Недостатки судов на воздушной подушке

17.05.2019 0 Автор admin


Изобретение относится к судостроению и касается создания судов на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке имеет корпус, нагнетательную установку с рулевым устройством, ограждение области воздушной подушки с носовым и кормовым элементами и бортовыми скегами. Судно также содержит элемент, разделяющий область воздушной подушки на левую и правую камеры. Этот элемент выполнен в виде гибкого воздуховода с продольным гребнем в нижней части. Гибкий воздуховод разделен внутри продольной диафрагмой на левую и правую секции. Левая и правая секции соединены с нагнетательной установкой. В стенках гибкого воздуховода, смежных с камерами воздушной подушки, выполнены отверстия. Эти отверстия сообщают каждую секцию гибкого воздуховода с соответствующей камерой воздушной подушки.

Реактивная струя воздуха, предполагаемо, содействовала увеличению скорости и движению вперёд, а воздушная прослойка, появляющаяся благодаря работе системы, расположенной под днищем, поднимала корпус над водой. Британское бюро патентов сохранило сведения, о том, как в 1874 г. Лорд Торникрофт экспериментировал «смазывая» воздухом корпуса судов.
Автожир не может взлетать вертикально. Перед полётом летчик (кабина у автожира обычно отсутствует вовсе) рукой раскручивает несущий винт и увеличивает обороты двигателя. Автожир разбегается и поднимается в воздух. Длина пробега обычно не превышает 50 метров.

Суда-амфибии на воздушной подушке

Четыре газовые турбины мощностью по 3130 кВт приводят во вращение 4 вентилятора и 4 винта изменяемого шага. Максимальная скорость над водой — 120 км/ч. Давление создаёт не вентилятор, а турбина.
Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, стоимости товаров, фотографий товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.
Автожир удивительный летательный аппарат. Это дитя компромисса между самолётом и вертолётом. Очень простой по конструкции, а потому и очень дешёвый в производстве, автожир на сегодня является самым безопасным видом воздушного транспортного средства. Его недостатки это продолжение его достоинств. Автожир нетороплив, его скорость меньше, чем у вертолёта (рекорд скорости 207,7 километров в час, а крейсерская скорость не превышает 150 километров в час). Он не способен подниматься в воздух вертикально, поэтому ему нужен разгон, как самолёту (правда, совсем небольшой). Наконец, он относится к простейшим летательным аппаратам, поэтому на автожире невозможно устроить комфортабельную кабину, как у вертолёта. А самый вместительный автожир способен поднять в воздух всего лишь трёх человек.
Воздух, нагнетаемый вентилятором под куполообразное днище, свободно вытекает по его периметру. Чем больше подача воздуха, тем выше поднимается судно, но это требует повышенных затрат энергии, поэтому при большой высоте подъёма этот способ не экономичен. Для уменьшения расхода воздуха у судов, предназначенных для движения только над поверхностью воды, подушку по бортам ограждают погруженными в воду жёсткими стенками или узкими корпусами — скегами.

Недостатком этого судна также является неравномерное наполнение камер воздушной подушки из-за подачи воздуха только в двух точках кормовой части; выходящий в камеры воздух претерпевает эффект внезапного расширения, создается турбулентность потока и при этом теряется часть энергии, по данным экспериментов около 30%. Кроме того, наличие среднего скега, представляющего собой жесткий надутый элемент, давление воздуха в котором более чем в 10 раз превышает давление в камерах воздушной подушки, обусловливает то обстоятельство, что судно может эффективно перемещаться только по ровной поверхности. В случае перемещения судна по воде в условиях волнения возникает значительное сопротивление.
С тех пор суда на воздушной подушке (СВП) успели пережить золотой век развития, пришедшийся на 60-70-е годы прошлого столетия. В тот момент в Англии выходили журналы, целиком посвящённые высокоскоростным судам. Окрылённые быстрым, звонким успехом учёные, работавшие с СВП, собирались «дать жару» многим конкурентам, представляющим другие конструктивные подходы к судостроению.

Но шведского инженера в 1885 году постигла неудача, которая не заставила его отказаться от своих замыслов, а наоборот, промах стимулировал испытателя приступить к разработке более мощного катера, который должен развивать скорость за счет уменьшения сопротивления воды через напор встречного воздуха.

Миллионер А. Нобель, сам, будучи изобретателем, выступил спонсором, и его неожиданная смерть приостановила все работы. Впервые нечто похожее на современные СВП со стенками бортов, изобрел мистер Кутбертсон, в 1897 г., получивший патент на новое судно.

Все материалы, размещенные на сайте являются собственностью владельцев сайта, либо собственностью организаций, с которыми у владельцев сайта есть соглашение о размещении материалов. Копирование любой информации может повлечь за собой уголовное преследование.
Изобрёл автожир испанский авиаконструктор и лётчик Хуан де ла Сиерва (годы жизни 1895-1936). Это произошло в 1919 году. Изобретение специалистам в области воздухоплавания настолько понравилось, что Сиерва был награждён золотой медалью Международной авиационной федерации и медалью Гуггенхеймов.

Современное судно на воздушной подушке Кайман-10. Благодаря простой и эффективной конструкции стоимость эксплуатации данного судна сравнима с обычным катером.

До сих пор нерешенных проблем остаётся немало – судно не соприкасается с твёрдой поверхностью, плохо управляется, поэтому движется по инерции прямолинейно даже с вывернутыми рулями. У этого типа судов отсутствуют надёжные тормоза. Остановить судно можно лишь выключив или включив на реверс пропеллеры (изменением угла атаки лопастей). Уязвимым местом является и то самое гибкое ограждение – при ударе о кромку льда или другие твёрдые и острые препятствия оно режется, как бумага, ресурс его невелик. Кроме того, водяная пыль, а в море еще и соленая, вырывающаяся из под ограждения представляет опасность для винтов, нагнетающих воздух под днище и особенно для двигателя.

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.
Для освоения природных ресурсов отдаленных районов нашей страны требуются транспортные средства повышенной проходимости, обладающие свойством амфибийности, то есть способностью переходить с воды на сушу и обратно.

Суда на воздушной подушке проектировались для судостроительных заводов, где и по нынешний день осуществляется их постройка. Спроектированные ЦКБ «Нептун» суда успешно эксплуатируются как в России, так и за рубежом. По опыту создания СВП специалистами ЦКБ под руководством к.т. н. Г. Е. Андреева написана книга «По воде и по суше» изд. 2002 г., посвященная вопросам проектирования и строительства амфибийных СВП.
Главный недостаток судов на воздушной подушке это относительно высокая цена и стоимость эксплуатации. Это связано c достаточно сложной конструкцией и требованием соблюдать весовую культуру как в авиации.

Практическое применение катеров и судов на воздушной подушке в нашей стране было начато с 1935 г. Группой под руководством конструктора и ученого В. Левкова был проведен ряд исследований. За период до 1941 г. они создали и опробовали 15 аппаратов на воздушных подушках массой от 2,25 до 14,7 т. Например, в 1937 г. дюралевый катер на воздушной подушке Л-5 в ходе испытаний развил скорость 137 км/ч.

Амфибийные суда на воздушной подушке: Учебник для вузов. В 2 кн]/Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке: Учебник для вузов.

От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде. Под днищем этого плавсредства, было предложено установить меха и воздуховоды. Закачивать с их помощью воздух должны были сильные люди.

Струи вытекающего из сопел воздуха изгибаются так, что центробежные силы, действующие на движущиеся по криволинейным траекториям частицы воздуха, уравновешиваются повышенным давлением в подушке, и воздушная подушка как бы «запирается» этими струями. Для увеличения высоты подъёма и уменьшения затрат мощности на образование воздушной подушки по её периметру дополнительно устанавливаются гибкие ограждения.
Автожир по устройству напоминает и самолёт, и вертолёт. Вместо крыла в нём используется свободно вращающийся винт простейшей конструкции (без механизма изменения угла атаки лопастей). Винт установлен горизонтально, как у вертолёта. Во вращение его приводит набегающий поток воздуха. Сечение лопастей (их обычно две) повторяет сечение самолётного крыла. При вращении винт работает подобно сплошному круглому крылу, создавая подъёмную силу. Поступательное движение автожиру обеспечивает толкающий винт (пропеллер) самолётного типа, приводимый двигателем внутреннего сгорания (небольшой мощности). За винтом установлено самолётное хвостовое оперения с рулём направления.

С учетом всех перечисленных факторов наиболее целесообразным считают использование транспортных средств на воздушной подушке, у которых давление на грунт не превышает 2— 5 кПа, что существенно ниже, чем у гусеничных транспортеров-снегоболотоходов (17—24 кПа).

Первый прототип построенного им судна на воздушной подушке, SR-N1, был построен весной 1959 года и всего несколько недель спустя пересёк Ла-Манш за 20 минут. На этой конструкции основаны все коммерческие и военные суда на воздушной подушке в мире.

Это связано с тем, что здесь особенно сильно проявляются держащие свойства грунта. Известно, что на каждый квадратный метр поверхности корпуса машины, контактирующей с грунтом, налипает от 300 кг влажных песков до 4000 кг туго пластичных глин. Кроме того, из-за присасывания к грунту во время длительной стоянки или вынужденной остановки машина лишается возможности двигаться.

Ведущим Российским разработчиком судов на воздушной подушке является Центральное конструкторское бюро «Нептун». ЦКБ «Нептун» было основано распоряжением Совета Народных Комиссаров СССР от 31 декабря 1945 года в ведении Народного Комиссариата судостроительной промышленности СССР.

Однако, там, где другой альтернативы нет, по совокупности различных параметров «воздухоходы» не имеют достойных соперников.
В ходе эксплуатации судов и катеров на воздушной подушке накапливался опыт, стала определяться их специализация. Если раньше они использовались преимущественно на воде или в качестве амфибий, то теперь появились их наземные варианты — самоходные и буксируемые с помощью тягача, а также платформы на воздушной подушке, предназначенные для перевозки различных грузов в труднодоступных районах.

Конструктор из Великобритании и проектировщик из Нидерландов обменивались своими мнениями на этот счет посредством писем в 1875 г.Вильям Фруд, известный как судостроитель и ученый из Англии не остался в стороне и принимал активное участие в обсуждении. Но, к сожалению, очень долго никому не удавалось воплотить в реальность все разработки и проекты. Наконец-то Густаву Лавалю посчастливилось создать катер, в котором через множество отверстий, расположенных в форштевне, сжатый воздух должен был обволакивать корпус.
В 1957 году было изобретено гибкое ограждение для воздушной подушки. С тех пор суда на воздушной подушке (СВП) успели пережить золотой век развития, пришедшийся на 60-70-е годы прошлого столетия. В тот момент в Англии выходили журналы, целиком посвящённые высокоскоростным судам. Окрылённые быстрым, звонким успехом учёные, работавшие с СВП, собирались «дать жару» многим конкурентам, представляющим другие конструктивные подходы к судостроению.

Хвостовое оперение придаёт автожиру устойчивость и компенсирует инерцию вращающегося винта, препятствуя разворачиванию корпуса автожира. Рулём высоты на автожире служит сам винт, ось которого подвижна и соединена с рукояткой управления самолётного типа. Отклоняя несущий винт вперёд, лётчик снижает высоту полёта, отклоняя винт назад – увеличивает высоту.

Судно на воздушной подушке содержит корпус 1, нагнетательную установку 2, которая включает осевой вентилятор 3 и рулевое устройство 4. Нагнетательная установка в описываемом конкретном примере одновременно является и движителем судна. Область воздушной подушки ограничена гибким носовым элементом 5, гибким кормовым элементом 6 и двумя скегами 7 и 8. Область воздушной подушки разделена на левую 9 и правую 10 камеры посредством гибкого воздуховода 11 с продольным гребнем 12 в нижней части. Гибкий воздуховод 11 разделен на правую 13 и левую 14 секции с помощью установленной внутри него диафрагмы 15. Секции 13 и 14 гибкого воздуховода 11 соединены с нагнетательной установкой 2, при этом воздух поступает к ним плавно по радиусу (стрелка Б, фиг. 1).

Похожие записи: