Суда на воздушной подушке кто изобрел

Обновлено: 02.05.2024

Возможности любого водоплавающего средства передвижения ограничены. Осадка не дает подойти к берегу, приходится строить портовые сооружения, как минимум – пристани. Зимний лед полностью лишает обычные суда способности передвигаться, в рейс выходят только ледоколы. Сильный шторм заставляет прятаться в бухтах, но и там корабль может выбросить на камни. А возможно ли построить судно, которому не нужны причалы? И оно могло передвигаться по льду и посуху, словно по морю?

История судов на воздушной подушке

Считается, что идею подобного транспортного средства предложил еще в 18 веке шведский ученый Эммануил Сведенборг. Но уровень техники того времени не позволил ее реализовать. Веком позже его соотечественник Густав Лаваль получил патент на устройство для нагнетания воздуха под днище судна. Первым реализованным СВП признан катер, сооруженный австрийцем Дагобертом Мюллером фон Томамюлем в 1915 году.

Теорию судов на воздушной подушке создал Константин Циолковский. На основе его работ советский конструктор Владимир Левков собрал и испытал 1935 году первый промышленный образец десантного СВП. Все пять его катеров были уничтожены в сражениях Великой Отечественной войны.

Поэтому во всем мире изобретателем первого военного судна на воздушной подушке считается англичанин Кристофер Кокерелл, который в 1955 году запатентовал hovercraft, то есть «парящий агрегат». Четыре года спустя его SR-N1 пересек Ла-Манш всего за 20 минут.

Судно на воздушной подушке – универсальный транспорт

СВП особенно актуальны для нашей страны. Зимой ее реки несудоходны, глубина тысяч озер достаточна только для надувных лодок и байдарок. Болота сегодня занимают 6% территории России. Их площадь активно растет вследствие тающей вечной мерзлоты. Образовавшиеся трясины непроходимы ни для наземных колесных, ни для водных средств передвижения.

Все ограничения снимаются, если корпус корабля оторвать от поверхности воды. Эта идея реализована в конструкции особых судов на воздушной подушке. Ее создает мощный вентилятор, а удерживает резиновая «юбка», окружающая по периметру днище. Для передвижения служит пропеллер на корме. Такова, в общих чертах, классическая схема СВП, то есть судна на воздушной подушке.

Возможность передвижения по воде, льду и суше.
Неограниченное время навигации.
Не обязательны пристани и причалы.
Высокая скорость до 150 км в час.
Прибрежная зона и грунт не разрушаются.

Огромный расход топлива.
Необходимость частой замены обрамления воздушной подушки, которое истирается и рвется от соприкосновения со льдом и землей.
Шум от двигателя.
Недостаточная остойчивость, вследствие чего невозможна эксплуатация СВП в шторм и при сильном ветре скоростью более 15 м в секунду.

Виды судов на воздушной подушке

Существуют следующие конструктивные схемы СВП:

Камерная. Подъемная сила создается давлением воздуха, который нагнетает вентилятор под вогнутое днище. Он истекает через щель, образовавшуюся под приподнявшимся судном. Расход воздуха и горючего огромен.
Сопловая. Воздух нагнетается из сопел, расположенных по периметру днища. К статическому давлению прибавляется реактивная сила истечения воздуха из сопел. У такой конструкции зазор между судном и поверхностью больше, а расход топлива – меньше.
Щелевая. Воздух истекает через щели несущей и опорной поверхностями днища, профилированными особым образом.
Динамическая. Подъемная сила возникает при движении вдоль поверхности на малой высоте благодаря так называемому экранному аэродинамическому эффекту.

Устойчивое положение и движение нединамических СВП с полным отрывом от поверхности обеспечивает ограждение из гибкого материала по периметру судна. Они движутся благодаря воздушным винтам или воздушно-реактивным двигателям. Достижима скорость до 150 км в час. На СВП с частично погруженными в воду ограждениями используются водометы или гребные винты.

Примеры судов на воздушной подушке

В середине прошлого века началось массовое строительство СВП во всем мире и, разумеется, в СССР. Первыми оценили все преимущества этого средства транспорта военные.

Десантные суда на воздушной подушке

С 1970 года на вооружение ВМФ поступили первые СВП «Джейран». Два газотурбинных двигателя ДТ-4 нагнетали воздух в сопла под днищем и вращали маршевые двигатели. На ходу судно управлялось воздушными рулями. Корабль мог перевезти 2 средних или 3-4 плавающих танка, 5 БТР или 200 десантников. Было построено 20 судов данного проекта. Сегодня им на смену пришли гораздо более мощные СВП.

Суда проекта «Зубр» тоже были разработаны в СССР. По мере их выпуска росли размеры и возможности. Это единственное советское средство вооружения, которым оснащены войска стран НАТО по сей день. Современная модификация «Зубра» признана самым большим и мощным в мире судном на воздушной подушке.

В задачи данного СВП входят транспортировка боевой техники и личного состава на необорудованные береговые плацдармы. Грузовой отсек вмещает 3 танка или 10 БТР общей массой до 150 тонн. Или же 8 БМП плюс 140 десантников. Без техники на борту могут разместиться до 500 человек.

«Зубр» огромен. Его длина 57 м, ширина 27 м, высота 22 м. Оно способно преодолеть 550 км со скоростью 111 км в час. Суммарная мощность энергетической установки – 50 000 лошадиных сил. 4 нагнетателя накачивают воздушную подушку, 3 винта диаметром 5,5 м обеспечивают движение по горизонтали. Управляют этим ревущим чудовищем всего 26 человек команды.

В 1965 году сенсацию произвел «каспийский монстр» – заснятое со спутника испытание первого в мире экраноплана «Лунь». До взлета суперсамолета «Мрия» этот гигантский летательный аппарат был крупнейшим в мире. 10 турбовинтовых двигателей обеспечивали ему скорость 500 км в час, дальность 1500 км и грузоподъемность 550 тонн. Поистине грозное оружие так и не было доведено до ума. В 1980 году экраноплан затонул во время испытаний. Перестройка и последующий развал страны так его и оставили на дне Каспия. Сегодня разработки экраноплана возобновлены, суда меньшего размера уже эксплуатируются у нас и за рубежом. Но техника эта дорогая и требует высокой квалификации рулевого. Поэтому пока еще не очень распространена.

Суда на воздушной подушке для работы в экстремальных условиях

Освоение арктической зоны – вопрос экономической стратегии нашей страны. В сложнейших климатических условиях СВП наиболее полно реализуют свои преимущества. К примеру, катер «Звезда» способен передвигаться по открытой воде, льду и болоту при температурах от +40 до -50 градусов и ветре до 20 метров в секунду. Он рассчитан на перевозку 25 пассажиров и 0,5 тонны груза или 2 пассажиров и 3 тонн груза. Салон утеплен и полностью безопасен. Силовая установка мощностью 800 лошадиных сил работает на дизельном топливе.

Гражданские суда на воздушной подушке

Первое пассажирское СВП «Сормович» разработали и впустили на воду в Горьком, нынешнем Нижнем Новгороде, в 1965 году. Судно было рассчитано на круглогодичные перевозки 50 пассажиров и проработало 2 навигации на линии Горький – Чебоксары. Но из-за недоработок силовой установки так и не пошло в серию. Волжское пароходство предпочло суда на подводных крыльях. Тем более, что никакой инфраструктуры для зимней навигации просто не существовало.

Тема пассажирских судов на воздушной подушке надолго стала закрытой. Но сегодня они переживают ренессанс.

Частные суда на воздушной подушке

С недавнего времени СВП заинтересовали рыболовов, охотников и любителей экстремально спорта. Вот, например, катер «Соболь» со стеклопластиковым корпусом без закрытой кабины. Экипаж – водитель и один пассажир плюс до 15 кг груза.

Вполне естественно, что российские умельцы не обошли вниманием суда на воздушной подушке. Самая известная подобная конструкция – катер «Ак-Тай» из поселка Ноябрьский Ямало-Ненецком автономном округе. Его создатель публикует в Интернете чертежи и подробно рассказывает о самостоятельном изготовлении.

Но никакие технические средства передвижения никогда не сравнятся с плаванием под парусами. Благодаря яхтам мы сливаемся с морским ветром и улетаем далеко от суеты и смога больших городов. Шум волн прекраснее рева двигателей. Эта любовь – навсегда.

В давние времена суда были не так совершенны, как сейчас. Они держались на воде и не тонули, поскольку выталкивались на поверхность из-за водоизмещения за счет закона Архимеда. О высокой скорости не могло быть и речи. Несмотря на то, что они довольно устойчивы на воде, при движении, слишком сильное сопротивление для корпуса, не позволяло мчаться со скоростью звука. Многие годы, попытки добиться желаемых результатов, касательно скорости, были почти безрезультатными.

К превеликому сожалению судовладельцев, мастера, работающие над этим, нелегким заданием, радовали и удивляли всех редко и медленно. Покорение водных просторов на высокой скорости долгое время оставалось недостижимой целью для мореплавателей. Суда существенно и безнадёжно развивали значительно меньшую скорость, сравнительно с другими средствами передвижения. Как ни странно, водная стихия, оказалась неподатливее, чем ядерная энергия и просторы космоса.

Скеговое CBП. Проект Дагоберт Мюллер фон Томамхул. 1916 г.

Разработки по улучшению судов не вызывают должного энтузиазма и восхищения в сфере судостроения. Это не безосновательно, ведь в течение 5000 лет никто не смог явить миру конкурентоспособное водное транспортное средство, для замены водоизмещающего суда. Недоверие к новым изобретениям вызвано чередой неудачных концепций, не принёсших ожидаемых результатов. Целесообразно ли лелеять надежду на удачный исход научных разработок на сегодняшний день?

Таким образом видно, что воздушная подушка своими руками собирается только после предварительных расчётов, просто так в гаражных условиях, без инженерных расчётов аппарат на воздушной подушке построить невозможно.

Если проанализировать скорость передвижения других видов транспортных средств, то прогресс очевиден. За ближайшие сотню лет ровно в 10 раз стали быстрее передвигаться: автомобили, авиалайнеры, железнодорожный транспорт. Например, поезда, двигались много лет назад не более 10 миль в час, а первый автомобиль 12 миль в час, на сегодняшний день их скорость значительно превышает первоначальную в несколько раз.

Об уникальной трансформации самолетов

Об уникальной трансформации самолетов отдельный разговор: их скорость преобразовалась от 60 до 600 миль в час. На сегодняшний день многие транспортные средства, за исключением судов, могут гордиться существенным прогрессом, касательно увеличенной в десятки раз скорости. Меньше, чем в три раза возросла быстрота передвижения судов по сравнению с 1858 г.

Исторический факт того, что «Грейт Истерн», в то время, самый крупный из всех известных кораблей, развивал скорость 14,5 узлов, даёт возможность осознать мизерный масштаб изменений, произошедших за столетие. Сделав соответствующие выводы, установлены несколько основных преград на пути к созданию высокоскоростных конструкций: во-первых, среда передвижения судов, её основные свойства и, во-вторых, состояние водных просторов, постоянно и непредсказуемо меняются.

Препятствия

В продолжение описания препятствий, которые неизменны и неподвластны человеку, следует упомянуть сопротивление, возникающие при движении корабля, поскольку плотность воды больше в 815 раз, чем воздуха. Силу торможения и сопротивление воды, которые увеличиваются при взаимодействии с быстро идущим судном, можно преодолеть, значительно усовершенствовав и увеличив мощность двигателя. Это поспособствует развитию высокой скорости, но когда начнутся волнения моря, не сможет оградить пассажиров и груз от дискомфорта и возможно, даже, увечий и ущерба.

Теряясь в догадках и постоянно пребывая в процессе усовершенствования технических характеристик, создатели были убеждены, что если уменьшить часть корпуса, который погружается в воду, то это станет единственным, правильным решением на пути к противостоянию силе сопротивления воды, препятствующей быстрому движению. При этом, они исключали возможность менять или улучшать сам корпус.

Спустя десятилетия

Спустя десятилетия, мнения разделились, и некоторые разработчики стали утверждать, что если корпус судна приподнять так, что при этом он не будет соприкасаться с волнами, то гарантировано удастся одновременно развивать большую скорость и не нарушать комфорт.

Вследствие этого, мы имеем честь, наблюдать суда на воздушных подушках (СВП), на подводных крыльях (СПК) и экранопланы. Эти суда динамических принципов поддержания (СДПП), за несколько последних лет получили возможность развивать скорость больше, чем существующая у водоизмещающих судов. А мореплаватели с гордостью начали новую эпоху в истории судов.

Эммануэль Сведенборг шведский философ попытался в 1716 г. использовать воздушную подушку в конструировании судна. Но вскоре, он признал, что его изобретение не под силу использовать одному человеку. Задумка была такая: судно похожее на ялик, поднятый над водой и кокпит посередине. Пара неких «вёсел», которыми через щели управляет кто-то, ударяясь о поверхность воды, направляли сжатый воздух под корпус и поднимали его над поверхностью.

Снижение сопротивления воды

Изобретатели, основной задачей видели снижение сопротивления воды с помощью сжатого воздуха вокруг основания корпуса. «Трехкильный духоплав» появился в 1853 году с «лёгкой руки» русского инженера Иванова. Под днищем этого плавсредства, было предложено установить меха и воздуховоды. Закачивать с их помощью воздух должны были сильные люди.

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.

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. 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.

А. Нобель

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.

Система подъема, которого была создана за счет воздуха - компрессоров, они гнали воздух через отсеки, а трение уменьшалось через минимальное соприкосновение корпуса с водой.

Тот же принцип создавал воздушную подушку между водной поверхностью и корпусом судна. В 1909 г. Ханс Динесон, инженер из Швеции, детально разработал проект лодки на воздушной подушке, со скегами и расположенными гибкими перемычками из резины от кормы до носа для того, чтобы удерживать воздушные подушки. Дагобер Мюллер фон Томамхул, инженер из Австрии стал создателем торпедного катера на воздушной подушке с кегами. В 1916 г. его творение было передано австрийскому флоту.

Скорость катера

Сохранились сведения, что скорость катера достигала 40 уз. Это первое удачное судно в мире на воздушной подушке. Французский изобретатель А.М. Гамбен поделился разработками аппарата на воздушной подушке с добавлением вентиляторов, которые планировалось поместить в носовую часть. С их помощью можно было б нагнетать воздух по всей площади подушек, он бы под днищем и килями равномерно распределился.

В.Ф. Кизи, изобретатель из Америки, внёс своё предложение в 1925 году, оно касалось проекта баржи на воздушных подушках, разделенной килями, это способствовало б равномерному распределению воздуха. Уникальность этой разработки в схеме рециркуляции воздуха, за счет чего существенно снизилась бы потребность в высокой мощности энергоустановки, которая создаёт воздушные подушки.

Спортивная первая лодка с кегами, предстала на осуждение общественности в 1930 году.

Её создатель Дуглас Кент Уорнер показал её на гонках - соревнованиях по реке Коннектикут. Немного позже Товио Карио над поверхностью льда, показал скорость в 12 уз на экраноплане с корпусом, похожим на крыло, и предназначенном для одного человека. Это произошло в 1935 году. Аваакомпания, в которой работал смельчак, называлась «Валмет».

Русские изобретатели

Русские изобретатели, ученые, советские инженеры существенно помогали создавать и разрабатывать СВП. Книга великого русского ученого К.Э. Циолковского «сопротивление воздуха и скорый поезд» содержит выложенные впервые в мире: теорию, научное, техническое пояснение касательно методике, по которой можно рассчитать движение средств передвижения на воздушных подушках.

Ученый также разработал проект со всеми необходимыми, основными расчетами поезда на воздушной подушке.

В. И. Левков

Профессором В.И. Левковым, из Новочеркасского института, была начата работа по разработке советских СВП.

В период с 1927 г. по 1941 г. он создал и испытал небольшое количество катеров на воздушной подушке. Л-1 обладал водоизмещением 15т, считается одним из крупных строений советского ученного. Создан в 1934 г, выдержал все испытании и различные природные условия. Так было доказано, что подобные суда имеют право на существование.

Рекордную скорость в 1937 году - 135 км в час, зафиксировали у катера Л-5 с водоизмещением 9 т, и мощностью ЭУ 1300 кВт.

В.И. Левков не остановился на этом, и в конструкторском бюро появились разработки амфибии на воздушной подушке, которые имели водоизмещение 30 т. Их уникальность состояла в том, что там имелись высокие пространства в камерах, сверху граничащие с дном и поплавками по бокам. Двухлопастные воздушные винты служили воздухонагнетателями, энергоустановка - поршневыми двигателями, поток воздуха, благодаря своей реактивной силе использовался, как двигатель. Но недостатки были существенными: палуба и рубка сильно забрызгивались, значительный дрейф от ветра, сложности с управлением на малом ходу. Созданные В.И. Лневковым СВП, так и небыли усовершенствованы и избавлены от недоработок, исследования в данной области закрыли с началом Великой Отечественной войны, до сих пор чертежи воздушной подушки так и не нашли.

1953 г. стал памятным для Г. Туркина, студента МИНГ им. И.М. Губкина. Он стал создателем безколесного автомобиля, испытания которого успешно проводились в Москве. Реналто Альвес де Лима из Бразилии, пытался запатентовать аппарат с сопловой воздушной завесой. Это было в августе 1955 года.

Карл Вейланд

Карл Вейланд из Швейцарии, на своём аппарате с циркуляционной схемой, на озере в Цюрихе развил скорость 120 км/ час. Кристофер Коккерел создал СВП весившую 130 грамм, при испытании развившую скорость 24 км/час. В этом же, 1955 году радиоинженер из Англии, заявил о своей разработке судна, у которого имеется кольцевое сопло. По периметру СВП образовывалась струйная воздушная завеса, граничащая с воздушной подушкой. Сопловая схема минимизировала затраты мощности на поддержание воздушной подушки, она была признана уникальной и использовалась на амфибийных судах на воздушной подушке (АСВП).

Экспериментальное судно АСВП SR №1 имело двухконтурное кольцевое сопло. Оно было создано в 1959 году по разработке проектировщика К. Коккерела при непосредственном участии фирмы «Саундерс Ро».

Использовалась овальная платформа, её размеры 9, 2 х 7,6. В шахту подавался воздух, для этого использовали нагнетатель, а из неё в отсек- ресивер, который располагался под палубой. Оттуда воздух передавался двухконтурному кольцевому соплу, и уже через него попадая под корпус судна, трансформировался в воздушную подушку.

Одновременно блокировалась возможность выхода его с помощью воздушной заслонки вокруг судна. Появления которой, можно было добиться, используя сопловые струи. Под корпусом судна образовывалось избыточное давление, оно поднимало судно над поверхностью воды на небольшое расстояние. Располагаясь на палубе воздушных каналов, реактивная тяга из воздушных струй приводила судна в движение. Когда турбореактивные двигатели вытеснили воздушно-реактивные, скорость увеличилась до 120 км/час. Судно АСВП SR №1 25 июля в 1959 году через 50 лет пересекло пролив Ла-Манш, повторив маршрут самолета, за 2 часа. Взирая на непогоду, была развита скорость движения в среднем 25 км/час.

АСВП с сопловой схемой

АСВП с сопловой схемой формирования воздушной подушки получили право на существование после ряда испытаний, даже, не смотря на такие существенные недостатки, которые можно отнести скорее к недоработкам: низкая мореходность, необходимость хороших погодных условий, для спокойного состояния моря, влияющего на работу, слабая тяга воздушно-реактивных двигателей и неудачная комплектация. 25 июля 1959 года - знаменательный день в истории судов с воздушной подушкой. К.Х. Латимер-Нидхэм анализировал информацию, полученную от Кокерелла в 1958 г. Рассматривая результаты исследований и опытов, был сделан вывод, что гибкое ограждение, своеобразная юбка, очень важно для быстрого передвижения судов на воздушных подушках при неспокойном состоянии водной поверхности.

Благодаря этому, удерживалась воздушная подушка, и никакие препятствия мореплавателям были уже не страшны. Принцип работы юбок заключался в том, что они, встречаясь с преградой, огибали её или мощную волну, а воздух, поступающий в подушку, возвращал их в первоначальное место. Гибкие ограждения сначала имели сложную конструкцию, и были искривлённые. Фирма «Уэстлэнд», акционеры компании «Саундерс Ро Лимитед», создателей СВП SR №1 в 1961 году приобрели все права и патент у К.Х. Латимер-Нидхэма. Научные центры не остались безучастны и начали усердные исследования и доработки.

Наиболее активными стали страны Англия, США, Япония и другие. Результаты не заставили себя долго ждать, и через 12 недель с момента начала регистрации Коккерела патента, Мелвилл Бердсли из Англии, изобрел и запатентовал периферийную сопловую систему СВП.

Патент гибкого ограждения

К. Коккрел запатентовал гибкое ограждение на воздушной подушке в 1957 году. Его изобретение было похоже на тонкое полотнище и прикреплялось снаружи корпуса АСВП. Это было самое крупное открытие инженеров того времени, сравнить его можно, например, с изобретением надувной шины.

В середине 1962 года, стали устанавливать юбку высотой 1,2м, и всё кардинально переменилось. Если в 1959 г., судно без гибкой ограды справлялось с препятствиями в 15-23см, то в последствии, оно, развивая скорость 40уз, преодолевало волну до 1,5 м. Благодаря этому, грузоподъемность увеличилась в два раза. В 1962 г. различного рода испытания в период всех сезонов прошло удачно СВП «Нева». Амфибийного типа судно 17,3 м. длиной, 6,6 м. шириной и водоизмещение 12,45т., рассчитано на 38 пассажиров. Оно с лёгкостью могло свободно двигаться при волне высотой 0,6 м., выходить на берег, успешно преодолевать песчаные косы и отмели на скорости 60км/час даже в спокойной водной поверхности. Касательно мощности энергетической установки: в общем, это 540кВт, сюда входит мощность двух двигателей по 165 кВт, благодаря им создаётся воздушная подушка, и один 210кВт, который обеспечивает быстроту движения.

Завод «Красное Сормово»

Одновременно с этим, завод «Красное Сормово» в Горьком, стал местом появления амфибийного типа СВП, которые назывались «Радуга» а газотурбоход - «Сормович». Первое СВП длиной 9,4 м, шириной 4,1м и водоизмещением 3т, было рассчитано на 5 пассажиров. Скорость движение обеспечивалась поршневым авиационным двигателем. Его мощность 162 кВт развивала до 100 км/ч, при высоте волны 0,8м, а при спокойной водной поверхности до 110 км/час.

СВП «Сормович» был построен чуть позже в 1965 году, при его создании результаты испытаний и наблюдений касательно «Радуги» были использованы и улучшены. Ново-созданный агрегат длинной 29,2 м, шириной 11,3 м, с высотой гибкой ограды 0,8 м и грузоподъемностью 5т., был рассчитан на 50 человек. В качестве энергетической установки используется мощный 1690кВт, авиационный газотурбинный двигатель.

Он способствовал развитию скорости судна до 100 км/час. Изначально на обоих судах СВП «Радуга» и «Сормович» была установлена сопловая схема формирования воздушной подушки, так называемая воздушная завеса. В 1968 г., ряд испытаний и опытов привели к тому, что «Сормович» переоборудовали, и установили гибкое ограждение. Волжское речное пароходство, посодействовало и поддержало эксперимент, в котором участвовал СВП «Сормович» на пассажирской линии Горький-Чебоксары. Маршрут был длинной 274 км, вдоль реки Волга. Судно проработало год с 1971 года, и с его участием, было обслужено 6000 пассажиров.

В конце 60-х

В период существования СССР, в конце 60-х, начало 70-х годов сразу три предприятия, занимающиеся судостроением, произвели три небольших СВП. В тогда ещё Ленинграде, ныне Санкт-Петербурге, строительное объединение «Алмаз», явило миру СВП под названием «Бриз», завод «Красное Сормово» в Горьком, назвал своё творение «Радуга-2», в Москве ЦКБ «Нептун» выпустил АКВПР. С немыслимой скоростью развивались СВП в дальнейшем, темпы появления различных моделей настолько быстрые, что повествование о них может затянуться слишком надолго. При желании проследить историю судов, можно на примере созданных таблиц.

Благодаря техническим особенностям судов на воздушной подушке диапазон их использования весьма широк. Морские и речные прогулки, экскурсии, туризм, охота, рыбалка — повышенная проходимость и простота в управлении СВП позволяют по новому взглянуть на активный одтых. Если вы немного присытились обычной охотой или рыбалкой катер на воздушной подушке освежит ваше хобби и добавит в него настоящий дух преключений. Представьте - направляться можно куда угодно!

Главное достоинство СВП заключается в возможности преодоления труднопроходимых мест. К таким местам можно отнести сильно заболоченную местность, рыхлый снег, тонкий лед, мелководье. К слову, данная способность обусловила использование судов на воздушной подушке в ходе поисковых и спасательных операций.

Преодоление препятствий на СВП

Любые разговоры о проходимости судна на воздушной подушке в итоге сводятся к выяснению радиуса бревна, которое можно преодолеть в штатном режиме. В среднем производители закладывают высоту препятствия 50 сантиметров. Даже небольшие катера на 2-3 пассажирских места могут преодолевать поперечные неровности высотой 30-40 сантиметров. Это если мы имеем дело с классической схемой гибкого оргаждения.

Скеговые катера имеют приблизительно те же параметры, но при условии прохода препятствия между скег. Если преграда по размеру не будет уступать расстоянию между скегами, то врятли получиться пройти по ней. Скеги упираются даже в небольшие препятствия 10-20 сантиметров, но позволяют форсировать их на большой скорости. Плавно "переползти" бревно обхватом 30-40 сантиметров может только классическая схема. Зато на скеговых судах можно лихо пустить их под днище на скорости 30-40 километров в час.

Свп на воде

Понятно, что и по воде катера на воздушной подушке ходят без проблем. Не зря их называют "судами" и "катерами". Максимальная скорость на воде будет несколько меньше, чем по льду или снегу. Если спустить "подушку" на воде, то наполнить ГО после будет сложнее. То есть при максимальной загрузке поверхностное натяжение воды может и вовсе не выпустить катер. При загрузке судна больше 50-60% старайтесь не сбрасывать давление в гибком ограждении над водой. Это касается как класической схемы так и скеговой. Практически все СВП позволяют находиться на воде с заглушенным двигателем и имеют хороший запас плавучести.

Движение по воде можно считать наиболее безопасным и щадящим для катера на воздушной подушке. Гибкое ограждение изнашивается менее всего именно на водной поверхности. На воде наилучшая видимость, особенно на открытой воде типа озер или речных заводей. Препятствия на воде встречаются редко и видно их издалека.

Не рекомендуется сходить в воду на большой скорости. Сила трения на воде намного больше, и, в добавок, сход в воду всегда идет под углом и катер немного клюнет носом. Два этих фактора заставят катер мгновенно сбросит скорость. Таким образом можно повредить и катер и пассажиров. Технически это в первую очередь вредит гибкому ограждению.

Так же как обычные лодки СВП при определенной скорости выходит в режим глиссирования. В экстренных ситуациях на воде можно применять эффективное торможение путем сброса давления в подушке. В холодное время года нужно следить за обледенением лопастей и лобового стекла.

СВП на земле

Поведение СВП на земле более инертное, чем на воде, но не такое свободное как по льду или снегу. Сцепление на разных типах грунта может отличаться, но в целом оно меньше, чем с водой. Катер поднимает клубы пыли, но они остаются позади. При использовании СВП на земляной поверхности нужно позаботиться о защите винтов от мусора.

При движении по земле износ ГО повышается приблизительно на 30-40%. При выходе на асфальт или гравий износ повышается на 70-80%, что так же является усредненной субъективной оценкой. Износ ГО может зависить от многих факторов. Предпочтительно перемещаться по воде, снегу или льду, что бы продлить жизнь гибкому ограждению. На скорости садиться на дно над землей не рекомендуется. Вероятнось переворота судна над землей при сбрасывании давления в подушке резко повышается.

Для экстренного торможения над землей применяется разворот на 180 градусов и кратковременный полный газ. Эффективный разворот совершается в соответствии с вращением маршевого винта. При вращении винта против часовой стрелки разворот совершается через левый борт и наоборот для вращения по часовой стрелки. Если у судна два винта и они вращаются противоходом, то разворот нужно совершать в сторону более загруженной половины.

Двигаясь по незнакомому участку не рекомендуется набирать максимальную или близкую к максимальной скорость. Главной неприятностью может оказаться неожиданно попавшийся на пути провал или углубление. При глубине ямы более 1 метра воздух из ГО выходит практически за секунду. Последует нырок и удар. Скеговые суда в этом случае погасят некоторое количество энергии удара, но все же таких ситуаций допускать нельзя. Над землей на курс движения может неожиданно выбежать дикое животное или можно наткнуться на крупное препятствие скрытое кустарником.

Тяжелее всего СВП идет по плотной высокой траве - не более 30 километров в час. Следует избегать плотных зарослей камыша. Преодолеть заросли катер на воздушной подушке не сможет. Примятый камыш поднимит судно над землей и гибкое ограждение сразу же потеряет давление, так как лисьтья будут пропускать воздух.

Движение по земле является самым опасным режимом для СВП и его рекомендуетсяосуществлять только по тщательно подготовленным и проверенным трассам.

Движение СВП по снегу и льду

Именно по снегу и льду катер на воздшной подушке достигает максимального показателя скорости. Многие суда легко развивают скорость до 100 километров в час и даже более. Режим "лед и снег" самый оптимальный и вто же время самый коварный из всех. По льду сдуно идет легко и плавно, но и тут нужно не забывать про отсутствие тормозов и сцепления с поверхностью. Разогнавшись до максимальной скорости не опытный пилот может не успеть среагировать на появившееся препятствие. Экстренное торможение и виражи на максимальной скорости вещь невероятно экстремальная и эффектная, но в принципе в этом нет ничего опасного, если пилот обладает необходимым опытом и навыками. Главное точно знать сколько вам нужно расстояния для полной остановки. И максимально хорошо чувствовать траекторию скольжения.

Вот собственно и все. Если мы где-то ошиблись или у вас есть вопросы, то можете написать нам на почту или позвонить по телефону. Мы надеемся, что статья оказалась для вас полезной.

Суднo на воздушной подушке (СВП или КВП [1] ) — тип судна, которое может двигаться над водой и, в случае амфибийных СВП, над твёрдой поверхностью на небольшом расстоянии над ним. Таким образом, судно не испытывает гидродинамического сопротивления и может двигаться с очень большой скоростью. Это достигается благодаря так называемой воздушной подушке, образованной нагнетаемым под днище воздухом.

Содержание

История появления

Идея СВП была впервые выдвинута в 1716 году шведским философом Э. Сведенборгом. Очевидно, что воздух оказывает намного меньшее сопротивление движущемуся телу, нежели вода, поэтому воздушная прослойка между корпусом судна и водой могла бы способствовать достижению высоких скоростей. На протяжении XIX века в разных странах предпринимались попытки реализовать проекты судов «с воздушной смазкой», но на том уровне техники, с использованием громоздких и тяжёлых паровых машин это было практически неосуществимо.

Ситуация изменилась в XX веке благодаря развитию двигателей внутреннего сгорания, а также достигнутому прогрессу в прикладной аэродинамике и материаловедении. Фактически первым кораблём на воздушной подушке стал разработанный во время Первой мировой войны в Австро-Венгрии так называемый «экспериментальный глиссер» (по-немецки «Ферзухсгляйтбот») инженера Мюллера фон Томамюля. Этот аппарат создавался в качестве быстроходного торпедного катера и на испытаниях в 1915-1916 годах достигал высокой по тем временам скорости около 33 узлов. Тем не менее, такая скорость была ещё сопоставима со скоростями обычных боевых катеров глиссирующего типа, не давая «ферзухсгляйтботу» решительного преимущества, а ряд недостатков конструкции помешал применить его в реальных боевых условиях.

В дальнейшем исследовательские и конструкторские работы по созданию СВП предпринимались в разных странах. В частности, в СССР под руководством инженера Владимира Левкова в 1934-1939 годах были построены и проходили испытания экспериментальные катера на воздушной подушке — Л-1, Л-5 [2] и другие. Однако все эти конструкции так и остались опытными образцами, поскольку скорость не компенсировала их высокой стоимости и технической сложности.

Довести СВП до практического и достаточно массового применения позволило изобретение англичанина Кристофера Кокерелла, который в 1955 году подал в патентное бюро заявку на эффективный способ создания и поддержания воздушной подушки через сопловое устройство с гибкой юбкой-ограждением. Идеи Кокерелла были воплощены британской фирмой «Саундерс-Ро» сначала на нескольких опытных образцах, а в 1967 году — в виде 165-тонного пассажирского судна на воздушной подушке SR.N4. Более чем вчетверо превысив массой и размерами любые построенные до них СВП, эти удачные аппараты с 1968 года начали эксплуатироваться на грузопассажирских перевозках через пролив Ла-Манш, доказав надёжность и практическую пригодность своей конструкции. Примерно в то же время, с 1965 по 1968 год, в СССР проходило испытания 37-тонное пассажирское судно на воздушной подушке проекта 1872 «Сормович», созданное под руководством Ростислава Алексеева и также использующее сопловую систему с гибким ограждением. На протяжении двух навигаций в 1971-72 годах «Сормович» эксплуатировался на реке Волге, обслуживая пассажирскую линию Горький-Чебоксары.

Дальнейшее развитие кораблей на воздушной подушке (КВП) связано с их военным применением. Если скеговые КВП требуют постоянного погружения в воду хотя бы части ограждения и от водоизмещающих судов отличаются только скоростью, то парящие КВП полностью отрываются от воды и прибретают свойство амфибийности, то есть способность полностью выходить из воды на пологую поверхность суши. Эта способность сделала такие КВП ценнейшим высадочным средством, которое может быстро доставлять морской десант вместе с тяжёлой техникой сразу на побережье. Тем самым десантный КВП не только упрощает высадку для десанта, избавляя его от небходимости вместе с техникой пересекать полосу мелководья, но и оставляет противнику существенно меньше времени для организации противодействия, поскольку КВП развивают гораздо более высокую скорость по сравнению с десантными плашкоутами.

Принцип действия воздушной подушки

Воздушная подушка — слой сжатого воздуха между корпусом (корпусами) корабля и поверхностью воды, позволяющий полностью или частично поднять корпус над водой. Как правило, воздушная подушка формируется за счёт работы нагнетателей (компрессоров), создающих повышенное давление внутри области под кораблём, ограниченной гибким или жёстким ограждением.

Разновидности и классификация СВП

Существуют два основных принципа формирования воздушной подушки (ВП):

известная ещё с ранних проектов XIX века камерная схема, по которой воздух от компрессоров нагнетается непосредственно в область повышенного давления;

изобретённая К. Кокереллом в 1950-е годы сопловая схема, при которой нагнетаемый компрессорами воздух попадает сначала в промежуточный элемент системы, называемый ресивером, из которого потом раздаётся через щелевидные сопла по периметру ограждения ВП.

Камерная схема конструктивно проще, допускает и даже делает желательным частичное погружение элементов судна в воду; для начала движения такому судну не требуется полностью приподняться на подушке. Однако в случае полного отрыва от воды (и тем более для выхода на сушу) такая схема требует очень большого расхода воздуха и, соответственно, мощных и потребляющих много энергии нагнетателей. По этой причине камерная схема в настоящее время применяется только на СВП с неполным отрывом от воды (скеговых), у которых часть ограждения ВП по бокам составляют частично погружённые в воду жёсткие конструкции — скеги.

Сопловая схема более сложна конструктивно и для начала движения требует полного подъёма на воздушной подушке. Ограждение воздушной подушки у таких СВП выполняется по всему периметру, в виде гибкой юбки, удерживающей свою форму лишь за счёт наддува; эта юбка сильно подвержена износу и повреждениям, особенно над твёрдой поверхностью. Тем не менее, сопловая схема выгодно отличается от камерной наличием струйной завесы, отделяющей область повышенного давления ВП от окружающей атмосферы. Таким образом, нагнетаемый воздух намного меньше растекается в стороны и не требуется столь же высокопроизводительный компрессор, как для подъёма на ту же высоту в случае камерной схемы. Дополнительный вес конструкции ресивера и сопловой системы с избытком компенсируется экономией на массе нагнетателей и силовой установки в целом. Именно поэтому сопловая схема в настоящее время является общепринятой для амфибийных СВП, способных на полный отрыв от воды.

Помимо деления по особенностям конструктивной схемы (камерной или сопловой), встречается также классификация по принципу амфибийности, то есть способности судна самостоятельно выходить на сушу. В этом случае различают:

СВП скегового типа, с неполным отрывом от воды — не рассчитанные на выход на сушу;
СВП амфибийного типа, с полным отрывом от воды в основном режиме движения — рассчитанные на движение как над водой, так и над ровной поверхностью суши или льда.

Можно видеть, что эта классификация близко пересекается с упомянутой выше классификацией по конструктивной схеме: как правило, СВП камерной схемы строятся в виде скеговых с неполным отрывом от воды, а СВП сопловой схемы проектируются для передвижения с полным отрывом от воды [3] .

Следует отметить, что иногда к кораблям или судам на воздушной подушке причисляют также экранопланы: хотя у последних несущая система и представляет собой крыло, подобное самолётному, однако под этим крылом у поверхности воды или земли скоростным напором набегающего потока действительно создаётся область повышенного давления, аналогичная воздушной подушке у классических СВП. Таким образом, в случае включения в состав СВП экранопланов их различают по способу создания ВП: аппараты на статической воздушной подушке, которая на всех режимах движения создается нагнетателями (обычные СВП), и аппараты на динамической воздушной подушке, создаваемой только во время движения за счёт скоростного напора (экранопланы). В литературе такая классификация встречается редко, и, как правило, под термином «судно на воздушной подушке» понимается именно аппарат на статической ВП.

Типы боевых СВП

Разработки первой половины XX века, в основном, предполагали создание быстроходных торпедных катеров на воздушной подушке, чаще всего с неполным отрывом от воды, скегового типа. Именно таковы были и австро-венгерский «Ферзухсгляйтбот» Томамюля, и советские катера Левкова. Ни один из тех образцов так и не удалось довести до принятия на вооружение и серийного выпуска. Причин к тому было множество, и не последнюю роль в их ряду сыграли технические проблемы с экономичностью и управляемостью аппаратов камерной схемы. Для преодоления этих сложностей требовались длительные и дорогостоящие исследования.

Новый этап в развитии боевых СВП начался в конце 1960-х годов, когда получила распространение сопловая схема формирования воздушной подушки. Это решение уже позволяло при сравнительно небольшой мощности нагнетателей получить парящий аппарат, полностью отрывающийся от воды и способный преодолевать пологие участки суши или льда, а также боновые заграждения. Такие свойства оказались незаменимыми для десантного корабля, и задачи переброски морской пехоты стали для СВП основными. Первые образцы таких СВП были приняты на вооружение к началу 1970-х годов, а первенство в этой области делят Великобритания и СССР: первая выпустила серию десантных катеров на воздушной подушке типов SR.N6 и ВН-7, а второй с 1969 года производил десантные катера на воздушной подушке проекта 1205 «Скат».

В дальнейшем пути развития десантных КВП разошлись. В странах НАТО, заинтересованных в проведении десантных операций на большом удалении от своих берегов, роль десантных КВП по-прежнему сводилась к вспомогательной, для связи между океанскими УДК и берегом. Такие КВП должны были оставаться небольшими, чтобы максимальное их число могло помещаться в док-камерах УДК. Мореходность и вместимость для высадочных средств не являлись критически важными, поэтому приносились в жертву компактности и лёгкости конструкции. Именно таков американский десантный катер типа LCAC, выпускающийся серийно с 1980-х годов и ставший основным типом боевых КВП в странах Запада.

В то же время СССР, не располагая развитой сетью заморских баз и уступая США по надводным силам, в случае крупномасштабной войны не мог рассчитывать на успех серьёзных десантных операций вдали от своих берегов, поэтому создание высокоавтономных океанских УДК и обеспечение их высадочными средствами не рассматривалось руководством советского ВМФ в числе приоритетных задач. Вместе с тем приходилось принимать во внимание стратегическую важность для страны двух ограниченных морских театров — Балтийского и Черноморского, и учитывать то, что ведущие из этих морей проливы находятся под контролем недружественных государств. Таким образом, в случае начала большой войны вставал вопрос о быстрейшем захвате и удержании этих стратегических проливов, а для этого требовалось в кратчайшие сроки обеспечить переброску значительных сил морской пехоты со всей техникой и вооружением. Теоретически, для этой задачи отлично подходили корабли на воздушной подушке, но им требовалось стать гораздо крупнее, мореходнее и вместительнее десантных катеров, чтобы пересекать море самостоятельно, исключая стадию перехода в док-камере сравнительно тихоходного десантного корабля. Именно такие КВП — крупные, грузоподъёмные и рассчитанные на самостоятельные переходы через море — и были созданы в СССР. Уже МДКВП проекта 12321 «Джейран» в 1970-х годах стали крупнейшими КВП в мире, превзойдя прежних рекордсменов — ла-маншские пассажирские паромы SR.N4 британской постройки. Развитием «Джейранов» стали ещё более крупные корабли проекта 12322 «Зубp», пошедшие в серию к концу 1980-х годов. Безусловно, список производимых в СССР десантных КВП не исчерпывался только тяжёлыми «Джейранами» и «Зубрами». Серийно выпускался также целый спектр десантных катеров на воздушной подушке: проекта 1206 «Кальмар», проекта 1209 «Омар» и других.

В 2000-е годы на боевые возможности МДКВП проекта 12322 «Зубp» обратили внимание и другие страны: Греция, у которой имеются серьёзные разногласия с Турцией относительно Кипра и разграничения территориальных вод в Эгейском море, а также Китай, считающий Тайвань и ряд прилегающих к нему островов Южно-Китайского моря своей исконной территорией. Очевидно, что группировка мощных и быстроходных десантных кораблей на воздушной подушке может быть крайне весомым аргументом в территориальных спорах, поэтому и Греция, и КНР заказали себе по несколько «Зубpов»: первая в России, второй на Украине. КНР в дальнейшем планирует развернуть серийную постройку аналогичных КВП уже на собственных заводах. Здесь уместно будет отметить, что Китай уже располагает опытом разработки, постройки и службы ряда десантных кораблей на воздушной подушке, таких как тип 724, тип 722 и других.

Ещё одна важная роль у боевых судов на воздушной подушке — патрульная. Высокая скорость и способность преодолевать мелководье сделали патрульные катера на воздушной подушке ценным подспорьем для пограничной или рыбоохранной службы как на реках, так и в прибрежной зоне морей. В этом качестве применяются, например, катера типа Griffon 2000 и SAH 2200 британской разработки, или российские «Чилим» проекта 20910.

Помимо уже перечисленных ролей (торпедного или патрульного катера, а также десантного высадочного средства), СВП рассматривались также и для решения иных задач. На протяжении ХХ века было разработано множество проектов боевых СВП самого разного назначения, начиная от парящих танков и других бронемашин и заканчивая авианосными кораблями на воздушной подушке. Однако в связи с технической сложностью и высокой стоимостью разработки эти проекты так и не продвинулись далее макетов. Некоторое исключение из этого ряда представляют собой только созданные в СССР в конце 1980-х годов ракетные корабли на воздушной подушке проекта 1239 «Сивуч» скегового типа, доведённые от уровня проекта до постройки в металле и принятия на вооружение. Эти ударные корабли уже заметно «переросли» обычные ракетные катера как по размерам, так и по вооружению и несут сопоставимый с эсминцами главный комплекс противокорабельных ракет. Тем не менее, при всех своих выдающихся характеристиках, эти ракетные корабли оказались весьма дорогостоящими, построены лишь в двух экземплярах и пока что остаются уникальными. Хотя по состоянию на 2021 год ВМФ России и сохраняет их в своём строю, никаких сведений о возможном включении новых подобных единиц в государственный оборонный заказ нет.

Впервые о том, чтобы увеличивать скорость судов с помощью нагнетания воздуха, заговорили еще в конце XIX века.

В одном из первых проектов эту задачу осуществлял мощный вентилятор, установленный под днищем. Корпус предполагалось оснастить продольными килями ─ скегами.
Первый эту идею реализовал Дагоберт Мюллер фон Томамюл в 1916 году.
Торпедный катер смог развивать скорость около 70─75 км/ч.

Однако, прогресс рождал новые идеи, и было предложено заменить скеги своеобразной резиновой «юбкой», которая обрамляла всё днище.
Это должно было позволить удерживать воздух еще дольше, а суда могли «парить» даже на суше.

Первым идею подобной машины на воздушной подушке высказал К.Э. Циолковский в 1927 году, в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд».
Это бесколесный экспресс, который мчится над бетонной дорогой, опираясь на воздушную подушку ─ слой сжатого воздуха.

Конструктор первых в мире судов на воздушной подушке Владимир Израилевич Левков пять лет совершенствовал эту простейшую модель, инструменты управления ею, способы развить максимальную скорость и мощность.

В 1932 году Левков, уже профессор, начал испытания новой модели.
Она имела удлиненную, каплевидную форму, два двигателя: в носу и корме.
Маленький аппарат на воздушной подушке легко скользил над кафельным полом аэродинамической лаборатории.

Для испытания моделей в МАИ Левкову выделили специальную комнату с неглубоким бассейном. Катер Левкова за пару секунд переносился от одного борта бассейна к другому.

Затем было организовано Опытное конструкторское бюро во главе с профессором Левковым.
Оно приступило к разработке трехместного катера Л-1. Испытания его начались летом 1935 года недалеко от Москвы, на Плещеевом озере.

Испытания катера начались на суше, но затем перенеслись на море.
Машину сначала сопровождали другие катера, но они безнадежно отстали. Еще бы!

Ведь когда на мерной миле включили секундомер, то обнаружили, что скорость катера 140 км/ч. Испытания также показали, что катер мог столь же свободно пройти над болотом, над заснеженным полем или льдом.

Наибольший интерес испытания вызвали у военных.
Профессор Левков возглавил специальное конструкторское бюро по проектированию катеров. Вскоре активно началась строительство судов до 15 тонн, проектировались до 30 тонн с двумя двигателями.

Таким образом в СССР был построен флот из 15 судов на воздушной подушке.
В годы ВОВ многие катера были уничтожены, но после победы разработка возобновилась.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: