketsystemet),
  Landningskapacitet:
• - 3 T-80 stridsvagnar och 80 marinsoldater
• -10 pansarvagnar eller 360 infanteri
• Deplacement - 550 ton
• Full fart - 60 knop. Lastkapacitet - 150 ton
• Motorkraft - mer än 50 tusen liter. Med
• Marschräckvidd vid full fart - 300 miles. Besättning - 27 personer.

En av skillnaderna mot utländska fartyg är den svetsade konstruktionen. De första SVP:erna (enligt flygtraditioner) gjordes nitade, men deras verksamhet till sjöss visade opålitligheten i en sådan anslutning. Även om med en svetsad struktur är risken för sprickbildning högre. På grund av den höga effekten på sådana fartyg ökar vibrationsnivån: tre motorer på 10 tusen hästkrafter endast för rörelse, ytterligare två motorer med samma kraft fungerar som överladdare. 50 tusen "hästar", och allt detta i ett deplacement på 550 ton! Man kan föreställa sig hur högt deras kraft-till-vikt-förhållande är i jämförelse med konventionella fartyg.

Foto MLRS MS-227 marin analog till Grad-raketsystemet

För att driva propellrar, kompressorer och andra konsumenter skapades gasturboväxlar med hög temperatur. Luftreningssystemet säkerställer långtidsdrift av gasturbiner vid havssalthalt upp till 30 ppm.
Bristen på direktkontakt mellan styranordningarna och vattnet i SVP:n gör det svårt att manövrera och gör fartyget beroende av vädret. Därför utvecklades olika kontrollsystem, inklusive aerodynamiska och jetroder (jetmunstycken), propellrar med variabel stigning.

Zubr-projekt 12322 litet landstigningsskepp Evgeny Kocheshkov och Mordovia, landning

Tyvärr, i den moderna ryska militärdoktrinen finns det ingen användning för ett så kraftfullt skepp ännu - tydligen, tillsvävare Jeyran och Zubr SVP före sin tid. Svävare är dock efterfrågade på den globala vapenmarknaden.

Ett logiskt perspektiv för amfibiska SVP:er är Zubra-klassfartyg för inlandshav och landstigningsfartyg för stora landstigningsfartyg. Men det finns andra områden av deras tillämpning.
SPEED SVP är idealisk för "myggflottan" - manövrerbara krigsfartyg. När det blev möjligt att placera ut torpeder och missiler på små fartyg blev en lätt båt farlig för stora krigsfartyg. Det kan inte bokas, vilket betyder att räddning från fiendens eld är snabbhet. Samtidigt är det svårt att göra ett litet deplacementfartyg snabbt. Så DE FÖRSTA FÖRSÖKNA ATT PLACERA TORPEDO- OCH MISSILBÅTAR PÅ LUFTkudden: "rena" torpedbomber stod då stilla (de kunde inte närma sig ett stort fartyg på salvaavstånd), och missilbärare kunde inte hänga med i tillväxten av missiler.
Det finns också utvecklingar av "anti-ubåts" SVP:er, men hittills har de inte implementerats: idag är det viktigaste att inte förstöra båten, utan att hitta den. Och detta kräver ett kraftfullt ekolodssystem, det vill säga ytterligare vapen.

Skeppets truppavdelning inifrån

Det finns civila kunder – deras intresse gäller förstås fler utilitaristiska fartyg. En annan funktion är allväder. Amfibiefartyg kan också gå på is - det är ännu lättare för dem (när de rör sig över vatten, under fartygets tryck, skapas en ömsesidig grop, vilket ger motstånd). Detta är särskilt användbart på de iskalla floder och myrar i Sibirien.
När en liten båt "Breeze" visades på tv, drogs kunder - utvecklare av sibirisk olja, som har svårt att ta sig till oljefälten, till Central Design Bureau "Almaz".

landstigningsskepp bison pr 1232.2 1989

Låt oss inte glömma amatörflottan: svävare amfibier är ett mångsidigt terrängfordon, som ofta används för jakt och fiske. Med dem finns det inget behov av förtöjning - du går i land, stänger av motorn och går i land, och du kan sjösätta fartyget från nästan vilken kust som helst.

Foto som visar fartygets skala, För fartyg som väger cirka 100 ton krävs ett energi-till-vikt-förhållande på 25-35 kilowatt per ton, för ännu tyngre - 15-20 kilowatt

Situationen är liknande i gas- och oljefälten i Barents hav. Det är inte på sin plats att minnas den vidsträckta kusten i norr: återupplivandet av den norra sjövägen är kopplad till den mycket komplexa frågan om att flytta last till kusten. Almaz, på grundval av sina amfibiefartyg, har redan designat transferbåtar för Northern Sea Route: en sådan båt närmar sig brädet, en last sänks ner på den och snart hamnar den på stranden.

Landningssällskapet blötde inte ens fötterna, det finns inget behov av att förtöja med dem - du går i land, stänger av motorn och går i land, och du kan sjösätta fartyget från nästan vilken kust som helst

DET SKULLE verka som att svävare är universella. Vad håller tillbaka intresset för dem? Hinder för flygande fartyg är energimässiga och ekonomiska till sin natur. Med samma massa som ett deplacementkärl KRÄVER EN LUFTKUDDAPPARAT MER BRÄNSLEFÖRBRUKNING – FÖR DET ÄR NÖDVÄNDIGT ATT FLYTTA DU INTE BARA FRAMÅT, UTAN OCKSÅ UPP. STOL-motorer är kraftfulla och lätta, vilket gör att de är dyra, kortlivade och svåra att tillverka. Det finns konventioner i produktionen av all utrustning, men användningen av svävare är endast tillrådlig där dessa konventioner överlappas av fördelar - hastighet, amfibie och frånvaron av en undervattensdel.
AIR Cushion-effekten appliceras även på andra områden. Amerikanerna har designat ett "flygande" transatlantiskt passagerarfartyg, biltillverkare skapar bilar i luftrummet. Och på London Institute of Orthopetics används en säng för patienter med svåra brännskador som "lutar" på en luftkudde.

Hovercraft bygger Ryssland, England, Japan, USA, Frankrike. Hundratals sådana fartyg transporterar miljontals passagerare på reguljära linjer i Engelska kanalen, Irländska sjön, Medelhavskusten i Frankrike och Italien, Kanada, USA och Karibien, samt Japan och Australien. De flesta svävare har en kapacitet på upp till 100 passagerare, men sedan 1968 har driften av fartyg av typen 5K4 påbörjats, med plats för 254 passagerare och 30 bilar. Dessa fartyg korsar Engelska kanalen på 40 minuter.

Företaget "Hovercraft" överlämnade till kunden en lastpassagerarsvävare, byggd under överinseende av flodregistret under klassen liten storlekskategori * 3.

Utnämning. Amfibiesvävare för lastpassagerare av typen "Neptune 23GrPasMl" är utformad för att transportera last i mängden högst 1700 kg eller passagerare i mängden 6 personer och last högst 1250 kg.

Tillåtna verksamhetsområden. Fartyget kan trafikeras i kustområden och inre vattenbassänger. Begränsningar under drift - våghöjd på 1% säkerhet upp till 1,2 m, avståndet från tillflyktsorten är inte mer än 11 ​​km (6 miles). En tillflyktsort är vilken bit mark som helst, en vik, ett fartyg i väggården, där ett fartyg kan gömma sig för dåligt väder.

Driftperiod. Fartyget kan trafikeras året runt. Typ av yta: - på vattenytan utan djupbegränsning, - på grunt vatten, inklusive på noll djup och grunt; - på den frusna och snötäckta ytan av reservoarer, i avsaknad av hummocks längs rutten med en höjd som överstiger luftkuddens höjd; - isslask och flytande is; - på en översvämmad sumpig yta och i sällsynta snår av vass med en höjd som inte stör sikten för körning. När man kör på is eller den snöiga ytan av vattendrag finns det ingen begränsning från tillflyktsorten.

temperaturförhållanden. Drift tillåts vid utomhustemperatur från minus 40ºС till plus 40ºС.

Vindbegränsningar. Vindhastigheten är begränsad till 12 m/s.

Tidsbegränsningar. Fartyget kan användas både i dagsljus och på natten. Vid drift på natten installeras extra belysning (helljusstrålkastare).

Arkitektonisk och konstruktiv typ. Amfibiesvävare med ett flexibelt staket i två plan runt hela omkretsen, ett separat lyft- och framdrivningskomplex med två dubbla centrifugalkompressorer och två propellrar med variabel stigning i aerodynamiska munstycken, med en akterplacering av motorrummet, med förenklade skrovformer, med fem vattentäta skott.

Normer och regler. Hovercraft är utformad för att uppfylla kraven i riktlinjerna för klassificering och undersökning av små fartyg R.044-2016 i det ryska flodregistret och de tekniska föreskrifterna om säkerheten för transportanläggningar för inre vattenvägar från Ryska federationens regering. 12.08.2010 N 623 (ändrad 30.04.2015) .

Huvudmått:

Sammansättningen av nyttolasten för transport av last och passagerare:

Bränsleförbrukning. Bränsleförbrukningen vid körning på stillastående vatten med en driftsbelastning vid en hastighet av 40-45 km/h är cirka 30 l/h. Specifik förbrukning under dessa förhållanden är 0,6-0,8 l/km.

Lastens placering. Lasten är installerad på däck. Däcket är placerat mellan salongen och bränsletankfacket. Däcket är dimensionerat; längd 4,0m, bredd 2,0m. Det är möjligt att täcka däcket med en markis. På däck finns fästen för lastsäkring. Däcket har en halkskyddsyta, det går att öka lastutrymmets bredd med gångjärnssektioner. Den totala däcksytan blir 4×4 kvm. Ett avtagbart räcke är installerat på de gångjärnsförsedda sektionerna i däcksområdet.

Hastighet. Svävare med en genomsnittlig, operativ belastning har i lugnt lugnt väder: maximal hastighet på vattnet - 65 km / h, maximal hastighet på isytan - 75 km / h. Driftshastighet. Drifthastighet på vatten är 40-45 km/h, på tät snötäckt yta 50-60 km/h.

Amfibiska egenskaper. Svävarens amfibiska egenskaper säkerställs genom att skrovet lossas från skärmen på grund av att luftkudden hålls under skrovet av ett flexibelt skydd. Lyfthöjden beror på hastigheten på kompressorerna (motorerna), belastningen och vinkeln på trimmen. Den maximala luftkuddehöjden är ca 0,75 m.

Flexibel stängsel. För att bilda en luftkudde på fartyget finns ett flexibelt staket runt hela omkretsen. Flexibelt stängsel i två nivåer, bestående av den övre nivån - mottagaren och den nedre nivån - avtagbara element. Det flexibla stängslet ger en inre kontur bestående av längsgående och tvärgående uppblåsbara kölar. Materialet i det flexibla stängslet är ett gummerat tyg baserat på nylontextilier.

Ram. Allmän information. Som material i huvudkroppen accepteras set, fundament, plåt och profilvalsade produkter från aluminiumlegeringar. Plåt används märke Amg5M, GOST 21631-76. Profilvalsade produkter av märket Amg6M eller D16T i enlighet med GOST 8617-75.

Skärande. Allmän information. Kabinen är gjord av glasfiber och har en aerodynamiskt strömlinjeformad form. Hytten är gjord av en struktur i tre lager, vars mittskikt är isolering. Det yttre lagret är tillverkat av glasfiber baserat på polyesterharts med glasfiberförstärkning. Mellanskiktet är gjort av kakelskum. Det inre lagret är tillverkat av glasfiber, klistrat över med foder - luggtyg.

huvudmotorer. Det är planerat att installera två Cummins dieselmotorer för bilar, märket ISF2.8, fyrcylindrar med vertikalt arrangemang av cylindrar i rad, turboladdade, med mellankylning av laddluft, med "Common Rail" distribuerad bränsleinsprutning, som huvudmotorer. Den högsta tillåtna hastigheten är 3200 rpm. Huvudegenskaperna för varje motor: maximal effekt, kW (hk) - 110 (149,6); antal cylindrar, st. - fyra; cylindervolym, l - 2,8.

Bränslesystem. Bränslesystemet består av två bränsletankar, vardera med en kapacitet på 200 liter.

Överföring. Svävaren har två kraftenheter som ger fördelningen av motorkraften till kompressorn och propellern. Kraftenhetens struktur inkluderar platttandade drivremmar, remskivor med axlar monterade i lager. Svävaren tillhandahåller två oberoende transmissioner på vänster och höger sida, som var och en på sin sida överför vridmoment från kraftenheten till propellern och kompressorn.Transmissioner inkluderar kardanväxlar.

Flyttar. Som propellrar på en svävare tillhandahålls två propellrar med variabel stigning i aerodynamiska fasta munstycken. Stödaggregatet för propellern med variabel stigning och backmekanismen är placerade i pylonerna på varje munstycke. Materialet i propellerbladen är glasfiber belagd med aramidväv (Kevlar). Propellerbladens rotationsvinkel styrs av elektriska pedaler och styrs av körriktningsvisarna installerade i kontrollpanelen.

Luftkuddeblåsare. Två dubbla centrifugalfläktar tillhandahålls som luftkuddefläktar. Luftkuddsfläktar fungerar separat, var och en på sin sida. Superchargers är monterade på axlar som stöds på båda sidor av självinställande lager. Materialet i kompressorerna är glasfiber med tillägg av kol- och aramidtyger (kol och Kevlar).

Transport. Transporter på väg tillhandahålls utan begränsningar i storleken 2,5 m. Försändelsen tillhandahålls i 40HC container. Samtidigt demonteras de ombordmonterade sektionerna, munstycken med roder och propellerpyloner. Nedmonterade produkter skickas separat i en 40 fots container eller på väg.

I slutet av 1800-talet började många ingenjörer och uppfinnare introducera nya fartygskonstruktioner i praktiken. Det blev snart klart att det bästa sättet att övervinna vattnets naturliga motstånd och följaktligen att öka fartygets hastighet är att eliminera friktionen från fartygets skrov mot vattnet och höja det helt över dess yta under rörelse. Dessutom, för passagerarnas bekvämlighet, var det nödvändigt att utveckla fordon som utesluter möjligheten till konstant exponering för vågor på fartygets skrov.

De första experimenten som utfördes av sådana uppfinnare som Porter, Hans, Deneson, Tomamhul, Forlanini, Crocco och andra markerade födelsen av två helt nya typer av fartyg - svävare och bärplansbåtar. Svävaren lyfts helt över vattenytan genom inverkan av antingen en statisk eller dynamisk luftkudde. SPK rör sig på grund av skillnaden i hydrodynamiskt tryck som uppstår på bärplanens övre och nedre plan under dess rörelse genom vattenmiljön. Båda typerna kan ha en teknisk implementering på olika fartyg, så det är inte förvånande att det ofta uppstår meningsskiljaktigheter när man klassificerar SVP och SKP till en viss klass. Varje projekt har dock sina egna särdrag.

Svävfarkost

Det finns två huvudtyper av enheter som använder referensytans närhet. En del av dem rör sig ovanför ytan, med hjälp av en statisk luftkudde skapad av dem, medan andra får aerodynamiskt lyft under rörelse, som ett flygplan, men under kroppen bildar de en dynamisk luftkudde.

Det finns två scheman för bildandet av en statisk luftkudde:

1. kammare, när luft tillförs direkt till kupolutrymmet;
2. Munstycke, när det matas genom munstycken placerade runt omkretsen.

Kammarschemat återspeglade det enklaste från begreppen närhetseffekten av stödytan. Luft blåses direkt in i underdomen, formad som en klocka eller en omvänd puddingskål, av en lyftfläkt, där den skapar en kudde av tryckluft som lyfter kärlet ovanför ytan till en förutbestämd svävningshöjd. Luft tillförs kupolutrymmet i en volym som är tillräcklig för att kompensera för dess förluster till följd av läckage från kärlets botten. Moderna svävare med kammare har en flexibel kapell av elastiskt material som sjunker mellan skrovet och ytan, vilket ger större utrymme över hinder eller vågor.

Modern svävare

Bland de fartyg som skapats enligt detta schema bör det noteras svävare med skegg, där luftkudden hålls av stela sidoväggar eller kölar och tvärgående flexibla staket i fören och aktern, och Bertin designade svävare av typen "Naviplan" och "Terraplan"-plattformar, som har en luftkudde med flera kammare, bestående av många kupolkammare, som var och en är utrustad med ett lätt flexibelt staket. På grund av designens relativa enkelhet har kammarsvävare utrustade med flexibla stänkskärmar vunnit företräde bland lätta svävareentusiaster, särskilt de som designar och bygger sådana enheter hemma.

Det finns en typ av svävare där luftkudden är utformad enligt ett munstycksmönster som utvecklats på basis av den ursprungliga principen som Christopher Cockerell lade fram. I detta fall bildas och hålls luftkudden av ständigt tillförda luftstrålar, som strömmar ut genom munstycken placerade längs den yttre omkretsen av basen av fartygets skrov. Flexibla barriärer, som är utrustade med denna typ av kärl, kan vara i form av en fortsättning, antingen endast av luftkanalernas ytterväggar, eller både inre och yttre.

Beroende på principerna för den aerohydrodynamiska layouten görs ekranoplaner enligt den "flygande vingen" och flygplanslayouterna. I det första fallet är kroppen på en ekranoplan vanligtvis en liten förlängningsvinge, längs vars sidor ändbrickor-flottor är installerade. Vid rörelse bildas en aerodynamisk lyftkraft på vingen som ett resultat av lufttrycket i hög hastighet. Skrovet och hela segelflygplanet, inklusive svansen på en ekranoplan, gjord enligt ett flygplansschema, liknar i regel ett konventionellt ett- eller tvåskrovssjöflygplan (flygbåt). Huvuddragen hos en ekranoplan, som skiljer den från ett flygplan, är att dess aerodynamiska och strukturella layout gör det möjligt att flyga fordonet på låg höjd från skärmen (vatten- eller markytan).

Detta ökar avsevärt lyft-mot-drag-förhållandet, vilket i sin tur leder till en minskning av bränsleförbrukningen och därmed till en nästan fördubbling av ekranoplanens flygräckvidd och nyttolast. Fördelarna med att flyga med hjälp av effekten av närhet till referensytan bevisades för 50 år sedan. Sedan hjälpte denna effekt piloterna på det första civila flygplanet att öka flygräckvidden när de korsade södra Atlanten. Piloter från Royal Air Force och transportflyg i Storbritannien, under andra världskriget, tillgrep ofta hans "tjänster" när de återvände till sina inhemska stränder, särskilt om bränslet höll på att ta slut eller flygplanet skadades.

En av de ledande designarna av enheter av denna klass är Dr Alexander Lippisch, "fadern" till deltavingen och skaparen av det snabbaste stridsflygplanet under andra världskriget - Me-163. Ett karakteristiskt drag i designen av WIG Aerofoilboat X-112A, gjord enligt flygplansschemat, är att genom att använda en inverterad V-formad vinge var det möjligt att eliminera kölinstabilitet - ett av huvudproblemen för alla som flög nära till ytan, särskilt på flygplan med konventionella vingar, vid tidpunkten för inflygning till ytan. Ett normalt fenomen inom flyget är förskjutningen av tryckcentrum i riktning mot anordningens svans, vilket leder till bågens lutning vid rörelse. Dr Lippischs design är gjord på ett annat sätt.

WIG svävare

Dess ekranoplan, tack vare ett väl valt svansschema och vingform, visar pålitlig flygstabilitet. Dess stabilitet är sådan att den vid behov kan flyga över skärmen eller fritt flyga på nästan vilken höjd som helst och sedan återgå till flygläget över skärmen igen. Detta gör att han kan övervinna höga banker, kust- eller hamnanläggningar, flodslingor, broar etc. Men när du lämnar skärmens täckningsområde går de ekonomiska fördelarna med ekranoplan förlorade, eftersom för fri flygning och bibehållen höjd är det nödvändigt att öka motoreffekten och därmed bränsleförbrukningen.

Flexibla staket

Om flexibla stängsel inte hade uppfunnits, skulle idén om en svävare knappast ha kommit långt från det stadium där den behandlades som bara en intressant teknisk nyhet. Tack vare användningen av flexibla barriärer har höjden på luftkudden vid en given lyftkraft tiodubblats och storleken på fartyg avsedda för drift i grov sjö har minskat med 75 %. De ekonomiska fördelarna som sålunda erhålls illustreras kanske bäst genom att jämföra storleken på fartyg utrustade med flexibla barriärer med de som inte är utrustade, vilket skulle krävas för att betjäna linjen över Engelska kanalen, där våghöjderna ofta överstiger 2 m. frigång på 2,2-2,4 m, de erforderliga dimensionerna och motoreffekten skulle vara cirka 700-800 ton.

Användningen av skydd på den moderna svävaren SR.N4 gör det möjligt att minska sin vikt till 200 ton. Dessutom, för ett större fartyg utan flexibelt skydd, skulle motoreffekten vara 54,4 tusen liter. s., det vill säga fyra gånger mer än de fyra gasturbinerna "Marine Proteus" vid SVP SR.N4 ger. De ledande företagen inom design och tillverkning av flexibla staket för svävare är: FPT Products Limited, som är en del av British Hovercraft Corporation, Hovercraft Development Limited, Avon Rubber Company. Efter de första testerna av de enklaste typerna av flexibla barriärer i form av en gummikavitet, beslutade British Hovercraft Corporation 1965 att byta all forskningsverksamhet till utveckling av en typ av barriär baserad på den så kallade flexibla barriären i två nivåer med segmentelement.

I ett sådant system kommer tryckluft från lyftsystemets fläktar först in i den flexibla mottagaren och sedan genom munstyckena in i området under kärlets botten, vilket leder till bildandet av en luftkudde. Vid basen av den flexibla mottagaren, under varje munstycke, finns ett segmenterat element som är öppet i änden, genom vilket luften riktas inåt till mitten av luftkuddszonen. Inledningsvis användes segmentelement för att eliminera stänk och minska luftmotståndet vid förflyttning på öppet hav. Men de förhindrar avsevärt slitage och åldrande av hela det flexibla skyddet, och eftersom de enkelt kan bytas ut bidrar de till att minska driftskostnaderna.

Ritning av ett flexibelt staket på en SVP

Till en början var höjden på segmentelementen i förhållande till höjden på hela det flexibla staketet cirka 30 %, med tiden ökade detta förhållande till 50 %. I enlighet med de ursprungliga designerna opererades fartyg som SR.N4 och SR.N6 med en trim på 1,5 ° akterut, med en något upphöjd fören, vilket minskade möjligheten till en kraftig minskning av hastigheten i händelse av att fören av det flexibla skyddet "krattade" vatten. Som ett resultat av detta driftsätt hade aktersegmentelementen betydligt mer slitage än fören. De stod emot drift i 100 timmar, medan de nasala - cirka 500 timmar.

Till stor del på grund av forskning utförd av British Hovercraft Corporation och British Rail på SR.N4- och SR.N6-fartygen, uppträdde 1972 en ny avsmalnande flexibel vakt som gick ner mot aktern. Dess höjd i framänden ökades med cirka 75 cm, vilket gjorde det möjligt att upprätthålla den nödvändiga trimningen av fartyget, och sedan minskade den till normal i akteränden. Detta innebar att fartyget nu så att säga "landade" på ett räcke som var utformat för att trimma 1,5°C akterut. Som ett resultat av denna förbättring på båda fartygen minskade slitaget avsevärt på de flexibla skyddsräckessegmenten i akteränden. En anmärkningsvärd egenskap hos flexibla räcken designade av British Hovercraft Corporation är närvaron av stabilitetsmunstycken i dem, vilket förbättrar fartygets stabilitet.

Två stabilitetsmunstycken är installerade på SR.N6 i form av en flexibel tank:

1. Längsgående köl;
2. Tvärsnitt delat på mitten.

På den mycket större SR.N4 är krockkudden uppdelad i tre fack eftersom det längsgående stabilitetsmunstycket är monterat från aktern till enbart tvärmunstycket. Genom uppdelningen av luftkudden i fack uppnås en relativt hög stabilitet mot tippning och rullning, vilket i sin tur förhindrar alltför lång kontakt mellan staketet och vattenytan. Under vissa ogynnsamma förhållanden kan det flexibla skyddets båge komma i kontakt med vattenytan, vilket gör att bromsningen gradvis ökar, och sedan kan "gräva" med bågen. Om detta fenomen inte förutses kommer en kraftig minskning av fartygets hastighet, känd som "plöjning", att följa, och detta kan leda till en allvarlig förlust av stabilitet och eventuellt ett kapsejsningsmoment.

Eftersom den yttre kanten av fören på det flexibla skyddet sträcks mot mitten av kärlet (kallas "böjning" i terminologin), sker en kraftig minskning av det stabiliserande tryckmomentet i luftkudden. När trimvinkeln mot fören ökar, tenderar aktern att höja sig över ytan, vilket skapar för mycket spelrum. Det sker en plötslig betydande hastighetsminskning, och för små fartyg ökar dessutom risken för kapsejsning, under påverkan av svansvågor, vilket ökar stigningsvinkeln.

För att underlätta lösningen av problemet med "böjning" och "plogning" föreslog företaget "British Hovercraft Corporation" att höja fastsättningslinjen för det flexibla staketet på fartyget SR.N4MK.2 och båten VN.7 . På den första av dem är ett system som förhindrar buckling fäst vid bågen på det flexibla stängslet. Detta system ger det nödvändiga motståndet mot vattenytans verkan och förhindrar "buckling" och "plogning". Det böjliga bågskyddet på båten VN.7 deformeras vid kontakt med vatten, vilket fördröjer uppkomsten av "böjning" och ger ett återställande moment. Fartyg av typen SR.N4 körs vid en våghöjd på mer än 1 m och en hastighet av 50 knop eller mer.

Hovercraft - "SVP"

Den flexibla barriärens kontakt med vattenytan, under sådana driftsförhållanden, orsakar ökade belastningar, liknande dem som till exempel upplevs av bildäck under terrängkörning. Graden av slitage på segmentelementen i det flexibla stängslet kan illustreras av erfarenheten från Hoverlloyd Limited, som använder tre SR.N4-fartyg för transport mellan Ramsgate och Calais. Varje år är varje SVP för detta företag i drift i 4000 timmar och sliter ut 1500 segmentelement under denna tid. Deras kostnad är huvudutgiftsposten i driften av SVP, till vilken den naturligtvis bör läggas, liksom ersättningen till specialister på reparation och byte av segmentelement.

För närvarande pågår forskning om egenskaperna hos olika material och bearbetningstekniker som skulle förbättra slitstyrkan hos segmentelement. Slitage sker främst vid höga hastigheter. Den når sin högsta nivå, med genomsnittliga havsvågor och en hastighet på 50 knop. Med en lugnare havsyta är effekten av vatten på segmentelementen mindre signifikant, så slitagegraden minskar. Samma sak händer med starkare vågor, när hastigheten på SVP minskar till 30-40 knop. En metod som tar itu med utmaningen att utveckla bättre flexibla stängselmaterial är att använda lättare, mer flexibla tyger. Det finns bevis som talar för teorin att på grund av sin flexibilitet har sådana material mindre retarderande effekt när de kommer i kontakt med vatten.

Ett av de ledande projekten baserat på denna teori är ett avvikande sektionsstängsel utvecklat av Hovercraft Development Limited. Sådana svävare som HD.2, VT1 och VT2 från Vosper Thornycroft, EM.2 och många andra nya fartyg under konstruktion eller redan i drift är utrustade med denna typ av flexibla stängsel. Detta stängsel används även inom industrin, inklusive utrustning för tunga lyftplattformar som väger upp till 750 ton, fordon och svävare. Ett sådant flexibelt staket består av stora tvärgående dissekerade element av öppen typ - segmentelement anslutna till kroppen med hjälp av en öppen slinga. Kudden är inte uppdelad i separata fack, och eftersom luftflödet inte har några hinder, när man rör sig mellan den flexibla barriärslingan och luftkudden, är förhållandet mellan trycknivåerna i dem nästan detsamma, och därför är den interna energiförlusten försumbar .

För tillverkning av flexibla staket används ett tunt tyg och som ett resultat av dess låga tröghetsnivå säkerställs en jämn rörelse av kärlet. På grund av det faktum att segmentelementen i det flexibla staketet upptar en betydande del av hela sin höjd, tillåter detta system fartyget att övervinna höga vågor och hinder. En annan fördel som användningen av detta system ger är att bottenskrovet som det appliceras på har en yta som är avfasad från botten till sidorna. Sålunda, när fartyget är utan luftkudde, kan segmentelementens inre anslutningspunkter nås utan användning av domkrafter, vilket avsevärt förenklar skötseln och underhållet av det flexibla skyddet.British Hovercraft Corporation kom till slutsatsen att de mest lämpliga materialen för tillverkningen flexibla barriärer är de där tyget är nylon eller terylen, toppat med naturgummi eller neoprengummi.

Tyger gjorda av olika material, inklusive glas, bomull, syntetiska fibrer och till och med stål, testades, men resultaten var otillfredsställande. Det visade sig att stål och glas inte klarar av vågornas ständiga påverkan, och bomullstyger och tyger av konstgjorda fibrer har inte tillräckligt motstånd mot nötning och tål inte långvarig användning. I det inledande skedet av utvecklingen av det flexibla kapslingssystemet användes även ämnen som RVC-nitril och polyuretan för den flexibla mottagaren. Flexibla barriärer utgör cirka 15 % av den totala massan av 10-ton SVG1 SR.Nh och 10 % av 200-ton SR.N4.

militär svävare

För att förbättra drifts- och massindikatorer väljs vanligtvis flexibla skydd i sådana dimensioner som uppfyller de nödvändiga kraven för driften av fartyget. Bredden på den flexibla barriären motsvarar i regel den högsta våghöjden i det område av havet där fartyget ska operera. Tester har visat att för att säkerställa fartygets stabilitet bör bredden på det flexibla skyddsräcket inte överstiga 15-20 % av luftkuddens bredd.

De allra flesta AWP:er kan fungera under förhållanden där våghöjden är minst dubbelt så hög som det flexibla stängslet, speciellt om vågorna är långa och kan övervinnas utan att basen av AWP-bågen kommer i kontakt med dem. Den största tillverkaren av SVP i Frankrike är SEDAM, som äger licensen för produktionen av Naviplan- och Terraplan-serien av enheter under Bertins patent. Ett kännetecken för dessa projekt är användningen i dem av det av Bertin föreslagna systemet av ett flertal injektionskammare, vars luft kommer från fläkten i lyftsystemet, antingen separat för varje eller för hela grupper av kammare.

Kammaren har ett separat flexibelt hölje i vilket luft tillförs genom ett munstycke. I sin tur är alla omgivna av ett enda perifert flexibelt stängsel längs omkretsen av SVP-kroppen. "Pericell"-modellen, en av de senaste utvecklingarna inom detta område, kombinerar egenskaperna hos ett flexibelt stängselsystem med segmenterade element och ett Bertin-kamerasystem. I den, istället för en frans eller segmentelement vid basen av en flexibel behållare, placeras separata stora kammare. Denna design har fördelar jämfört med det flexibla barriärsystemet med segmenterade element, när det gäller stabilitet i stoppläge för svävare. SES-100A var en av de första SVP:erna som använde denna nya typ av flexibla stängsel.

Kraftverk

Kraftbeväpningen av SVP:s lyft- och framdrivningssystem beror på sammansättningen av utrustningen som används i varje specifik design av storleken på SVP, miljön där fartyget kommer att fungera och på de erforderliga prestandaindikatorerna. Dessutom finns det andra faktorer som bör beaktas både av de som bygger SVPs och de som utnyttjar dem.

Bland dem:

• Motoreffekt;
• Fartygets vikt;
• Bränsleförbrukning;
• Livslängd före översyn;
• Ungefärlig kostnad för driften;
• Möjlighet att tillhandahålla reservdelar;
• Omfattningen av supportresurser tillgängliga för tillverkaren av motorer för SVP.

Kraftverken i moderna svävare kan innehålla olika typer av motorer - från ombyggda radiostyrda, utombordare, motorcykelbensinmotorer, till fyra Rolls-Royce "Marin Protey" gasturbiner som används på SR.N4 med en kapacitet på 3600 hk vardera. Med. (2600 kW) vardera. Mellan dessa extrema exempel kan vi notera bilmotorn "Chrysler" V8 med en kapacitet på 200 hk. Med. (147 kW) på en sexsitsiga svävare SH-2 från Själland, tre vattenkylda dieselmotorer av Cummins-systemet på fartygen HM-2 från Hovermarine och en gasturbin med en kapacitet på 900 hk. Med. (660 kW) "Marine Gnome" på 58-sits passagerarfärjor i SR.N6 Mk.1-serien.

Hittills har ingen tillverkare erhållit beställningar på Hovercraft-motorer i sådan utsträckning att det motiverar utformningen av specialsystem för detta ändamål. Därför används för närvarande konventionella standardkonstruktioner som framdrivningssystem för SVP, där de förbättringar som är nödvändiga för drift under marina förhållanden i möjligaste mån tillämpas. I sådana motorer måste de flesta delar och sammansättningar testas för motståndskraft mot korrosion, vilket är en oundviklig konsekvens av exponering för havsluft mättad med salt.

Ett gasturbinfartyg konstruerat för offshoreservice är utrustat med tjocka filter, bestående av en lös väv av metall- eller plastfibrer, som placeras i motorns luftintag för att avlägsna vatten och partiklar från luften. Som en ytterligare åtgärd för att förhindra att salt- och sandpartiklar kommer in i motorn, används vanligtvis luftintag för motorn, direkt från lyftsystemets fläktkammare.

Sovjetisk passagerarsvävare

På de flesta fartyg som väger 8-10 ton eller mer föredrar tillverkare att installera en gasturbinmotor som har det bästa förhållandet mellan effekt och hastighet och massa per effektenhet (kg/hk). Men många transportarbetare i utvecklingsländer istället för en gasturbinmotor skulle de ha valt en konventionell dieselmotor, eftersom dess drift, bränsletillförsel och underhåll av komponenter är billigare. Dessutom är det mycket lättare att hitta en kvalificerad dieselingenjör än en gasturbinmotoringenjör.

Även om några av de moderna höghastighets lätta dieselmotorerna är ganska acceptabla för små passagerar- och strids-STOL, som väger upp till 25 ton, förblir olika gasturbinmodeller som utvecklats på basis av flygplan huvudmotorerna för större fartyg. Farkosten av 2 000 ton SES-klass designad för den amerikanska flottans behov kommer att utrustas med sex General Electric LM-2500 gasturbiner med en kapacitet på 20 000 hk vardera. Med. (18,4 MW) vardera. Två av dem överför kraft till kompressorerna i lyftsystemet och fyra till jetframdrivningen. Dessa turbiner är bland de mest kraftfulla gasturbinerna i världen, men för att driva framdrivningsenheterna enbart på nästa generations SES-klassfartyg, som kommer att ha en total massa på cirka 12,5 tusen ton, kommer fyra gånger mer kraft att krävas. Det beräknas att dessa fartyg, samtidigt som de övervinner puckeln av motstånd mot rörelse med en hastighet av 42 knop, kommer att behöva en kraft på cirka 515 tusen liter. Med. (290 MW).

Hög rörelsehastighet och lång räckvidd kan tillhandahållas av en betydande mängd energi. Faktorer som ökade krav på bränslekvalitet och dess höga kostnader tvingade USA:s regering att börja undersöka möjligheten att använda kärnkraftverk i stora STOL-skegg. Mycket av forskningen hittills har utförts i Cleveland, Ohio vid National Aeronautics and Space Administrations (NASA) Lewis Research Center under ledning av Frank I. Rohm.

Kärnkraftverk som utvecklas av NASA för användning på fartyg av SES-klass bör vara identiska med system designade för flygplan. I reaktorn, omgiven av ett kärl och ett skyddande baffelsystem, värms en högtrycksvätska (t.ex. helium), som matas genom rör till en värmeväxlare placerad mellan ramjetmotorerna och kompressorn på en typisk turbofläktmotor. I detta fall kan motorn köras på termisk energi som tillförs genom en värmeväxlare eller som ett resultat av bränsleförbränning i konventionella kammare.

För att säkerställa en absolut säker drift av reaktorn övervägdes olika skyddsåtgärder i detalj. Inneslutningen som omger reaktorn är utformad på ett sådant sätt att den helt förhindrar utsläpp av kärnklyvningsprodukter som skulle kunna inträffa vid en allvarlig olycka eller förstörelse av reaktorn. Och de material som valts för tillverkning av skyddsskärmen måste enligt projektet inte bara motstå påverkan från kontakt, utan också jämnt fördela värmen som ackumulerats under smältning. Eftersom kostnaden för kärnbränsle bara är ungefär en tredjedel eller en sjättedel av kostnaden för kemiskt bränsle, finns det betydande besparingar. Nu har det blivit möjligt att bygga pålitliga reaktorer utformade för att fungera utan belastning i 10 tusen timmar.

Militär liten svävare

En annan attraktiv egenskap är att för stora fartyg av SES-klassen kommer massan av ett kärnkraftverk att vara mindre än 10% av massan av hela fartyget, lika med 5-10 tusen ton. NASA-experter tror att det med tiden kommer att vara möjligt att uppnå en minskning av driftskostnaderna, upp till två cent per tonmil. De hävdar att en flotta på 1 500 till 10 000 ton SES-klassfartyg teoretiskt sett skulle behöva användas för att transportera 10 % av världens last. Dessutom borde dessa 10%, enligt teoretikerns beräkningar, "tilldelas" till SVP just för att det kommer att vara möjligt att minska kostnaden för deras frakt till två cent per tonmil. Utsikten att driva sådana fartyg ser ännu mer attraktiv ut än vad siffrorna visar, med tanke på möjligheten till nya handelsvägar, som utan tvekan kommer att uppstå på grund av den låga kostnaden plus mycket snabbare transporter.

Hisssystem

Kompressorerna i lyftsystemet har till uppgift att förse SVP med luft till sin luftkudde. Superchargers anses ofta vara hjärtat och lungorna på dessa fartyg, eftersom SVP i huvudsak är ett fläktsystem utformat för att lyfta över ytan och flytta vissa laster. Kompressorn levererar kontinuerligt en betydande volym tryckluft under kärlets botten, där den skingras och bildar en luftkudde, som sedan lyfter kärlet över ytan och håller det i ett stabilt läge. Mängden luft som kommer in i kudden måste vara tillräcklig för att fylla på luften som strömmar ut längs omkretsen av SVP. För närvarande används huvudsakligen två typer av överladdare. Som regel gäller att ju större kärlet är, desto större blir luftflödet in i kudden och desto högre tryck i den, även om mycket beror på designen, vikten och syftet med varje enskild enhet.

Den minsta moderna amfibiesvävaren för passagerare kräver ett kuddtryck i storleksordningen 10-15 lb/ft 2 (44-66 kg/m 2) och ett luftflöde på 100-200 ft 3 /s (2,8-5,6 m 3 /s) ), och den största SVP - 60-70 lb / ft 2 (260-310 kg / m 2) och luftflöde upp till 27 000 ft 3 /s (760 m 3 /s).

Hisssystem:

• Axial;
• Centrifugal.

Även om användningen av ett blandat system som kombinerar funktionerna hos båda typerna också har varit framgångsrikt i vissa fall. En axialfläkt, som en konventionell flygplanspropeller, driver luft i en riktning parallell med rotationsaxeln, medan en centrifugalfläkt fångar upp luft mellan bladen och sedan driver ut den genom centrifugalacceleration utåt i radiell riktning. Axialfläktar används främst i vertikala kanalsystem. De riktar luftflödet nedåt, direkt in i luftkudden.

Den relativa enkelheten i deras design och tillgängligheten av konstruktion har gjort att de lätt kan användas av tillverkare av små svävare med ett system för bildande av kammarkuddar, särskilt amatörer som bygger fartyg utanför fabriken. Men på grund av relativt låga luftflöden måste dessa fläktar köras i höghastighetsläge, vilket leder till en ökning av ljudnivån. Eftersom på stora fartyg luften, innan den kommer in i kudden, måste fördelas över hela längden och bredden av en ganska utsträckt mottagare, finns det i detta fall betydande fördelar med en centrifugalfläkt. Det ger en högre nivå av statiskt tryck, vid en lägre rotationshastighet, och låter dig även öka luftflödet i kudden. Centrifugalfläkten har en enkel struktur, dess installation är enkel och den är hållbar och pålitlig i drift.

Diagram över en svävare

Icke desto mindre, i sin obevekliga strävan efter större komfort och effektivitet, har designers inte förlorat möjligheten att använda flera axiella överladdare med variabel impellerbladstigning på havsgående SVP:er, inte bara för att ge luftflödeskontroll av lyftsystemet, utan också som organ för att styra fartygets horisontella rörelser. En analys av hela spektrumet av vågkrafter genomfördes, varefter det blev uppenbart att det teoretiskt sett, i den lågfrekventa zonen, där det mesta av vågenergin finns, är fullt möjligt att neutralisera horisontella rörelser genom att ändra stigningen av pumphjulet, liknande hur propellerstigningen ändras inom flyg . Forskningsresultaten ger anledning att hoppas att horisontella accelerationer kan minskas med mer än fyra gånger, och att fartygets rörelser kommer att uppfylla kraven på komfort.

flyttare

Det finns väldigt få typer av framdrivning som inte har testats på SVP:er, från segel till propellrar och propellrar till vattenjetstrålar. Propellern väljs med hänsyn till fartygets syfte och de tekniska och operativa indikatorer som det måste ha. Luftframdrivning av en eller annan typ är vanligtvis monterad på amfibiska svävare, medan vattenjetstrålar eller propellrar är mer lämpade för fartyg konstruerade för att färdas uteslutande över vattenytan. Vi listar de typer av propellrar som för närvarande används eller föreslås för användning i framtiden.

luftframdrivning

• luftskruvar;
• Luftskruvar i munstycket;
• Luftjetturbofläktar;
• Gasturbin jet segel.

vattenframdrivning

• Propellerskruv;
• Vattenkanon;
• Roddhjul.

Rörelse i kontakt med marken

• hjul;
• Crawler;
• Hand som trycker;
• Bogsering av traktorer;
• bogsering av hästar;
• Bogsering av helikopter.

Att sväva över rälsen

• Luftpropeller;
• gasturbin jet turbofläkt;
• Linjär induktionsmotor.

Trots det överflöd av föreslagna alternativ rör sig mer än 90 % av moderna svävare med propellrar, och de flesta av resten av fordonen använder propellrar eller vattenjetframdrivning. Det verkar dock finnas en växande trend mot hydrodynamiska framdrivning eller hybridsystem, som om ett framdrivningssystem är beräknat för en 10 000 tons skeg SVP, som ska ha en hastighet på 100 knop, kommer det att visa sig att det kommer att behöva installeras antingen 10 propellrar med en diameter på 18,3 m. vardera, eller 10 direktflödes-turbofläktpropellrar med en diameter på 10,5 m. För att uppnå lämplig dragkraftsnivå, med endast hydrodynamiska medel, endast två superkaviterande propellrar, med en diameter på ca. 9 m. eller 4 vattenstrålar med en diameter på 3,7 m vardera.

Med andra ord, när storleken på fartyg ökar, är användningen av propellrar i många fall opraktisk på grund av storleken på själva propellrarna och deras fundament, medan användningen av hydrodynamiska system, med lika motoreffekt, ger de specificerade egenskaperna, med ganska verkliga dimensioner. Att minska propellrarnas diameter leder till en minskning av deras effektivitet på grund av en minskning av luftströmmens massa, vilket orsakar en ökning av den erforderliga motoreffekten.

Trots det faktum att propellrar är oacceptabla som propellrar för stora SVPs på grund av deras storlek och antal, är de fortfarande den mest effektiva typen av propeller för SVPs vid hastigheter på 150 knop och över. Med hänsyn till tekniska och driftsmässiga egenskaper är dock propellrar sämre än jetframdrivning och propellrar vid låga hastigheter.

Skeg svävare

Tester av en annan typ av luftframdrivning för SVP - en propeller i ett munstycke visade att en sådan propeller ger den bästa tekniska prestandan vid låga hastigheter, men själva munstyckena ökar fartygets totala massa avsevärt och med en hastighet på mer än 100 knop ökar luftmotståndet, vilket avsevärt minskar framdrivningens effektivitet. För ett stort höghastighetsfartyg är det kanske mest lovande ett system som använder uniflow turbofan framdrivning vid höga hastigheter, i kombination med halvt nedsänkta superkaviterande propellrar, vilket ger en hastighetsökning på upp till 70-80 knop och övervinner en dragpuckel.

Den viktigaste fördelen med en direktflödesturbofläktdrivenhet är att, med tekniska och driftsmässiga egenskaper som är relativt desamma som för en propeller, är diametern på fläkthjulet hälften så mycket. Dessutom är den betydligt lättare, har en lägre ljudnivå och går att kombinera med en rad olika installationer. I takt med att flygindustrin utvecklas kommer konceptet med wide-body airbus-flygplan att bli möjligt under de kommande åren, produktion av olika direktflödesturbofläktdrivenheter med en kapacitet på upp till 40 tusen hk. (30 MW). SES-klassade svävare har styva kölskegg ombord, som är idealiska strukturer för att ta emot jetframdrivning eller propellrar och deras drivningar.

Eftersom de nedre delarna av skeggarna är nedsänkta i vattnet, vilket ger stabilitet och underlättar en stadig rörelse på banan, installeras vanligtvis framdrivare i den aktre delen av skeggarna. Designhastigheten för 100-tons US Navy SES-100A och SES-100B skeg fartyg var 70-80 knop. SES-100A är den första jetdrivna svävaren som uppnår denna höga prestanda, och SES-100B är den första halvt nedsänkta superkaviterande propellerfarkosten som når 80 knop.

Båda systemen har utan tvekan betydande potential för vidareutveckling, men det är osannolikt att hastighetsrekorden som satts av dem kan överträffas inom en snar framtid på grund av användningen av mer resistenta typer av metaller och förbättrad design. Ändå är förlusten av deras effektivitet nästan oundviklig. Användningen av en delvis nedsänkt superkaviterande skegdriven propeller på SES-100B var ett nytt tillvägagångssätt för att lösa problemet, eftersom det eliminerade behovet av en propelleraxel, stödben och lager, vilket skapade ytterligare motstånd under rörelse. Verkningsgraden för denna typ av propeller visade sig vara densamma som för en helt nedsänkt propeller, och dragkraften och vridmomentet som genererades på den var proportionell mot skivytan på den nedsänkta propellern.

Propellerinstallation på svävare

Det finns en åsikt bland specialister inom marin framdrivning att skapandet av sådana superkaviterande propellrar, med hjälp av vilka det är möjligt att uppnå en hastighet på 100 knop och ännu mer, är en mycket verklig uppgift. Det finns projekt av kilformade propellrar, vars bladprofil har en skarp framkant och en fyrkantig bakkant, vilket leder till kavitation på den övre ytan och dess försvinnande långt under, under bladrotationszonen.

En annan idé är en superkaviterande marin propeller med variabel kurva. I fallet med dess implementering förväntas samma effekt, som gavs av användningen av propellrar med variabel stigning på flygplan. Genom att ställa in en viss krökning av propellerbladen kunde rorsmannen ge den optimala mängden dragkraft för det inledande skedet av att gå in i luftkudden, för rörelse vid medelhög eller högsta hastighet. Propellern med variabel krökning som tillverkas av Hamilton Standard har blad indelade i segment i den centrala delen på ett sådant sätt att den gör det möjligt att individuellt justera båda delarna av bladet.

Vid fartygshastigheter över 45 knop blir användningen av superkaviterande propellrar ett måste. Redan under de första testerna av båtar, på den amerikanska flottans bärplansbåtar, fann man att med en hastighet av 45-50 knop eroderades bronspropellrarna på RSN-1-fartyget på båda sidor och behövde repareras eller helt byts ut efter 40 timmars drift. Sedan dess har legeringar använts som använder mer resistenta metaller. Efterfrågan på titan och dess legeringar är särskilt hög, eftersom de har hög hållfasthet, höga kavitationsnivåer och korrosionsbeständighet. De första fartygen som använde de förbättrade propellrarna var HS Denison och 320-tons AGEH-1 Plainview, som har två fyrbladiga titanpropellrar, vardera 1,5 meter i diameter.

Vattenskotrar

Användningen av en vattenstråle som framdrivningssystem är ett av de äldsta tekniska koncepten. Det första patentet för en sådan flyttbil erhölls av engelsmännen Toogood och Hayes 1661. 1775 testades denna flyttbil av Benjamin Franklin, och 1782 använde James Ramsey den först på en passagerarfärja på Potomacfloden, mellan Washington och Alexandria. Effektiviteten hos en jetframdrivningsenhet är lägre än för en propeller, så arbetet med att skapa dess utfördes inte tillräckligt intensivt. Under många år var omfattningen av vattenjetframdrivning begränsad till relativt billiga fritidsbåtar och amfibiebåtar, tills 1963 Boeing-företaget tillkännagav skapandet av experimentfartyget för gasturbinen Little Squirt.

Intresset från Boeing för denna typ av framdrivning beror främst på önskan att skapa ytterligare möjligheter för design av nya fartygsframdrivningar i motsats till den superkaviterande propellern och det extremt dyra Z-formade transmissionssystemet, vars användning på SPK vid drift i höga vågor ansågs före den enda acceptabla. "Little Squirt", utrustad med en dubbel sugcentrifugalpump, uppnådde en hög effektivitet av framdrivningskomplexet, lika med 0,48, vid en hastighet av 50 knop.

Hovercraft - "KVP"

Till stor del på grund av Boeings intresse för jetframdrivning beslutade den amerikanska flottan att överväga sådan framdrivning som ett alternativ, och använde den på SES-100A svävare för att jämföra den med en superkaviterande propeller. Även om programmet för forskning och testning av vattenstrålar slutade med skapandet av lättanvända och pålitliga installationer, uppstod svårigheter på grund av kavitation i röranslutningar och pumpar, samt behovet av att skapa vattenintag med en variabel yta. Vridning av vattenintag, rullning och stigning, samt mekanisk inriktning av vattenintag för att undvika kavitation, vid hastigheter upp till 80 knop - det är de problem som ständigt studeras för att skapa ett projekt för en skeg svävare med en hastighet på mer än 100 knop.

Nyligen har betydande ansträngningar riktats mot studien av en annan, sedan länge känd typ av marin framdrivning för SVP - det här är ett skovelhjul. Dess främsta propagandist är Christopher Cockerell. Han arbetar just nu med att skapa ett framdrivningssystem för vattenrodd som följer vågornas konturer, med en stor yta. Den är designad speciellt för svävare. Tack vare användningen av en "kam"-design reducerades det 20 fot (mer än 6 m) skovelhjulet, en gång installerat på fartyg som seglade Mississippi, till en modern modell med en diameter på endast 5 fot (ca 1,5 m) ).

För att driva ett fartyg på 2 000 ton måste den totala ytan av nedsänkta blad vara minst 14 m2 (150 kvadratfot). Christopher hävdar att hans hjul kan ge detta område, med ett bladdjup på endast 2 fot (60 cm), med en total bredd på alla komponenter i storleksordningen 75 fot (cirka 23 m). Hjulen kommer att placeras bakom fartyget på speciella spakar, vilket gör att de kan följa vågornas konturer. Höjdsensorer placerade framför hjulen skapar impulser för styrsystemet. Naturligtvis är detta en mycket genial utveckling som ger unika fördelar. Bland dess attraktiva egenskaper bör det noteras låg ljudnivå, lågt drag, enkel åtkomst till alla noder under underhåll.

Föreslagen läsning:

Hovercraft - svävande fartyg - är ett i grunden nytt sätt att transportera vatten, med hög längdförmåga och hög hastighet. Hastigheter över 200 knop är tillgängliga för dem; deras drift är möjlig inte bara på grunda floder med tillgång till en svagt sluttande kust, utan också i träsk, över is, etc. Skyhöga fartyg är av stort intresse för fans av vattenmotorsporter och turister.

Designen och konstruktionen av svävare är mer komplex än konventionella deplacement- eller planande båtar. Men erfarenheten av att bygga små svävare av enskilda amatörer (både i Sovjetunionen och utomlands) visar att detta arbete inte bara är tillgängligt för specialiserade designorganisationer och företag.

De viktigaste frågorna om design och konstruktion av små svävare behandlas nedan, med några teoretiska frågor som presenteras i en förenklad form. De praktiska koefficienterna som ges i artikeln härleds på grundval av data som erhållits som ett resultat av tester av inhemska och utländska experimentfordon, inklusive en experimentell svävare byggd (under ledning av författaren) av studenter vid Odessa Institute of Marine Engineers.

Det finns flera sätt att bilda en luftkudde, men erfarenheten av att använda svävare är fortfarande otillräcklig för att med säkerhet ge företräde åt någon av dem. Det finns bara ungefärliga gränser för svävande höjder och hastigheter för vilka ett eller annat schema kan rekommenderas.

Sätt att skapa en luftkudde

Kammarmetod för att skapa en luftkudde. Såsom visas i fig. 1 är botten på fartyg av denna typ en kupol, som är en kammare in i vilken fläkten blåser luft. Det ökade trycket i kammaren skapar lyft. Anordningens jämviktsposition uppstår när resultatet av tryckkrafterna balanserar viktkrafterna och fläktens prestanda kompenserar för utflödet av luft från under kupolen.

Ett kammarschema i denna form kan dock inte tillämpas på ett fartyg, eftersom det inte ger en av de viktigaste sjövärdighetsegenskaperna - stabilitet. Denna nackdel med fartyg byggda enligt kammarschemat kan elimineras genom att installera sidoflottor (fig. 2), som i en katamaran, eller genom att sektionera botten (fig. 3) med längsgående väggar (längs sidorna och åtminstone en i gapet mellan dem) med de samtidiga installationens tvärflikar.

Tack vare installationen av längsgående väggar - "knivar" och klaffar (1, 2 i fig. 2) minskas energikostnaderna för att skapa en kudde avsevärt. Men knivar vid höga hastigheter orsakar betydande motstånd mot rörelse, så denna typ av fartyg är konstruerad för hastigheter som inte överstiger 40-60 knop.

På fig. Figurerna 4 och 5 visar anordningar med ett kammarschema för bildning av en luftkudde (egenskaperna för ett antal anordningar ges i tabell 1).

Munstycksmetod för att skapa en luftkudde. Luft från fläkten kommer in genom lämpliga kanaler till munstycket som är anordnat längs kärlets omkrets (fig. 6). Det ringformade munstycket är utformat så att luften riktas under kärlets botten i någon vinkel mot dess centrum, vilket bildar ett område med högt tryck och skapar en luftridå.

Kraften som spenderas på att skapa en luftkudde är mindre för fartyg av denna typ än för liknande fartyg med ett kammarschema (utan knivar). Stabilitet tillhandahålls endast vid små lutningsvinklar (upp till 2 °), därför är två rader av munstycken eller en sektionerad botten (med bafflar eller längsgående och tvärgående munstycksanordningar) anordnade för att förbättra stabiliteten vid stora krängningsvinklar.

Munstycksschemat är att föredra för fartyg med fullständig separation från vattenytan och med högre hastigheter än med kammarschemat (upp till 60-80 knop).

På fig. 7-13 visar anordningar med ett munstycksschema.

Flygplan. För fartyg av denna typ - ekranoplan - skapas lyftkraften på luftvingen på grund av hastighetshuvudet för det mötande luftflödet (fig. 14). Dessa fartyg kan också ha en kombinerad metod för att skapa en luftkudde: uppgången av fartyget utan rörelse skapas av fläktar, och när en viss hastighet uppnås stängs fläktarna av och svävningen utförs på vingarna.

Vingens lyftkraft vid lagerytan är mycket större än när den flyttas bort från den. Flygplanets svävande höjd på luftvingar tillhandahålls så att den överstiger höjden på vågtopparna, och hastigheten är tillräcklig för att skapa en lyftkraft som ger den angivna svävhöjden. Fartintervallet för dessa fartyg är från 60-70 till 250-300 knop.

De nyare bärplansfarkosterna är enklare än de två första typerna eller den kombinerade designen. De har mindre totala energikostnader för lyft och rörelse, och möjligheten att uppnå höga hastigheter är mycket större.

På fig. Fig. 14 och 15 visar apparater av denna typ. De är en vinge som lutar mot horisonten i en vinkel på 10-15 °, med sidoräcken (brickor). En propeller är installerad framför vingen, vars axel också har en lutning. Propellern blåser luft under vingen, vilket gör att du kan höja fartyget över vattenytan redan på parkeringsplatsen. Vid rörelse når svävhöjden 10-15% av vingkordet.

Anordningens lutning i längdriktningen utförs av en speciell ratt installerad i vingens plan. Agility tillhandahålls av vertikala roder.

För närvarande har den exakta beräkningen av fartyg av denna typ uppenbarligen inte utvecklats teoretiskt, men enkelheten i deras konstruktioner gör det möjligt i de flesta fall att utföra experiment på modeller självständigt och få de viktigaste initiala data för beräkningar.

Betraktas nedan kommer några av de grundläggande teoretiska bestämmelserna och praktiska data som är nödvändiga för utformningen av svävare endast att gälla för kammar- och munstyckstyper.

Apparat "Seagull"

Färdigställande av apparaten "Seagull" avslutades i slutet av sommaren 1963. Testning av den ovan mark (på institutets gård) visade tillfredsställande egenskaper i fråga om hantering, stabilitet och framdrivning. Men för låg svävningshöjd - endast 4-5 cm - och överhettning av motorn ovanför fläkten gjorde det inte möjligt att testa den under höstens havsförhållanden.

Det var tänkt att det skulle slutföras 1964, men avsaknaden av en kraftfullare motor (för att en fläkt skulle öka den höga höjden) gjorde att arbetet med att förvandla Chaika till ett skepp upphörde. Jakten på nya vägar började.

Vintern 1963-1964 ett nytt projekt utvecklades och en modell av en mer lovande typ av svävare med lågeffektsmotorer testades - ett luftvingefartyg.

Tillsammans med elever under våren byggde vi en sådan ensitssapparat och genomförde några tester av den inte bara på gården utan även till sjöss. Vi såg till att på grundval av samma två motorer "IZH-60k" är det möjligt att få betydligt högre prestanda, och i synnerhet en hastighet av storleksordningen 100-120 km / h vid en svävande höjd av 20-25 centimeter.

Strukturellt är den nya ekranoplanen utformad i form av en katamaran med ett vingformat däck. Efter avslutad finjustering och provning, som uppenbarligen kommer att äga rum våren eller sommaren 1965, kommer vi att berätta mer om denna apparat.

Val av fartygets huvudegenskaper

Hover höjd. En av huvuduppgifterna vid utformningen av en svävare är valet av en rationell svävningshöjd. Svävningshöjden bestämmer fartygets framkomlighet över en fast yta med vissa ojämnheter, och måste naturligtvis överstiga deras höjd.

Rörelse på en grov vattenyta kan utföras både under förhållandena för fartygets skrov svävande ovanför vågtopparna och vid en svävande höjd som är mindre än våghöjden. I det senare fallet åtföljs rörelsen av vågor som träffar fartygets skrov, vilket leder till en hastighetsförlust. Minskningen i hastighet kommer att vara desto större, ju mer höjden på vågorna överstiger höjden på svävningen; om våghöjden överstiger svävningshöjden med 1,5-2 gånger kan hastighetsförlusten vara 20-30%. Driften av svävare är möjlig även under förhållanden där våghöjden överstiger svävningshöjden med 4 eller fler gånger, men hastighetsförlusten i detta fall kommer att vara mycket betydande (cirka 50%).

Att uppnå en skyhög höjd som skulle ge rörelse över vågtopparna på en betydande höjd kommer att kräva stora energikostnader, som ökar med en ökning av stighöjden. Av denna anledning bör stighöjden väljas måttlig, vilket begränsar området och förhållandena för navigering.
Minsta flyghöjd för normal drift av små farkoster i fint väder:

• för små floder och sjöar 3 cm;
• för stora floder och sjöar 5 cm;
• för kustsegling 8-10 cm.

När du väljer en skyhög höjd bör det tas hänsyn till att det är nödvändigt att spendera 0,6-1,0 liter för att lyfta var 100 kg av vikten av ett litet fartyg till en höjd av 1 cm. Med. kraften hos motorn som driver fläkten.

Fartygets form och dimensioner. Minimienergikostnaderna för att lyfta fartyget (vid en given svävhöjd, fordonsvikt och kuddyta) kan erhållas med en minsta bottenomkrets. Detta beror på det faktum att luftläckage från luftkudden är proportionell mot dess omkrets. Av alla geometriska figurer uppfyller cirkeln detta villkor i största utsträckning.

Vid bestämning av ett fartygs rörelsemotstånd kan det emellertid fastställas att en ökning av förhållandet mellan kärlets längd och dess bredd (L/B) är önskvärd för att minska rörelsemotståndet.

Bottens optimala form i plan kan erhållas genom variation. Normalt varierar L/B-förhållandet från 2-2,5.

För att säkerställa normal drift av svävare över en grov vattenyta, är deras fören gjord i en form som påminner om bogkonturerna hos konventionella fartyg.

Att säkerställa stabilitet. Som ni vet är ett fartygs stabilitet förmågan att återgå till sitt ursprungliga raka läge, varifrån det fördes ut av yttre krafter.

Stabiliteten hos svävare uppnås på andra sätt än för deplacementfartyg. Som redan nämnts behövs speciella enheter för detta ändamål. På fartyg med gemensam kupolkammare är dessa sidoflottor, som vid lutning vila på vattnet, eller indelning av kupolen i fack med plattor (knivar) i längsgående och klappar i tvärriktningarna; på fartyg med en enkrets munstycksbildning av en kudde, är detta vanligtvis enheten i den andra raden av munstycken.

När det gäller förskjutningsfartyg, sänkning av tyngdpunkten - kärlets CG eller höjning av det leder till en ökning eller minskning av apparatens stabilitet.

Trimningen av kärlet i svävande läge utan kurs tillhandahålls genom att placera kärlets CG och luftkuddens tryckcentrum på en vertikal rak linje. Med väl försedd stabilitet hos kärlet leder en viss förskjutning av CG i förhållande till tryckcentrum inte till en signifikant trimning, men det kan i hög grad påverka mängden motstånd mot rörelse (både positivt och negativt). Enligt vissa experter, för att minska vågmotståndets puckel, bör CG flyttas in i näsan med 2-3% L.

Agility och bromsning. Att säkerställa normal manövrerbarhet för svävare är en mycket komplex och otillräckligt studerad uppgift. Luftroder används vanligtvis för att säkerställa smidigheten hos små farkoster. Ibland utförs rotationen genom att luta apparaten eller avleda luftstrålar, eller genom att ändra driftsättet för två propellrar med reglerbar stigning.

Bromsning utförs av propellrar med justerbar stigning, anordningens lutning eller riktat luftflöde. Tillräckligt snabb inbromsning vid förflyttning över vattenytan kan utföras när fläktmotorer och propellrar stoppas.

stänk. En av de största nackdelarna med svävare är en stor mängd stänk, vilket försämrar sikten från styrhytten, särskilt vid låga hastigheter, ökar fartygets motstånd mot rörelse och kräver tätning av motorernas elektriska utrustning, installation av filter på förgasare, etc. Vid höga hastigheter finns sprut kvar för aktern och orsakar inga större problem.

Minskningen av stänkbildning kan uppnås genom att minska trycket i dynan, vilket är förknippat med en ökning av dess yta eller en minskning av kärlets vikt (stänkbildning saknas när trycket i dynan är mindre än 10 kg /m2).

Stänkuppbyggnaden hos kammarkärl är i allmänhet mindre än hos jämförbara munstyckskärl. Den minsta mängden stänk kan uppnås med flygplan med luftvingar.

Design av bostäder. Utformningen av skrovet bör ge tillräcklig styrka av fartyget med en minimal vikt. Det bör noteras att de strukturella komponenterna i svävarskroven påminner mer om strukturerna hos inte ett fartyg, utan ett flygplan.

Tjockleken på aluminiumplätering på för närvarande byggda fartyg som väger upp till 30 ton överstiger inte 1,5-2 mm, på fartyg som väger upp till 10-15 ton är den bara 0,7-1,5 mm. Som regel installeras ark med större tjocklek i fören och på botten, som uppfattar vågstötar. Det bör också beaktas att under driften av en svävare kan vågpåverkan leda till plötslig inbromsning och följaktligen uppkomsten av stora tröghetskrafter. I detta avseende måste fästningen av olika delar och enheter med stor massa vara tillräckligt stark.

Följande grundläggande krav ställs på materialet för tillverkning av fodral:

• så lågt som möjligt förhållandet mellan specifik vikt och styrka;
• vatten- och lufttäthet;
• motstånd mot korrosion;
• enkel bearbetning och montering av strukturella enheter.

Material som uppfyller dessa krav kan vara: aluminiumlegeringar; plast förstärkt med glas- eller bomullstyger; vattentät plywood och andra.

För att få en enkel och lätt kropp kan en struktur av ramtyp täckt med bomullstyg eller plastfilm vara av särskilt intresse. För att göra tyget vattentätt och hållbart bör det impregneras med epoxi- eller polyesterharts.

Vikten på karossen på luftkuddefordon, per 1 m 2 yta i planen, varierar från 10 till 30 kg.

Bestämning av kraften som krävs för att skapa en luftkudde

kammarmetoden. För enheter med ett kammarschema för att skapa en kudde är energikostnaderna förknippade med fritt läckage av luft från under botten längs hela omkretsen av fartyget eller i dess del, om det finns staket i form av sidokniv, för och akter. klaffar etc. (Fig. 16).

Fläktkapaciteten måste vara lika med luftflödet. Luftflöde eller fläktprestanda för en kammarkrets:

där S är området för passagen genom vilken luft kommer ut under botten, m 2;
v - luftflödeshastighet, m/sek.
Luftpassageområde:
där P är kärlets omkrets längs kupolens nedre kant, m;
h c - jethöjd, m.

Eftersom strålen smalnar av när den går ut under kupolen, är strålhöjden något mindre än den svävande höjden h och h c - 0,7÷0,8 h kan tas.

Utflödeshastigheten kan bestämmas med en tillräcklig grad av noggrannhet genom formeln för det fria utflödet av luft från ett kärl, dvs.

där P - övertryck under kupolen, kg/m 2 ;
g - gravitationsacceleration, m / s 2;
y - luftens specifik vikt, kg / m 3.

Då definieras fläktens prestanda som:

och kraften som spenderas på att lyfta:

där η B är fläktens verkningsgrad.

munstycksmetod. I apparater med ett munstycksschema för bildning av en luftkudde är luftförbrukningen (fig. 17) relativt sett mindre än i apparater med ett kammarschema.

Att bestämma den effekt som krävs för att skapa en given svävningshöjd, fläktegenskaper och andra designingångar för munstycksmetoden är en svårare uppgift.

För ungefärliga beräkningar av kraften som spenderas på lyft kan du använda formeln:

Med ett dubbelkretsmunstycke bör den erforderliga effekten ökas med cirka 20 %.

Val av motor och fläkt

Efter att ha bestämt den erforderliga fläkteffekten bör du gå vidare till valet av motor. De viktigaste kraven som bör ställas på svävares motorer:

1) minsta motorvikt per 1 liter. Med.;

2) driftsäkerhet under förhållanden med intensivt stänk.

Med kapacitet upp till 30 liter. Med. huvudkravet (minsta relativa vikt) uppfylls av motorer av motorcykeltyp. Man bör dock komma ihåg att driftsförhållandena för dessa motorer på motorcyklar och på en svävare skiljer sig avsevärt både i karaktären av motordrift och i förhållandena för dess kylning. Därför, när du använder en motorcykelmotor, bör den beräknade effekten inte betraktas som den maximala effekten, utan den effekt vid vilken långtidsdrift kan utföras (ungefär 0,7 ÷ 0,8 N max).

Det är nödvändigt att säkerställa intensiv kylning av motorn under dess drift och god filtrering av luften som kommer in i cylindrarna genom förgasaren.

För att få hela installationens minimivikt måste problemet med att välja motortyp lösas på ett komplext sätt, samtidigt med valet av transmission från motorn till fläkten och utformningen av fläkten. Det är känt att en förändring av antalet varv hos fläkten leder till förändringar i de strukturella dimensionerna respektive vikten vid samma prestanda.

En av de viktigaste strukturella delarna av en svävare är en fläkt, så valet av dess storlek och design måste göras med särskild omsorg. Som nämnts tidigare är den erforderliga fläktprestandan för kärl med ett munstycksschema 30-40% mindre än för kärl med ett kammarschema på samma svävande höjd. Denna omständighet gör det möjligt att använda mindre fläktar för munstycksscheman, vilket är en ytterligare fördel med munstycksschemat.

Bestämningen av huvudelementen i fläktar för svävare utförs med de metoder som beskrivs i den specialiserade litteraturen, och orsakar vanligtvis inte svårigheter.

För närvarande används axialfläktar främst för att skapa en luftkudde, men andra typer av fläktar kan också framgångsrikt användas.

Placeringen av fläktarna bestäms av behovet av en jämn fördelning av trycket över området för botten och vikttrim. Vanligtvis placeras de symmetriskt i förhållande till kuddområdets CG eller på en vertikal axel som passerar genom den.

Anmärkningsvärt är fläktkretsar som använder hastighetstrycket för mötande luft. I vissa fall, när man använder sådana scheman, får fläktarna en horisontell rotationsaxel och är placerade förskjutna till näsan. Trots frestelsen att använda detta schema bör man komma ihåg att det är mycket svårt att lösa ett sådant problem. Fläktar på parkeringsplatsen och under körning kommer att fungera under olika förhållanden, och detta kan leda till en betydande komplikation av deras design och leda till behovet av att använda roterande blad för att upprätthålla ett konstant effektivitetsvärde när driftsförhållandena ändras, utan vilket fördelen med ett sådant system kan reduceras till noll.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt att säkerställa fläktens styrka och dess fäste i höljet. När man designar och tillverkar en fläkt bör man tänka på behovet av att balansera den. Otillräcklig balans kan leda till kraftiga vibrationer och till och med skador på fläkten och relaterade strukturer.

Fläktens designegenskaper måste väljas med hänsyn till schemat för att skapa en luftkudde. För en kammarkrets kan prestanda Q hittas med ovanstående formler, och trycket And kan tas lika med trycket i kammaren P. För en munstyckskrets bör fläktens prestanda och tryck bestämmas med hänsyn till förluster i luftkanalerna.

Statiskt tryck bakom fläkten:

där k B är en koefficient som tar hänsyn till tryckförluster i luftbanorna. För kärl med munstycksschema k B = 0,6÷0,7.

Sedan bestäms prestandan av formeln:

Val av munstycksanordningsparametrar

Huvudegenskaperna hos munstycksanordningen, som är av avgörande betydelse för att välja de optimala parametrarna för luftkudden, är:

1) luftkuddetryck P;

2) munstyckets lutningsvinkel Θ (se fig. 17);

3) munstycksbredd t.

Trycket i luftkudden för små enheter varierar från 80-100 kg/m 2 .

Den optimala munstyckslutningsvinkeln 0opt kan väljas från grafen (Fig. 18) beroende på förhållandena h/t och t/D O , där D O är den ekvivalenta diametern:

Förhållandet mellan svävningshöjden och munstyckets bredd tas vanligtvis i intervallet från 2 till 3.

Motstånd mot svävares rörelse

Vågimpedans. Ett fartyg som svävar ovanför vattnet skapar en fördjupning i det (bild 19), vars djup beror på lufttrycket under botten. När ett sådant fartyg rör sig, rör sig fördjupningen av vattenytan med det och skapar system av tvärgående och divergerande vågor, vars mönster liknar vågbildningen av ett förskjutningsfartyg av samma form. Således upplever svävare, såväl som deplacementfartyg, vågmotstånd.

När hastigheten ökar ändras mönstret för vågbildning. I början av rörelsen växer vågmotståndet ganska intensivt, för att sedan falla lika intensivt. För Froude-nummer:

överstiger 0,7, minskar vågmotståndet kraftigt. Av detta följer att propellrarnas horisontella stopp måste säkerställa att det maximala vågmotståndet övervinns, och den beräknade hastigheten måste vara högre:

Ungefärligt kan vågmotståndet för ett rektangulärt fartyg med olika bildförhållanden bestämmas med formeln:

Efter att ha gjort beräkningar enligt den angivna formeln kan det fastställas att vågmotståndet minskar med en minskning av bildförhållandet.

luftmotstånd. Luftmotstånd mot svävares rörelse är en av huvudtyperna av motstånd. För att bestämma mängden luftmotstånd kan du använda formeln:

För att exakt bestämma värdet på C x-koefficienten krävs speciella modelltester av fartyget i en vindtunnel. Ungefärligt kan dess värde tas inom intervallet 0,3-0,5, och för fartyg med en strömlinjeformad form kommer det att vara närmare 0,3.

Pulsförlustmotstånd. Under drift av svävare fångas luften upp av fläkten och förs med i fartyget. Denna omständighet leder till förluster, som kallas impulsmotstånd.

Motståndet för rörelseförluster för fordon som inte sörjer för avböjning av luftstrålar in i aktern kan bestämmas från uttrycket:

där Q - fläktprestanda, m 3 / sek; V - körhastighet, m/sek.

I verkligheten avleder det mötande luftflödet under svävarens rörelse de luftstrålar som kommer ut från munstyckena in i aktern. För de flesta enheter tillhandahålls jetavböjning av designen, vilket gör det möjligt att erhålla ett extra horisontellt stopp, vars värde ungefär kan bestämmas från uttrycket:

Även om vi inte tar hänsyn till motståndet mot förlust av momentum och den extra dragkraften av avböjda jetstrålar, kommer detta inte att leda till betydande fel i designen av fartyg med relativt låga svävande höjder; därför kan hela denna beräkning praktiskt taget utelämnas.

flyttare

Skapandet av en betoning för rörelsen av svävare utförs på olika sätt (luftskruvar, vattenskruvar, luftjetpropellrar, etc.). Valet av typ av propeller bör bestämmas som ett resultat av designstudier för att erhålla den mest ekonomiska apparaten.

Trots mängden propellrar som används kan vissa regelbundenheter fastställas. För fartyg som väger upp till 0,7 ton utförs rörelsen sålunda vanligtvis genom att kärlet lutas i önskad riktning eller avböja luftstrålen i munstycksanordningen med speciella avlänkningsvingar. Hastigheter på 5 till 30 knop kan uppnås på detta sätt, varvid en högre hastighetsgräns uppnås med fartyg som har en högre kuddhöjd, eftersom detta möjliggör större lutning.

På kärl av betydande storlek med ett kammarschema och sidokniv används framgångsrikt vattenskruvar. Eftersom närvaron av sidoknivar begränsar deras maximala hastighet (20-30 knop) och utesluter fartyget från att gå i land, är installationen av vattenskruvar som ger hög effektivitet vid dessa hastigheter den mest lämpliga.

På fartyg med fullständig separation från vattnet och som väger mer än 1 ton, installeras i de flesta fall propellrar som propellrar. Detta beror på önskemålet att säkerställa möjligheten att köra fordon på grunt vatten, på grunt och med tillgång till stranden. Dessutom kan designhastigheterna för fartyg med fullständig separation från vattnet (på grund av deras låga motstånd) erhållas mycket högre (60-100 knop eller mer). Vid dessa hastigheter kan propellrarnas effektivitet vara ännu större än vattenpropellrars, medan propellrar vid lägre hastigheter är sämre än vattenpropellrar.
Låt oss beräkna (ungefärligt) komponenterna i viktbelastningen.

1. Kroppsvikt (vi tar 20 kg per 1 m 2 av kuddområdet) P k \u003d 20 S \u003d 20 4 \u003d 80 kg.

2. Fläktmotor vikt 50kg.

3. Fläktens vikt är 20 kg.

4. Propellermotorns vikt är 30 kg (det antas att motorn kommer att arbeta "rät linje" med växellåda och koppling borttagna).

5. Propellervikt 5 kg.

6. Vikten på fundamenten för fläktmotorn är 8 kg.

7. Vikten på fundamenten för propellermotorn är 12 kg.

8. Skydd av propellrar 3 kg.

9. Styrväxel 7 kg.

10. Bensintankar och bränsleledningar 5 kg.

11. Styr 5 kg.

12. Sittvikt 5 kg.

13. Bränslevikt 20 kg.

14. Lastkapacitet (2 personer) 140 kg.

Total: 400 kg.

Litteratur

• Benois Yu. Yu., Korsakov V. M., Hovercraft, Sudpromgiz, 1962.
• Letunov V.S., Hovercraft, Sea Transport, 1963.
• Korytov N. V., Khalfin M. Ya., Beräkning av energiegenskaperna hos svävare, Shipbuilding, nr 9, 1962.

I mitten av sjuttiotalet av förra seklet tog inhemska skeppsbyggare från Almaz Central Design Bureau upp ett nytt ämne för sig själva på en svävare av skeg-typ. I slutändan resulterade dessa arbeten i konstruktionen av två små missilfartyg av Project 1239 Sivuch. Fartygen "Bora" och "Samum" kan accelerera upp till 55 knop och röra sig i vågor upp till åtta punkter. I kombination med anti-skeppsmissilerna ombord gör sjölejonens köregenskaper dem till en formidabel sjöfarare.

RTO svävare "Samum"

Det är värt att notera att i de tidiga stadierna av utvecklingen av 1239-projektet övervägdes två alternativ för schemat för framtida fartyg. Dessa var den "klassiska" svävaren och skeppet av skegtyp. Båda hade sina för- och nackdelar, så det beslutades att testa utsikterna för båda systemen i praktiken. Först och främst övervägdes möjligheterna med en svävare av skeg-typ. Detta ämne vid den tiden var inte alltför studerat och väckte därför särskilt intresse. För att studera köregenskaperna hos sådana fartyg under andra hälften av sjuttiotalet byggdes en självgående modell "Ikar-1". Det var en liten båt som på samma gång liknade en plattbottnad båt och en katamaran. Den centrala delen av botten var platt, och två skegg sjönk ner i vattnet längs sidorna - speciella paneler av en speciell form som gjorde en katamaran av en båt. Vid förflyttning kom luft in i utrymmet mellan vattnet, botten och skeggarna, vilket delvis övertog båtens vikt. Modellen testades och utifrån resultaten från analysen av den insamlade informationen byggdes en större Ikar-2-båt.

När den andra experimentella vattenskotern testades försvann vissa problem, men andra dök upp med förnyad kraft. Så när man accelererade båten nådde luften som kom in under botten ofta fram propellrarna. Under vissa omständigheter ledde detta till den s.k. gjutning - en impulsökning av propellerns och motorns hastighet på grund av en skarp övergång av propellern från vatten till luft. Ibland ledde detta till drift av motorskyddssystem och avstängning av det senare. En hel del problem för ingenjörer orsakades också av att luft kom in i tekniska intagshål, till exempel i motorns kylsystem. Båda problemen var ursprungligen planerade att lösas med hjälp av ytterligare höga och långa kölar på skegg. På de allra första "tävlingarna" med dem visade de meningslösheten i en sådan idé.

Allmän bild av en möjlig modifiering av skeg svävare

Det tog mycket tid att hitta en lösning på det aktuella problemet, men resultatet var värt det. Den hittade metoden för att utesluta luft från att komma in i propellrarna och kingstones som ett resultat påverkade avsevärt det slutliga utseendet på inhemska svävare av skeg-typ. Formgivarna av Almaz föreslog att begränsa lufttillförseln under botten, beroende på rörelsehastigheten. Vid låga hastigheter ska en liten mängd luft ha kommit in i utrymmet mellan båtens botten och vattnet, och när maxhastigheten uppnåtts, den högsta möjliga. Dessutom placerades propellrarna på skeggarnas yttre ytor, utanför luftkuddens volym. Således uppnåddes de högsta egenskaperna för dynamisk lossning och kraftverk. Som ett resultat av alla vidtagna åtgärder kunde försöksbåten "Ikar-2" med ett deplacement på knappt 50 ton röra sig i vågor upp till tre punkter med en hastighet av cirka 30 knop. Samtidigt rörde sig båten, trots vågornas styrka, tryggt och försiktigt. I framtiden flyttade systemet med reglering av lufttillförseln under botten till nya fartyg av skegtyp.

Informationen som erhölls under testerna av Icarus-2 användes aktivt i utvecklingen av projekt 1239. Till exempel har Bora- ​​och Samum-fartygen ett system för att reglera lufttillförseln under botten. Beroende på färdsätt och erforderliga egenskaper kan bog- och akteröppningarna mellan skeggarna stängas med speciella flexibla staket. Således kan "Sivuchi" röra sig som en enkel katamaran, som ett fartyg med dynamiskt stöd med hjälp av det mötande luftflödet, och också som en "klassisk" svävare.

Samtidigt med arbetet med fartygets hydrodynamiska utseende utvecklade företaget Almaz ett kraftverk för projekt 1239. Som ett resultat av analysen av många alternativ valdes ett kombinerat system med diesel- och gasturbinmotorer. Som ett resultat är fartygen i Sivuch-projektet utrustade med sex motorer av flera typer samtidigt. För en ekonomisk kurs har fartyget två M-511A dieselmotorer med en maximal effekt på upp till 10 000 hästkrafter vardera. Två andra dieselmotorer - M-503B (2x3300 hk) - är designade för att pumpa luft under fartygets botten samtidigt som de rör sig i hög hastighet. Den senare tillhandahålls med hjälp av två M-10 gasturbinmotorer med en effekt på upp till 20-23 tusen hk. M-511A dieselmotorer överför vridmoment till propellrarna i aktern på fartyget, och M-503B motorer är anslutna till fläktturbinerna. Gasturbinmotorer driver i sin tur två propellrar placerade på speciella roterande pelare i aktern på fartyget. Med en ekonomisk kurs reser sig kolonnerna över vattnet och är placerade i vertikalt läge. Vid en övergång till höghastighetsläge sänks kolonnerna ner i vattnet och gasturbinmotorer startas.

RTO svävare "Bora"

Det påstås att det ursprungliga systemet med skegg och staket, i kombination med kraftverkets arkitektur, ger Project 1239-fartygen möjligheten att röra sig i ett av 36 lägen, villkorligt uppdelade i tre grupper. Dessa är katamaranlägen och två svävarlägen. Med hjälp av endast M-511A dieselmotorer kan Sivuchi röra sig i hastigheter upp till 18-20 knop. För acceleration till höga hastigheter är det nödvändigt att använda insprutade dieselmotorer och gasturbinmotorer. När hela kraftverket slås på med full effekt kan Project 1239-fartyg accelerera till 55 knop. Samtidigt minskar dock marschräckvidden mer än tre gånger jämfört med en ekonomisk kurs. Intressant nog, bland de 36 driftslägena för motorer, propellrar och skegskrov, finns det till och med en som tillåter fartyget att bara röra sig med hjälp av insprutade dieslar. Med de främre och bakre skydden på luftkudden stängda och de bakre skydden stängda, endast på grund av utflödet av luft som injiceras under botten, kan fartyget röra sig i hastigheter upp till tre knop, även mot vinden.

Projekt 1239 Sivuch små missilfartyg är utan tvekan en av den ryska flottans mest intressanta och lovande utrustning. På grund av deras höga rörelsedata kan de utföra vissa åtgärder som andra fartyg inte kan. Det finns till exempel information om försök med antimissil- och antitorpedmanövrar. Enligt rapporter, "Sivuchi" på grund av den höga hastigheten, under vissa omständigheter, kan störa styrningen av anti-ship missiler och komma bort från torpeder.

Men trots alla fördelar har "Sivuchi" och andra skeg-typ fartyg en stor nackdel. Det finns för få av dem. Med tanke på de höga utsikterna för svävare av skeg-typ fortsätter arbetet med att skapa nya projekt för sådan utrustning. För närvarande studerar Almaz Central Design Bureau möjligheterna att skapa nya skeggskepp för olika ändamål. Till exempel övervägs möjligheten att fortsätta utvecklingen av höghastighetsmissilfartygens ideologi eller placeringen av en helikopter (helikoptrar) på fartyget. För det senare föreslås att man tar bort sänkta pelare från framdrivningssystemet och använder endast akterpropellrar eller vattenstrålar placerade på skegg.

Ett annat område där svävare av skegtyp kan hitta tillämpning är amfibielandningar. Enligt skegschemat kan man bygga landstigningsfartyg och små landstigningsfartyg. På grund av sin struktur kommer sådan utrustning att snabbt kunna närma sig kusten och vid behov landa trupper i närheten av land. Med användning av överladdade motorer kommer ett sådant fartyg eller båt att kunna närma sig stranden och "sätta sig ner" på botten med hjälp av skegg som stöd. I det här fallet är både landning och mer effektiv användning av vapen möjlig. I teorin kan skeg-fartyg användas för en mängd olika ändamål. Detta inkluderar att attackera fiendens fartyg med missilvapen (Projekt 1239), och landnings- eller eldstöd av landstigningsstyrkan, och till och med räddning av offer för skeppsvrak eller andra liknande incidenter.

På nittiotalet skapade Almaz designbyrå, med hjälp av resultaten från 1239-projektet och relaterade forskningsprogram, en rent civil svävare av skeg-typ. RSES-500-projektet var en höghastighetsfärja designad för att trafikera gods- och passagerartransporter på Östersjön eller andra liknande vattenområden. Tyvärr tillät de ekonomiska problemen på nittiotalet inte att RSES-500-projektet fördes ens till stadiet för att lägga det första experimentfartyget. Kanske kommer designarbetet att återupptas under de kommande åren och några sjöfraktare kommer att köpa en ny färja.

För närvarande har svävare av skeg-typ goda möjligheter inom sin sektor. På grund av vissa tekniska begränsningar kan sådan utrustning inte ha en stor förskjutning, men i "sektorn" upp till tusen ton kan ingen annan klass av vattenskotrar konkurrera med den. Enligt forskning och teoretiska beräkningar kan ett fartyg eller ett fartyg med en deplacement på cirka tusen ton, med hjälp av gasturbinmotorer och en luftkudde av multi-mode skeg-typ, nå en hastighet på cirka 100 knop. Naturligtvis kommer priset för en sådan hastighet att vara enorm bränsleförbrukning, men i vissa områden av transport och militära angelägenheter kan detta anses vara ett acceptabelt pris för hög prestanda.

Det är anmärkningsvärt att ryska forskare och ingenjörer har världens största erfarenhet av att skapa fartyg av skegtyp, och har även ett antal intressanta kunskaper. Inom en snar framtid kan dessa idéer och lösningar visa sig användbara på den kommersiella marknaden. Det finns dock ännu ingen information om inhemska skeppsbyggares planer för att skapa kommersiella svävare av skeg-typ. Ungefär samma sak är fallet med krigsfartyg av denna klass. Jag skulle verkligen inte vilja att den befintliga utvecklingen i detta ämne glömdes bort och inte längre användes.

Enligt webbplatserna:
http://flotprom.ru/
http://oborona.ru/
http://flot.sevastopol.info/
http://bora-class.info/
http://almaz-kb.ru/