Как устроена воздушная подушка судов

Обновлено: 16.04.2024

Все мы знаем, как выглядит судно на воздушной подушке, и за счет чего оно способно передвигаться по самым разнообразным типам поверхности: будь то вода, трава, песок, снег и т.п. И всё же освежим память: у такого судна под днищем есть специальная полость, в которую под большим давлением нагнетается воздух. За счет этого избыточного давления возникает динамический эффект, который позволяет судну буквально «парить» над поверхностью на воздушной подушке.

Существует великое множество конструкций этих самых «подушек»: камерные (самый - самый классический вариант), крыльевые, сопловые, щелевые и т.д.

Для того, чтобы понять новую разработку, нужно понимать еще одну вещь. Слышали ли вы про эффект Коанда? Думаю, что нет. Это физический эффект, наблюдать который можно на струе жидкости или газа, выдуваемых из сопла под давлением. Заключается он в том, что поток, вырывающийся из сопла, стремится отклониться по направлению к поверхности, примыкающей к соплу с одной из сторон. Возникает разница в свободном поступлении воздуха с этой стороны, что формирует зону пониженного давления и образует завихрение.

А что, если попробовать сделать судно «на воздушной подушке» с применением эффекта Коанда? На первый взгляд, идея кажется бредовой. Но давайте подумаем: обвод корпуса стандартного судна на воздушной подушке вполне может подойти. Только вместо нагнетания воздуха в полость днища нужно создать «продувание» воздуха по направлению изгиба бортов судна! Таким образом, поток воздуха будет прилипать к закругленным краям «юбки» судна, менять свое направление и формировать подъемную силу (в т.ч. за счет формирования зоны пониженного давления)! Помимо этого, воздушные завихрения будут попадать в полость днища, формируя там избыточное давление, что создаст эффект «воздушной подушки». Уф! Двойной профит? Возможно-возможно…

Как бы фантастически всё это ни звучало, в мире нашелся энтузиаст, который решился проверить такую теорию. Том Стэнтон на своем YouTube канале собрал действующую модель судна на воздушной подушке с эффектом Коанда:

Одно видео лучше тысячи слов. Мы посмотрели с превеликим удовольствием. Как это ни странно, но концепт вполне себе жизнеспособен. В реальности, конечно же, не столь эффективен и вряд ли когда-то будет серьезно конкурировать с классической схемой «воздушной подушки». Но сам творческий подход достоен всяческой похвалы. А мы с вами, благодаря энтузиазму этого молодого человека, вспомнили что такое эффект Коанда. Профит!

С приходом зимы для большей части рекреационного флота навигация закрывается, лодки ставят на берег и приводят в порядок, готовясь к следующему сезону. Лед сковывает водные пути и делает невозможной навигацию. Да же с приходом весны реки освобождаются не сразу. Когда времени теплого сезона недостаточно и так хочется выйти на воду независимо от погоды и обстановки вокруг, можно рассмотреть покупку судна на воздушной подушке. Суда на воздушной подушке (СВП), или аэролодки, способны передвигаться по отмелям, болотам и льду. Их часто используют специальные службы для снабжения и пассажирских перевозок в труднодоступных регионах.

Лодка, которая парит над водой


Судно на воздушной подушке (коротко СВП) — это судно с динамическим поддержанием плавучести. Это означает, что судно держится на плаву за счет нагнетания под корпус воздуха с избыточным давлением.

Фактически, СВП в ходу не касается поверхности, а парит в нескольких миллиметрах от среды по которой двигается, что позволяет передвигаться по разным типам поверхностей.

Эти суда пришлись по вкусу как военным и спасателям, охотникам и рыбакам, а также применяются в пассажиро- и грузоперевозках в труднодоступных районах, в том числе на рейсовых линиях. Их успешно применяют там, где другие транспортные средства попросту не пройдут, а авиация экономически невыгодна.

Кто придумал аэролодки

Идея создания судна, в котором воздух будет закачиваться под днище, была предложена шведским философом Эммануилом Сведенборгом еще в 1716 году. После него над этой идеей работали британцы Уильям Фруд и Джон Торникрофт, швед Густав Лаваль, австрийский инженер Дагоберт фон Томамюль, француз Шарль Терик и советский ученый Константин Циолковский. Но недостаточного развития технологий того времени воплотить идею в жизнь удалось только в 1915 году. Австриец Дагоберт Мюллер фон Томамюляв сконструировал экспериментальный торпедный глиссер с нагнетанием воздуха под корпус. Главным преимуществом этого катера должна была стать скорость, однако на испытаниях нагнетание воздуха под корпус дало незначительный эффект и проект закрыли.

Работа над СВП продолжалась, но скорость все так же оставалась главной целью в развитии флота.

Первые в мире опытные катера на воздушной подушке скегового типа были построены в 1934–1939 годах под руководством советского конструктора Владимира Левкова.

Обратите внимание, насколько просто четыре человека разворачивают судно вручную, при его весе в 8,6 т.

В 1955 году британский изобретатель Кокерелл Кристофер подал заявку на патент конструкции СВП соплового типа. Было предложено использование гибкого ограждения (из прорезиненной ткани) для удержания воздуха под судном. Сперва эта идею восприняли несерьезно, но практика показала обратное и «юбка» стала новым витком в развитии СВП и используется по сегодняшний день.

Конструкция современных СВП

Прошло более полувека, технология отточена и теперь это не нечто экзотическое, а вполне понятное транспортное средство, которое состоит из корпуса, сделанного из алюминиевых сплавов и композитных материалов, морской силовой установки, маршевых и нагнетающих винтов.

СВП — э то штучное изделие и найти два одинаковых судна невозможно. Они делаются не просто под заказ, а с детальной проработкой с заказчиком.

Фантазию заказчика ограничивает только бюджет и правила классификационного общества, проект и все комплектующие придется согласовать и если изменения конструкции будет влиять на живучесть судна, то их могут не пропустить на стадии проектирования.

Учитывая, что СВП работает в экстремальных условиях, насыщению судна уделяется особое внимание. Все комплектующие должны быть не только надежными, но и легкими в ремонте, и взаимозаменяемыми, ведь если вы заглохнете посередине замерзшей реки, то пока сделанная под заказ импортная деталь придет, река успеет растаять. Поэтому большая часть деталей добывается в ближайшем автомагазине.

Среди рекреационного и коммерческого флота широко распространились суда с воздушной подушкой соплового типа, где воздух удерживает юбка. Такая конструкция достаточно надежная и даже при разрыве отдельных элементов у нее хорошая ремонтопригодность (как пример, при отрыве сектора юбки пробивается новое отверстие и он крепится на место).

Фото: http://www.airboat.ru/

Самое главное, что сопловый СВП имеет амфибийные свойства и в отличие от скеговых СВП, где воздушная подушка ограждена жесткими баллонами-скегами, может передвигаться не только по воде, но и по грунту, льду, болотам.

Излишек давления поднимает его на некоторое расстояние от поверхности, тем самым сводя трение при движении к минимуму, а от высоты юбки, на которую поднимется судно, зависит высота препятствия, которое может преодолеть катер. В основном это не более 1 м. Благодаря эффекту «скольжения» по воздуху подушки развивают внушительные скорости, но это также сказывается и на их управлении, контакта с поверхностью фактически нет.

Если конструкция подушки предусматривает баллоны, то давление в них шкипер регулирует, как давление шин на автомобиле. Для воды, как для хорошей дороги, нужно подкачать посильнее, а вот если есть преграды, то давление уменьшают и тогда баллон легче обтекает неровности.

Само по себе гибкое ограждение — это один из расходников, при находе на коряги, постоянным переходам по торосам она периодически рвется либо просто стирается со временем о грунт.

Но даже после серьезных повреждений СВП продолжает движение.

Возможно под кренами, с меньшей отзывчивостью, СВП все равно будет идти.

Управление СВП

На месте капитана аэролодки с корее чувствуешь себя за рулем автомобиля с довольно знакомой приборной панелью. Однако такое визуальное сходство очень обманчиво. Приглядевшись, обнаруживаем дополнительные органы управления. Одним газом и рулем тут уже не отделаешься, ведь не стоит забывать, что СВП немного самолет и парит над поверхностью, хоть и на очень малой высоте.

Для того, чтобы поехать вперед, нужно не только добавить газу, но и отрегулировать шаг винта, а повороты на СВП — целое искусство.

Учитывая, что у судна нет прямого контакта с поверхностью, просто повернув руль, вы скорее всего продолжите движение в том же направлении — только боком. Для того, чтобы развернуться, нужно накренить судно в сторону поворота, в некоторых случаях отдифферентовать и точно рассчитать скорость, на которой вы делаете маневр, а также при перекладке рулей добавить газу. Скорость катеров на воздушной подушке, конечно, нужно уточнять согласно ТТХ конкретной модели, но 100 км/ч для большинства представителей — это не предел.

отсутствия контакта с поверхностью СВП чувствительны к боковому ветру и их начинает сносить, а встречный ветер будет тормозить катер. Также СВП не могут преодолевать длинные подъемы, хотя выход на берег с коротким крутым подъемом не составляет труда опытному капитану, который схитрит и зайдет не четко носом, а немного под углом.

Как такового тормоза на СВП нет и тормозной путь немалый крайне малого трения с поверхностью.

Самым эффективным способом остановиться является разворот судна на 180° и остановка маршевыми винтами, но также это можно сделать, изменив угол лопастей на отработку заднего хода, а на воде для сброса скорости можно сдуть подушку и лечь днищем на воду — это как выйти из режима глиссирования на обычном катере.

Производство СВП в России

Найти компанию, строящую СВП в России, не составляет труда. Интернет пестрит сайтами производителей и большинство из них собирают катера из отечественных материалов и оборудования. Ниже представлен перечень основных СВП и как видно, есть из чего выбрать. Такое количество производителей обусловлено спросом на эти вездеходы. География страны и условия работы транспорта на севере сформировали рынок услуг с привлечением транспорта на воздушной подушке.


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.

Аппараты на воздушной подушке — суда, катера, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся. А в отличие от летательных аппаратов (самолётов, экранолётов, экранопланов) они не могут подняться над этой поверхностью на высоту, превышающую некоторую часть их горизонтального размера.

Аппарат на воздушной подушке - Принцип работы

При заданных массе и скорости СВП требуется мощность в 3–4 раза больше, чем автомобилю; столько же они проигрывают и обычным судам. Однако для движения СВП требуется в 2–4 раза меньшая мощность, чем для полета самолетов или вертолетов.

Эффективное применение СВП

В отличие от обычных средств переправы СВП могут не останавливаться около берега, а пройти дальше и даже преодолеть 5%-й подъем или препятствие высотой до трети высоты юбки. Эти транспортные средства могут использоваться на мелководье, в засоренных и арктических водах, в условиях открытой местности.

Идею движения на воздушной подушке впервые сформулировал шведский ученый Э. Сведенборг (1716). Ранее, чем в других странах, техникой СВП занялись в Австрии и России.

Основные типы судов на воздушной подушке

Существуют три типа СВП:

Во всех схемах между аппаратом и опорной поверхностью с помощью мощных турбореактивных двигателей и высоконапорных вентиляторов создается воздушная подушка.

Камерный тип

В простейшей из схем — камерной — под куполообразное днище (в успокоительную камеру) установленный по центру вентилятор подает воздух.

Соплощелевой тип

В соплощелевой схеме подушка создается потоком воздуха из кольцевого сопла, образованного юбкой и центральной частью с плоским днищем. Воздушная завеса по периметру судна препятствует выходу воздуха из подушки. Один из вариантов соплощелевой схемы – схема с периметрической водяной завесой, пригодная для движения над водной поверхностью.

Многорядный сопловой

В многорядной сопловой схеме подушка образуется рядами кольцевых рециркуляционных сопел с разными уровнями создаваемого давления. В последних двух случаях для создания подушки требуются менее мощные вентиляторы.

Отдельные разработки

Компания «Форд мотор» предложила создать СВП «Левапед», у которого воздушная подушка очень тонкая, как в своеобразном газовом подшипнике, и он может двигаться только над специальной гладкой поверхностью типа рельсового пути.

Канадское отделение фирмы «Авро» разрабатывает СВП соплощелевого типа с настолько мощными вентиляторами, что он может подниматься и лететь как реактивный самолет.

Создание тяги и управление

Поступательное движение судна на воздушной подушке (СВП) может обеспечиваться:

  1. горизонтальными соплами, в которые поступает воздух от подъемных вентиляторов;
  2. наклоном (дифферентом) судна в направлении движения так, чтобы возникла горизонтальная составляющая силы тяги;
  3. установкой воздухозаборников подъемных вентиляторов в направлении движения таким образом, чтобы при всасывании воздуха также возникала нужная сила тяги;
  4. обычными воздушными винтами. Иногда движущая сила создается комбинацией этих методов. Наиболее эффективно создание тяги с помощью воздушных винтов, однако вращающиеся винты на СВП представляют опасность и для пассажиров, и для команды.

Принцип работы Аппарата на воздушной подушке

Принцип торможения СВП

Режим торможения СВП, как и поворот без бокового заноса, обеспечиваются поворотом потока тяговых устройств. Для улучшения путевой устойчивости ставят вертикальные стабилизаторы, как у самолетов. Высота подъема регулируется основными вентиляторами ховеркрафта.

Аппараты на воздушной подушке — суда, катера, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся. А в отличие от летательных аппаратов (самолётов, экранолётов, экранопланов) они не могут подняться над этой поверхностью на высоту, превышающую некоторую часть их горизонтального размера.

Аппарат на воздушной подушке - Принцип работы

При заданных массе и скорости СВП требуется мощность в 3–4 раза больше, чем автомобилю; столько же они проигрывают и обычным судам. Однако для движения СВП требуется в 2–4 раза меньшая мощность, чем для полета самолетов или вертолетов.

Эффективное применение СВП

В отличие от обычных средств переправы СВП могут не останавливаться около берега, а пройти дальше и даже преодолеть 5%-й подъем или препятствие высотой до трети высоты юбки. Эти транспортные средства могут использоваться на мелководье, в засоренных и арктических водах, в условиях открытой местности.

Идею движения на воздушной подушке впервые сформулировал шведский ученый Э. Сведенборг (1716). Ранее, чем в других странах, техникой СВП занялись в Австрии и России.

Основные типы судов на воздушной подушке

Существуют три типа СВП:

Во всех схемах между аппаратом и опорной поверхностью с помощью мощных турбореактивных двигателей и высоконапорных вентиляторов создается воздушная подушка.

Камерный тип

В простейшей из схем — камерной — под куполообразное днище (в успокоительную камеру) установленный по центру вентилятор подает воздух.

Соплощелевой тип

В соплощелевой схеме подушка создается потоком воздуха из кольцевого сопла, образованного юбкой и центральной частью с плоским днищем. Воздушная завеса по периметру судна препятствует выходу воздуха из подушки. Один из вариантов соплощелевой схемы – схема с периметрической водяной завесой, пригодная для движения над водной поверхностью.

Многорядный сопловой

В многорядной сопловой схеме подушка образуется рядами кольцевых рециркуляционных сопел с разными уровнями создаваемого давления. В последних двух случаях для создания подушки требуются менее мощные вентиляторы.

Отдельные разработки

Компания «Форд мотор» предложила создать СВП «Левапед», у которого воздушная подушка очень тонкая, как в своеобразном газовом подшипнике, и он может двигаться только над специальной гладкой поверхностью типа рельсового пути.

Канадское отделение фирмы «Авро» разрабатывает СВП соплощелевого типа с настолько мощными вентиляторами, что он может подниматься и лететь как реактивный самолет.

Создание тяги и управление

Поступательное движение судна на воздушной подушке (СВП) может обеспечиваться:

  1. горизонтальными соплами, в которые поступает воздух от подъемных вентиляторов;
  2. наклоном (дифферентом) судна в направлении движения так, чтобы возникла горизонтальная составляющая силы тяги;
  3. установкой воздухозаборников подъемных вентиляторов в направлении движения таким образом, чтобы при всасывании воздуха также возникала нужная сила тяги;
  4. обычными воздушными винтами. Иногда движущая сила создается комбинацией этих методов. Наиболее эффективно создание тяги с помощью воздушных винтов, однако вращающиеся винты на СВП представляют опасность и для пассажиров, и для команды.

Принцип работы Аппарата на воздушной подушке

Принцип торможения СВП

Режим торможения СВП, как и поворот без бокового заноса, обеспечиваются поворотом потока тяговых устройств. Для улучшения путевой устойчивости ставят вертикальные стабилизаторы, как у самолетов. Высота подъема регулируется основными вентиляторами ховеркрафта.

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: