Судно на воздушной подушке своими руками. Суда на воздушной подушке своими руками: технология изготовления Свп на воздушной подушке

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. Однако практика показала, что в ряде труднодоступных и климатически суровых районов, характеризующихся большим количеством рек, озер и болот, использование гусеничных или колесных вездеходов крайне затруднено, а подчас и невозможно.

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.

В зимних условиях движение затруднено тем, что вне дорог мала несущая способность снежного покрова. По льду рек и озер особенно сложно перемещаться в периоды ледостава, таяния и разрушения льда, когда даже плавающая техника не может преодолевать его сопротивление.

Следует также отметить, что в последнее время существенно возросли требования к экологичности транспорта, в частности, введены ограничения на степень разрушения им верхних слоев почвы.

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). Благодаря этому они обладают лучшей проходимостью и не разрушают поверхностный слой почвы.

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. Уже на раннем этапе развития судов на воздушной подушке была выявлена их уникальная способность двигаться над водой, болотом, песчаными перекатами, льдом залива и равнинной местностью.

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. Однако основным, магистральным направлением развития транспортных средств на воздушной подушке является создание судов и катеров, в наибольшей степени отвечающих потребностям народного хозяйства.

Воздушная подушка представляет собой полость под корпусом транспортного средства, в которую непрерывно нагнетается воздух под давлением более высоким, чем атмосферное Ее границы образованы твердыми или мягкими стенками, а также их комбинацией. Твердые стенки воздушной подушки судна принято называть скегами, а мягкие - гибким ограждением.

Устойчивость воздушной подушки обеспечивается за счет истечения воздуха, выходящего через узкий зазор между нижней кромкой стенок ограждения и опорной поверхностью. Струи воздуха вместе с податливым ограждением обеспечивают равномерное отслеживание неровностей грунта и взволнованной водной поверхности. Аппараты с бортовыми скегами, но с носовыми и кормовыми гибкими секциями стали называть скеговыми, а имеющие гибкое ограждение по всему периметру воздушной подушки - амфибийными катерами на воздушной подушке.

Суда на воздушной подушке - видео

Гибкое ограждение изготавливают из различных сортов химического волокна, образующего сетчатую тканевую основу, покрытую резиноподобными полимерами - типа неопрена, полиуретана, с добавками натуральных каучуков. Добавки способствуют сохранению эластичности материала даже при значительном понижении температуры воздуха (до -40-50 °С).

На практике хорошо зарекомендовало себя двухъярусное гибкое ограждение, состоящее из баллона-ресивера (верхний ярус) и набора съемных элементов в виде примыкающих друг к другу сегментов (нижний ярус). Воздух поступает из нагнетателя в ресивер, а из него через систему отверстий в полость воздушной подушки, ограниченную съемными элементами. В ресивере создается более высокое давление, чем в воздушной подушке, благодаря этому он выполняет формообразующую и амортизирующую роль при восприятии динамических нагрузок. Съемные элементы, раздвигаясь, «обтекают» сосредоточенные препятствия, при этом сохраняется заданный воздушный зазор. Это позволяет преодолевать пни, валуны и кочки высотой 0,5-0,8 м, что весьма затруднительно для гусеничных машин.

Увеличению остойчивости подобных транспортных средств способствует разделение полости воздушной подушки на отдельные отсеки (камеры) продольными и поперечными килями. Таким образом предотвращается возможность наиболее опасной аварии - опрокидывания вследствие подлома и затягивания гибкого ограждения под корпус. Энергозатраты на образование воздушной подушки, а также неизбежные потери части полезного объема под устройство каналов, подводящих воздух к ресиверу от нагнетателей, компенсируют, как правило, за счет повышения эффективности движителей.

Суда-амфибии на воздушной подушке

В амфибийных судах на воздушной подушке чаще используют движитель аэродинамического типа, например, воздушный винт. Его размещают в кольцевой насадке, что способствует увеличению сечения отбрасываемой воздушной струи по сравнению с открытым винтом. В результате чего увеличивается тяга и снижается шум при работе.

Другим способом, позволяющим увеличить тяговые характеристики судов на воздушной подушке, является применение, противоположно вращающихся винтов, которые располагают попарно. Стремление сохранить величину тяги воздушных винтов и при этом уменьшить их диаметр привело к созданию вентиляторных движителей. Они имеют увеличенные число лопастей и длину кольцевой насадки. Движители такого типа по конструкции максимально близки к осевым нагнетателям.

К аэродинамическим движителям относят также и воздушно-сопловые, в которых источником тяги является струя воздуха, истекающая через сопло из полости воздушной подушки или из выходного канала нагнетателя. Сопловой движитель судна на воздушной подушке прост по конструкции, однако его кпд в 2 раза ниже, чем у винтового. Поэтому в качестве маршевого движителя, как правило, применяют воздушный винт. Сопловой же в основном используют в качестве подруливающего устройства, обеспечивающего выполнение маневров на малых скоростях.

Большей эффективности подъемной силы воздушной подушки стремятся достигнуть снижением массы корпуса судна. Поэтому для его изготовления используют детали из легких алюминиевых сплавов, которые соединяют заклепками или сваркой. Надстройки и рубки скоростных аппаратов часто делают из стеклопластика.

При выборе двигателей для катеров и судов предпочтение отдают, как правило, автомобильным (карбюраторным или дизельным) с воздушным охлаждением. Для распределения мощности на валы нагнетателей и движителей, которые, как правило, располагаются на различных уровнях, применяют плоскозубчатые ременные передачи.

Уменьшение массы наряду с использованием благоприятных аэродинамических форм и совершенных двигателей позволяет транспортным средствам на воздушной подушке на скоростях, превышающих 50 км/ч, успешно конкурировать не только с быстроходными водоизмещающими судами, но и с глиссерами и судами на подводных крыльях.

Рассматривая амфибийные качества подобных судов, следует достаточно критично оценить распространенное представление о них как о неограниченно всепогодном, вездеходном и всесезонном транспортном средстве. Необходимо помнить, что отсутствие контакта с опорной поверхностью кроме преимуществ порождает и некоторые проблемы. Становится, например, сложно преодолевать подъемы, избегать бокового сноса и ветрового дрейфа.

Этапы развития судов на воздушной подушке в России

В нашей стране развитие транспортных средств на воздушной подушке прошло несколько этапов. Так, на заводе «Красное Сормово» в Горьком вначале был построен экспериментальный 5-местный катер «Радуга» массой 3,3 т с авиационным поршневым двигателем мощностью 162 кВт (220 л. с). Он имел жесткосопловую схему образования воздушной подушки, его скорость достигала 110 км/ч. Позднее катер был оборудован различными типами гибкого ограждения и продемонстрировал удовлетворительные амфибийные качества в летнее и зимнее время, мог преодолевать уклоны до 10°, переходить через поля плавающих бревен.

Несколько позднее было разработано и испытано судно на воздушной подушке «Сормович» пассажировместимостью 50 человек. В качестве двигателя на нем применялась авиационная турбина мощностью 1700 кВт (2300 л. с). Корпус судна был изготовлен из алюминиевого сплава. При массе 36,4 т машина развила скорость 100 км/ч. В ходе испытаний на аварийное торможение было установлено, что перегрузочные ускорения при отключении главного двигателя на скорости 50-70 км/ч составляют 0,2-0,5 g, что обусловило возможность эксплуатации судна с этими скоростями на мелководье. В конце испытаний «Сормович» совершил пробную перевозку пассажиров по линии протяженностью 274 км. В зимнюю навигацию была доказана возможность его перемещения над ледовым полем толщиной 35-40 см с отдельными торосами высотой 40-50 см и снежным покровом глубиной до полуметра.

Затем конструкторы вернулись к созданию новых вариантов катера «Радуга». Было построено судно на воздушных подушках «Радуга-3», предназначенное для перевозки сменных вахт бурильщиков в районе Сургутского нефтегазоместорождения. Этот 10-местный катер с дизельным двигателем мощностью 220 кВт (298 л. с.) и скоростью 70 км/ч изготовлен из легкого сплава и имеет массу 3,7 т. Нагнетатель типа осевого вентилятора выполняет две функции: создает воздушную подушку и обеспечивает движение.

В Центральном конструкторском бюро «Нептун» был глубоко проанализирован весь существующий опыт создания средств на воздушной подушке, основанный на использовании преимущественно авиационной техники. В результате установили, что из-за относительно высокой строительной стоимости и больших эксплуатационных затрат коммерческая эксплуатация таких судов убыточна.

С учетом этих факторов сформулировали основные направления дальнейшей деятельности: разработка сварного корпуса, использование дизельной энергетической установки, применение воздушных винтов с упрощенным приводом в направляющих насадках через плоскозубчатые ременные передачи. К научной и экспериментальной проработке проектов были привлечены специалисты ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова.

Катер на воздушной подушке «Барс»

Первым изготовили малый катер на воздушной подушке «Барс», который сразу нашел применение в народном хозяйстве, хотя упомянутые технические решения были реализованы на нем еще не в полной мере. К настоящему времени несколько десятков этих 8-местных аппаратов, оснащенных авиационными двигателями мощностью 176 кВт (230 л. с), несут почтовую службу в системе Минсвязи РСФСР, выполняют поисково-спасательные функции, а также успешно используются в качестве патрульных судов в системе МВД СССР. Эксплуатируются они в труднодоступных местах, включая мелководные соленые озера, участки засушливых степей, песчаные отмели, зоны лесосплава, как в летних, так и в зимних условиях. Как показала практика, эти катеры оказались значительно эффективней применявшихся ранее серийных аэросаней-амфибий. При массе 2,2 т максимальная скорость «Барса» 80 км/ч.

Катер на воздушной подушке типа «Гепард» имеет корпус из алюминиевых сплавов марок АМг5 и АМг61. На нем установлены два воздушных винта в кольцевых насадках. Благодаря специальной профилировке лопастей уменьшилась частота вращения винтов и снизился уровень шума при их работе. На входной кромке лопастей, выполненных из упрочненного стеклопластика, предусмотрена защитная накладка из нержавеющей стали.

Воздушная подушка образуется за счет подачи воздуха от центробежного нагнетателя, рабочее колесо которого снабжено стеклопластиковыми профилированными лопатками. Крутящий момент от автомобильного двигателя ЗМЗ-53 мощностью 88 кВт (120 л. с.) передается к нагнетателю с помощью карданных валов и плоскозубчатых ременных передач. Предусмотрена возможность отключения трансмиссии от двигателя, что облегчает его запуск при низких температурах. Для выдерживания курса, а также для управления дифферентом катера за кольцевыми насадками установлены вертикальные и горизонтальные аэродинамические рули.

Рубка имеет теплоизоляционное покрытие и снабжена системой воздушного обогрева. С помощью блоков плавучести, расположенных под навесными секциями, обеспечивается удержание судна на плаву при затоплении любого отсека. Это 4-местное малое судно массой 1,8 т развивает на воде скорость 60 км/ч, а на твердой ровной поверхности 70 км/ч и используется спасательными службами, водной милицией, различными административными подразделениями природных заказников, почтовыми службами, лесозаготовительными, нефтегазовыми и энергетическими предприятиями, крупными охотничьими хозяйствами Сибири. Серийное производство «Гепардов» было освоено на Свирской судоверфи.

18-местный пассажирский катер на воздушной подушке «Пума» оснащен двумя бензиновыми двигателями ЗМЗ-53. Одной из его модификаций является реанимационный катер скорой медицинской помощи, который может служить плавучей операционной. Он способен достигать самые отдаленные и труднодоступные пункты речных бассейнов.

Скорость катера, несмотря на увеличение его массы до 5,7 т, ос
талась такой же, как у «Гепарда». Каждый из двух двигателей приводит в действие спаренный центробежный нагнетатель и воздушный винт в кольцевой насадке. Возможно перемещение судна при" работе одного двигателя. В остальном конструктивные решения повторяют принятые ранее на «Гепарде».

Катер на воздушной подушке «Пума» в медицинском варианте была испытана в районах Томской области, где преодолела 400 км по торосистому льду с высотой препятствий до 0,6 м, то есть равных высоте гибкого ограждения. Пассажирский вариант катера прошел испытания на шельфе Северного Каспия, осуществив самостоятельный переход в этот район от Волгограда. Установлено, что зимой амфибийным катерам на воздушной подушке-требуется мощность главных двигателей" на 20- 30% меньше, чем летом при скорости на 5-10 км-выше.

Последней разработкой ЦКБ «Нептун» стало судно на воздушной подушке типа «Ирбис», которое имеет следующие характеристики: число мест в морском варианте вместе с экипажем 30, в речном варианте 34, масса 10,7 т, максимальная скорость хода 57 км/ч, мощность двух дизелей 280 кВт (380 л. с).

В этом судне получили развитие многие конструкторские решения, которые ранее были применены при создании «Пумы». Главным отличием является то, что «Ирбис» имеет дизельный двигатель с воздушным охлаждением вместо бензинового. Это позволило сделать судно более экономичным. Глубоко были проработаны вопросы повышения прочности корпуса. В результате обеспечена возможность движения в прибрежных морских районах с высотой волны до 1,25 м.

В ходе испытаний головного судна были осуществлены переходы по маршрутам Москва-Ленинград и Москва- Северный Каспий (около 15 тыс. км). Мореходные испытания состоялись в Финском заливе. При этом была выполнена серия измерений напряженного состояния конструкций судна при движении на волнении. По результатам испытаний судно типа «Ирбис» рекомендовано использовать при температурах окружающего воздуха от -30 "С до +40 °С на засоренных и порожистых участках рек с сильным течением, в зарослях камыша и на болотах, ледяных и заснеженных поверхностях, плавающем льду.

При сравнении судна на воздушной подушке «Ирбис» с гусеничными плавающими машинами ГТ-Т и К-61, а также с американским судном на воздушной подушке «Хаски» 2500ТД (все имеют дизельные силовые установки) по затратам на топливо для перевозки 1 т груза на 1 км было выявлено его преимущество перед всеми амфибиями в режимах движения по воде. Сопоставимые данные для суши (вернее, для ровного твердого экрана) имеются только по группе транспортных средств с бензиновыми двигателями. Из их анализа следует, что катер на воздушной подушке «Пума» сохраняет свое преимущество перед автомобилем-амфибией БАВ, если водная часть пути составляет не менее 63% его общей протяженности.

В настоящее время накопленный опыт проектирования, постройки и эксплуатации скоростных катеров и судов на воздушной подушке подтверждает способность отечественного судостроения поставлять народному хозяйству целый набор таких катеров и судов, а также возможность создания в перспективе транспортных средств, в большей степени ориентированных на озерно-морскую эксплуатацию и имеющих пассажировместимость 100 человек и более.

В конце XIX века многие инженеры и изобретатели занялись внедрением в практику новых судовых проектов. В скором времени стало ясно, что лучший способ преодолеть естественное сопротивление воды и следовательно, увеличить скорость движения судна — это исключить трение корпуса судна о воду, подняв его во время движения целиком над ее поверхностью. Кроме того, для удобства пассажиров необходимо было разработать транспортные средства, исключающие возможность постоянного воздействия волн на корпус судна.

Первые опыты, проведенные такими изобретателями, как Портер, Ханс, Денесон, Томамхул, Форланини, Крокко и др., ознаменовали собой рождение двух абсолютно новых типов судов — на воздушной подушке и подводных крыльях. СВП поднимается целиком над поверхностью воды посредством действия, либо статической, либо динамической воздушной подушки. СПК движется благодаря разнице в гидродинамическом давлении, возникающем на верхней и нижней плоскостях подводного крыла во время его движения сквозь водную среду. Оба типа могут иметь техническое воплощение на разных судах, поэтому нет ничего удивительного в том, что при отнесении СВП и СКП к определенному классу нередко возникают разногласия. Тем не менее каждый проект обладает своими отличительными особенностями.

Судно на воздушной подушке

Существуют два основных типа аппаратов, использующих близость опорной поверхности. Одни из них движутся над поверхностью, с помощью ими же создаваемой статической воздушной подушки, другие при движении получают аэродинамическую подъемную силу как и самолет, но под корпусом у них образуется динамическая воздушная подушка.

Существуют две схемы образования статической воздушной подушки:

1. Камерная, когда воздух подается непосредственно в подкупольное пространство;
2. Сопловая, когда он подается через сопла, расположенные по периметру.

В камерной схеме получила отражение простейшая из концепций эффекта близости опорной поверхности. Воздух с помощью нагнетателя системы подъема подается непосредственно в подкупольное пространство, имеющее очертания колокола или перевернутой миски для пудинга, где он создает подушку из сжатого воздуха, которая обеспечивает подъем судна над поверхностью на заданную высоту парения. Воздух подается в подкупольное пространство в объеме, достаточном для восполнения его потерь в результате утечки из-под днища судна. Современные суда с камерной схемой образования воздушной подушки снабжены гибким пологом из эластичного материала, который провисает между корпусом и поверхностью, обеспечивая больший клиренс над препятствиями или волнами.

Современное судно на воздушной подушке

Среди судов, созданных по этой схеме, следует отметить СВП со скегами, у которых воздушная подушка удерживается жесткими бортовыми стенками или килями и поперечными гибкими ограждениями в носу и корме и сконструированные Бертином СВП типа „Нэвиплан” и платформы „Терраплан”, имеющие многокамерную схему образования воздушной подушки, состоящую из множества куполов-камер, каждая из которых снабжена легким гибким ограждением. Ввиду относительной простоты конструкции, суда с камерной схемой образования воздушной подушки, снабженные гибким ограждением, получили предпочтение у энтузиастов легких СВП, особенно у тех, кто занимается конструированием и постройкой таких аппаратов в домашних условиях.

Существует тип СВП, в которых воздушная подушка образуется по сопловой схеме, разработанной на основе оригинального принципа, выдвинутого Кристофером Кокереллом. В данном случае воздушная подушка возникает и удерживается с помощью постоянно подаваемых струй воздуха, которые вырываются через сопла, расположенные по внешнему периметру основания корпуса судна. Гибкие ограждения, которыми оснащается этот тип судов, могут иметь вид продолжения, либо только внешних стенок воздушных каналов, либо как внутренних, так и внешних.

В зависимости от принципов аэрогидродинамической компо­новки экранопланы выполняют по схемам „летаюшее крыло” и самолетной. В первом случае корпус экраноплана обычно представляет собой, крыло малого удлинения, по бортам которого, установлены концевые шайбы-поплавки. При движении в результате скоростного напора воздуха, на крыле образуется аэродинамическая подъемная сила. Корпус и весь планер, включая хвостовое оперение экраноплана, выполненного по самолетной схеме, как правило, напоминает обычный одно или двух корпусной гидросамолет (летающую лодку). Основной особенностью экраноплана, отличающей его от самолета, является то, что его аэродинамическая и конструктивная компоновки обеспечивают возможность полета аппарата на небольшой высоте от экрана (поверхности воды или земли).

При этом существенно повышается аэродинамическое качество, что в свою очередь приводит к уменьшению расхода топлива и тем самым к увеличению почти вдвое, дальности полета и полезной нагрузки экрано­плана. Преимущества полета с использованием эффекта близости опорной поверхности, были доказаны еще 50 лет тому назад. Тогда этот эффект помог пилотам первых гражданских самолетов, увеличить дальность полета при пересечении районов Южной Атлантики. Летчики королевских ВВС и транспортной авиации Великобритании, во время второй мировой войны часто прибегали к его „услугам”, при возвращении к родным берегам, особенно если горючее было на исходе или самолет был поврежден.

Одним из ведущих конструкторов аппаратов этого класса, является доктор Александр Липпиш, „отец” дельтавидного крыла и создатель самого скоростного истребителя, периода второй мировой войны - Me-163. Характерная особенность конструкции экраноплана „Аэрофойлбоут” Х-112А, выполненного по самолетной схеме, заключается в том, что путем использования перевернутого V — образного крыла, удалось устранить килевую неустойчивость — одну из главных проблем для всех, кто совершал полет близко к поверхности, особенно на самолетах с обычными крыльями, в момент сближения с поверхностью. Нормальным явлением в авиации считается смещение центра давления в направлении хвоста аппарата, что приводит при движении к наклону носовой части. Конструкция доктора Липпиша выполнена иначе.

Экраноплан на воздушной подушке

Его экраноплан благодаря удачно выбранной схеме хвостового оперения и форме крыла демонстрирует надежную устойчивость полета. Устойчивость его такова, что он может при необходимости совершать полет над экраном или свободный полет практически на любой высоте, а затем снова возвращаться в режим полета над экраном. Это позволяет ему преодолевать высокие берега, береговые или портовые сооружения, речные извилины, мосты и т.п. Однако при выходе из зоны действия экрана экономические преимущества экраноплана утрачиваются, поскольку для свободного полета и поддержания высоты, необходимо увеличить мощность двигателей, а тем самым и расход топлива.

Гибкие ограждения

Если бы не было изобретено гибкое ограждение, то идея создания судна на воздушной подушке, вряд ли продвинулась далеко от той стадии, на которой к ней относились как к просто интересной технической новинке. Благодаря использованию гибких ограждений увеличилась высота воздушной подушки при заданной подъемной силе, в десять раз и уменьшились на 75 % размеры судов, предназначенных для эксплуатации в условиях волнения моря. Полученные при этом экономические преимущества, пожалуй, лучше всего проиллюстрировать, сравнив размеры оснащенных гибкими ограждениями судов с не оснащенными, которые потребовались бы для обслуживания линии через Ла Манш, где нередко высота волн превышает 2 м. Полная масса судна без гибкого ограждения, обладающего для обеспечения клиренса в 2,2-2,4 м, необходимыми размерами и мощностью двигателя составила бы, примерно 700-800 т.

Использование ограждений на современном СВП SR.N4 позволяет уменьшить его массу до 200 т. Кроме того, для более крупного судна, лишенного гибкого ограждения, мощность двигателя составила бы 54,4 тыс. л. с., т. е. в четыре раза больше, чем обеспечивают четыре газовые турбины „Мэрин Протей” на СВП SR.N4. Ведущими фирмами по проектированию и изготовлению гибких ограждений для СВП являются: „ФПТ продактс лимитед”, входящая в состав фирмы „Бритиш ховеркрафт корпорейшн”, „Ховеркрафт дивелопмент лимитед”, „Эейвон раббер компани”. После первых испытаний простейших типов гибкого ограждения в виде резиновой полости фирма „Бритиш ховеркрафт корпорейшн” в 1965 г. решила переключить всю исследовательскую деятельность на разработку типа ограждения, на основе так называемого двухъярусного гибкого ограждения с сегментными элементами.

В такой системе, сжатый воздух от нагнетателей системы подъема, сначала поступает в гибкий ресивер, а затем через сопла в зону под днищем судна, что и приводит к образованию воздушной подушки. В основании гибкого ресивера ниже каждого сопла, имеется раскрытый на конце сегментный элемент, через который воздух направляется внутрь к центру зоны воздушной подушки. Первоначально сегментные элементы применялись для устранения разбрызгивания и уменьшения сопротивления, при движении в открытом море. Но они существенно предотвращают износ и старение всего гибкого ограждения, а так как их можно легко заменять, способствуют уменьшению эксплуатационных расходов.

Чертеж гибкого ограждения на СВП

Поначалу высота сегментных элементов по отношению к высоте всего гибкого ограждения составляла примерно 30 %, со временем это отношение увеличилось до 50 %. В соответствии с первоначальными проектами такие суда, как SR.N4 и SR.N6, эксплуатировались с дифферентом на корму 1,5°, со слегка приподнятым носом, что снижало возможность резкого уменьшения скорости в случае, если бы носовая часть гибкого ограждения „загребла” воду. В результате такого режима работы, кормовые сегментные элементы имели значительно больший износ, чем носовые. Они выдерживали эксплуатацию в течение 100 ч, в то время как носовые — около 500 ч.

В значительной степени благодаря исследованиям, предпринятым фирмами «Бритиш ховеркрафт корпорейшн” и „Бритиш рейл” на судах SR.N4 и SR.N6, в 1972 г. появилось новое понижающееся к корме конусообразное гибкое ограждение. Высота его в носовой оконечности была увеличена приблизительно на 75 см, что позволяло поддерживать необходимый дифферент судна, а затем она уменьшалась до нормальной в кормовой оконечности. Это означало, что судно теперь как бы „посажено” на ограждение, сконструированное с дифферентом на корму в 1,5°C. В результате этого усовершенствования на обоих судах, было отмечено значительное уменьшение износа сегментных элементов гибкого ограждения в кормовой оконечности. Достойной внимания особенностью гибких ограждений, сконструированных фирмой „Бритиш ховеркрафт корпорейшн”, является наличие в них сопл остойчивости, улучшающих остойчивость судна.

На SR.N6 в виде гибкой емкости установлены два сопла остойчивости:

1. Продольное килевое;
2. Разделенное пополам поперечное.

На гораздо более крупном судне SR.N4, воздушная подушка разделена на три отсека, поскольку продольное сопло остойчивости установлено от кормы только до поперечного сопла. Благодаря разделению воздушной подушки на отсеки достигается относительно высокая устойчивость, против килевой и бортовой качки, что в свою очередь предотвращает излишне длительный контакт ограждения с поверхностью воды. При определенных неблагоприятных условиях, носовая часть гибкого ограждения может соприкасаться с поверхностью воды, в силу чего постепенно усиливается торможение, а затем может возникнуть „зарывание” носом. Если это явление не предусмотреть, то последует резкое снижение скорости судна, известное как „вспахивание”, а это может привести к серьезной потере остойчивости и возможно, к возникновению переворачивающего момента.

Поскольку внешний край носовой части гибкого ограждения растягивается по направлению к центру судна (обозначено в терминологии как „подгибание”), то происходит резкое уменьшение стабилизирующего момента давления в воздушной подушке. По мере увеличения угла дифферента на нос корма стремится приподняться над поверхностью, образуя слишком большой зазор. Возникает скачкообразное значительное падение скорости, а у малых судов, кроме того, усиливается опасность перевертывания, под действием попутных волн, увеличивающих угол килевой качки.

Для того, чтобы облегчить решение проблемы „подгибания” и „вспахивания”, фирма „Бритиш ховеркрафт корпорейшн” предложила поднять линию крепления гибкого ограждения на судне SR.N4MK.2 и катере ВН.7. На первом из них система, предотвращающая подгибание, закреплена на носовой части гибкого ограждения. Эта система обеспечивает необходимое сопротивление воздействию водной поверхности и предотвращает „подгибание” и „вспахивание”. Носовое гибкое ограждение на катере ВН.7 при соприкосновении с водой деформируется, задерживая тем самым возникновение „подгибания” и обеспечивая восстанавливающий момент. Суда типа SR.N4 эксплуатируются при высоте волны более 1 м и скорости движения 50 уз и больше.

Судно на воздушной подушке — «СВП»

Соприкосновение гибкого ограждения с поверхностью воды, при таких условиях эксплуатации, вызывает повышенные нагрузки, подобные испытываемым, например, шинами автомобилей во время кросса по бездорожью. Степень износа сегментных элементов гибкого ограждения, можно показать на примере опыта компании „Ховерллойд лимитед”, которая использует для перевозок между Рэмсгейтом и Кале три судна SR.N4. Ежегодно каждое СВП этой компании, находится в эксплуатации 4000 ч и за это время изнашивает 1500 сегментных элементов. Их стоимость является основной расходной статьей при эксплуатации СВП, к чему безусловно, следует добавить, также оплату труда специалистов по починке и замене сегментных элементов.

В настоящее время, ведутся исследования свойств различных материалов и технологии их обработки, которые улучшили бы характеристики износостойкости сегментных элементов. Износ происходит в основном, на высоких скоростях. Наивысшего уровня он достигает, при средних показателях волнения моря и скорости движения СВП 50 уз. При более спокойной поверхности моря, воздействие воды на сегментные элементы менее значительно, поэтому степень износа уменьшается. То же самое происходит и при более сильном волнении, когда скорость движения СВП снижается до 30-40 уз. Одним из методов, решающих проблему разработки лучших материалов для гибкого ограждения, является использование более легких и гибких тканей. Есть доказательства в пользу теории, что благодаря своей гибкости, такие материалы оказывают меньшее тормозящее действие, при контакте с водой.

Одним из ведущих проектов на основе этой теории, является отклоняющееся секционированное гибкое ограждение, разработанное фирмой „Ховеркрафт дивелопмент лимитед”. Гибким ограждением этого типа снабжены такие СВП, как HD.2, VT1 и VT2 фирмы „Воспер торникрофт”, ЕМ.2 и многие другие новые суда из тех, что строятся или уже находятся в эксплуатации. Это ограждение также применяют в промышленности, в том числе для оборудования тяжелых подъемных платформ массой до 750 т, транспорта и трейлеров на воздушной подушке. Такое гибкое ограждение состоит из крупных поперечно расчлененных элементов открытого типа — сегментных элементов, соединенных с корпусом, при помощи открытой петли. Подушка не разделена на отдельные отсеки и поскольку у воздушного потока нет никаких препятствий, при движении между петлей гибкого ограждения и воздушной подушкой, соотношение уровней давления в них практически одинаково и поэтому потери внутренней энергии незначительны.

Для изготовления гибких ограждений, используют тонкую ткань и в результате низкого уровня ее инерции, обеспечивается плавное движение судна. В силу того, что сегментные элементы гибкого ограждения занимают значительную часть всей его высоты, эта система позволяет судну преодолевать высокие волны и препятствия. Еще одно преимущество, которое дает использование этой системы, заключается в том, что корпус дна, на котором она применена, имеет скошенную от днища к бортам поверхность. Таким образом, когда судно лишено воздушной подушки, до внутренних точек соединения сегментных элементов можно добраться, не прибегая к помощи домкратов, что значительно упрощает уход и обслуживание гибкого ограждения. Фирма „Бритиш ховеркрафт корпорейшн” пришла к заключению, что наиболее пригодными материалами для изготовления гибких ограждений являются те, у которых основой ткани служит нейлон, либо терилен, покрытый сверху натуральным каучуком или неопреновой резиной.

Испытанию подвергались ткани из различных материалов, в том числе из стекла, хлопка, синтетических волокон и даже из стали, но результаты оказались неудовлетворительными. Выяснилось, что сталь и стекло неспособны противостоять непрекращающимся ударам волн, а хлопчатобумажные ткани и ткани из искусственного волокна, не обладают достаточной стойкостью к истиранию и не выдерживают длительной эксплуатации. На первоначальном этапе разработок системы гибкого ограждения, для гибкого ресивера были использованы также такие вещества, как нитрил РВК и полиуретан. Гибкие ограждения составляют около 15% всей массы 10-тонного СВГ1 SR.Nh и 10 % — 200-тонного SR.N4.

Военное судно на воздушной подушке

Также для улучшения эксплуатационных и массовых показателей, обычно выбирают такие размеры гибких ограждений, которые отвечают необходимым требованиям эксплуатации судна. Ширина гибкого ограждения, как правило, соответствует наибольшей высоте волны в том районе моря, где предстоит действовать данному судну. Испытания показали, что для обеспечения остойчивости судна, ширина гибкого ограждения не должна превышать 15-20% ширины воздушной подушки.

Подавляющее большинство СВП, способны работать в условиях, при которых высота волны, по крайней мере вдвое превышает высоту гибкого ограждения, особенно если волны длинные и могут быть преодолены без соприкосновения с ними основания носовой части СВП. Крупнейшей фирмой по изготовлению СВП по Франции, является СЕДАМ, которой принадлежит лицензия на производство по патентам Бертина аппаратов серий „Нэвиплан” и „Терраплан”. Особенностью этих проектов, является применение в них предложенной Бертином системы множества нагнетательных камер, воздух для которых поступает от нагнетателя системы подъема, либо отдельно для каждой, либо для целых групп камер.

Камера имеет отдельное гибкое ограждение, в которое через сопло подается воздух. В свою очередь, все они окружены единым периферийным гибким ограждением по периметру корпуса СВП. Модель „Периселл”, одна из последних разработок в этой области, сочетает в себе особенности системы гибкого ограждения с сегментными элементами и системы камер Бертина. В ней вместо бахромы или сегментных элементов у основания гибкой емкости, помещены отдельные крупные камеры. Такая конструкция имеет преимущества над системой гибкого ограждения с сегментными элементами, в части остойчивости в режиме остановки на воздушной подушке. Аппарат SES-100A стал одним из первых СВП, на котором был применен этот новый тип гибкого ограждения.

Энергетические установки

Энерго-вооружение систем подъема и движения СВП, зависит от состава оборудования, принятого в каждом конкретном проекте размеров СВП, той среды, в которой будет эксплуатироваться судно и от требуемых тактико-технических показателей. Кроме того, имеются другие факторы, которые следует принимать в расчет как тем, кто строит СВП, так и тем, кто их эксплуатирует.

Среди них:

• Мощность двигателя;
• Масса судна;
• Расход топлива;
• Срок эксплуатации до капитального ремонта;
• Приблизительная стоимость эксплуатации;
• Возможность обеспечения запасными частями;
• Масштабы ресурсов обеспечения, которыми располагает предприятие-изготовитель двигателей для СВП.

В состав энергетических установок современных судов на воздушной подушке, могут входить различные типы двигателей — от переоборудованных радиоуправляемых, подвесных, мотоциклетных бензиновых моторов, до используемых на SR.N4 четырех газовых турбин „Мэрин Протей” фирмы „Роллс-ройс” мощностью по 3600 л. с. (2600 кВт) каждая. Между этими крайними примерами можно отметить автомобильный двигатель „Крайслер” V8 мощностью 200 л. с. (147 кВт) на шестиместном СВП SH-2 фирмы „Силэнд”, три дизеля водяного охлаждения системы „Камминс” на судах НМ-2 фирмы „Ховермарин” и газовую турбину мощностью 900 л. с. (660 кВт) „Мэрин Гноум» на 58-местных морских пассажирских паромах серии SR.N6 Мк.1.

К настоящему времени ни одна фирма-изготовитель не обеспечена заказами на двигатели для СВП в такой степени, чтобы можно было оправдать проектирование особых систем для этой цели. Поэтому в качестве двигательных систем СВП, в настоящее время используются обычные стандартные проекты, в которых по мере возможности, применены усовершенствования, необходимые для эксплуатации в морских условиях. В таких двигателях большинство деталей и узлов, должно быть испытано на сопротивляемость коррозии, которая является неизбежным следствием воздействия морского воздуха, насыщенного солью.

Судно с газовыми турбинами, спроектированное для эксплуатации в морских условиях, снабжено толстыми фильтрами, состоящими из рыхлого переплетения металлических или пластиковых волокон, которые помещены в воздухозаборники двигателей, для очистки воздуха от воды и твердых частиц. В качестве дополнительной меры против попадания частиц соли и песка в двигатель, повсеместно применяется забор воздуха для двигателя, непосредственно из камеры нагнетателя системы подъема.

Советское пассажирское судно на воздушной подушке

На большинстве судов массой от 8-10 т и более фирмы-изготовители, предпочитают устанавливать газотурбинный двигатель, имеющий лучшие показатели отношения мощности к скорости движения и массы на единицу мощности (кг/л.с.). Однако многие работники транспорта в развивающихся странах избрали бы, вместо газотурбинного двигателя обычный дизель, так как его эксплуатация, снабжение топливом и уход за узлами обходятся дешевле. Кроме того, гораздо легче найти квалифицированного инженера по дизелям, чем по газотурбинным двигателям.

Хотя, некоторые из современных высокооборотных легких дизелей, вполне приемлемы для небольших пассажирских и боевых КВП, массой до 25 т, все же основными двигателями для более крупных судов, остаются различные модели газовой турбины, разработанные на базе авиационных. Проектируемый для нужд ВМС США 2000-тонный аппарат класса SES, будет оснащен шестью газовыми турбинами тина LM-2500 фирмы „Дженерал электрик” мощностью по 20 тыс. л. с. (18,4 МВт) каждая. Две из них передают мощность на нагнетатели системы подъема, а четыре — на водометные движители. Эти турбины относятся к самым мощным газовым турбинам в мире, однако, для энергообеспечения одних только движителей на кораблях класса SES следующего поколения, полная масса которых составит, около 12,5 тыс. т, потребуется в четыре раза большая мощность. Рассчитано, что этим кораблям, во время преодоления на скорости 42 уз горба сопротивления движению, потребуется мощность около 515 тыс. л. с. (290 МВт).

Высокая скорость движения и дальний радиус действия, могут быть обеспечены за счет значительного количества энергии. Такие факторы, как повышенные требования к качеству топлива и его высокая стоимость, вынудили правительство Соединенных Штатов приступить к изучению возможности использования, на крупных скеговых КВП ядерных энергетических установок. Значительная часть исследований до настоящею времени, проводилась в г. Кливленде (шт. Огайо) в исследовательском центре Льюиса национального управления по аэронавтике и космическим исследованиям (NASA), руководил ими Фрэнк И. Ром.

Ядерные энергетические установки, разрабатываемые NASA, для применения на кораблях класса SES, должны быть идентичны с системами, предназначенными для самолетов. В реакторе, окруженном корпусом и защитной отражательной системой, происходит нагрев жидкости (например, гелия) под высоким давлением, которая по трубам подается в теплообменник, расположенный между прямоточными турбореактивными двигателями и компрессором типичного турбовентиляторного двигателя. В этом случае, двигатель может работать на тепловой энергии, поступающей через теплообменник или в результате сгорания топлива в обычных камерах.

Для обеспечения абсолютно безопасной работы реактора, были детально рассмотрены различные меры защиты. Оболочка, окружающая реактор, спроектирована таким образом, чтобы полностью предотвратить выход продуктов ядерного распада, могущего произойти в случае серьезной аварии или разрушения реактора. А материалы, выбранные для изготовления защитного экрана, должны, согласно проекту, не только противостоять удару от соприкосновения, но также равномерно распределять тепло, накопленное при расплавлении. Поскольку стоимость ядерного топлива составляет всего около одной трети или одной шестой от стоимости химического топлива, получается значительная экономия. Теперь стало возможным строить надежные реакторы, рассчитанные на работу без загрузки в течение 10 тыс. ч.

Военный малый корабль на воздушной подушке

Другой привлекательной особенностью является то, что у крупных кораблей класса SES, масса ядерной энергетической установки, составит менее 10% массы всего корабля, равной 5-10 тыс. т. Специалисты NASA полагают, что со временем можно будет за счет использования ядерной энергии достигнуть уменьшения эксплуатационных расходов, до двух центов на тонно-милю. Они утверждают, что теоретически потребуется постройка целого флота из 1500 — 10000-тонных судов класса SES, которые будут использоваться для перевозки 10% мирового грузооборота. Причем эти 10%, по расчетам теоретиков, должны быть „присвоены” СВП именно потому, что удастся уменьшить стоимость их фрахта, до двух центов на тонно-милю. Перспектива эксплуатации подобных судов выглядит еще более привлекательной, чем это показывают приведенные цифры, если учесть возможность появления новых торговых маршрутов, которые без сомнения, возникнут в связи с низкой стоимостью, плюс гораздо большей скоростью перевозок.

Системы подъема

На нагнетатели системы подъема возложена задача, по обеспечению СВП воздухом, для его воздушной подушки. Нагнетатели часто считают сердцем и легкими этих судов, так как СВП по существу является воздуходувной системой, созданной для подъема над поверхностью и перемещения определенных грузов. Нагнетатель непрерывно подает значительный объем сжатого воздуха под днище судна, где он рассеивается и образует воздушную подушку, которая затем приподнимает судно, над поверхностью и удерживает его в устойчивом положении. Количество поступающего в подушку воздуха, должно быть достаточным для восполнения того воздуха, который истекает наружу по периметру СВП. В настоящее время используют в основном два типа нагнетателей. Как правило, чем крупнее судно, тем больше расход воздуха в подушку и выше давление в ней, хотя многое зависит от конструкции, массы и назначения каждого отдельного аппарата.

Самому малому современному пассажирскому судну-амфибии на воздушной подушке требуется давление в подушке порядка 10-15 фунт/фут 2 (44-66 кге/м 2) и расход воздуха 100-200 фут 3 /с (2,8-5,6 м 3 /с), а крупнейшим СВП — 60-70 фунт/фут 2 (260-310 кге/м 2) и расход воздуха до 27 000 фут 3 /с (760 м 3 /с).

Системы подъема:

• Осевые;
• Центробежные.

Хотя применение смешанной системы, сочетающей особенности того и другого типа, в отдельных случаях также было успешным. Осевой нагнетатель, подобно обычному авиационному воздушному винту, гонит воздух в направлении, параллельном оси вращения, в то время как центробежный нагнетатель захватывает воздух между лопастями, а затем выбрасывает его посредством центробежного ускорения наружу в радиальном направлении. Осевые нагнетатели применяются в основном в системах с вертикальным каналом. Они направляют поток воздуха вниз, непосредственно в воздушную подушку.

Относительная простота их конструкции и доступность постройки послужили причиной того, что их охотно используют изготовители малых СВП, с камерной системой образования подушки, особенно любители, строящие суда не в заводских условиях. Но из-за относительно низких показателей силы воздушного потока, эти нагнетатели приходится эксплуатировать в высокооборотном режиме, что приводит к увеличению уровня шума. Поскольку на крупных судах воздух перед поступлением в подушку, должен распределиться по всей длине и ширине довольно протяженного ресивера, то в этом случае налицо значительные преимущества центробежного нагнетателя. Он обеспечивает более высокий уровень статического давления, при более низкой скорости вращения, а также позволяет повысить расход воздуха в подушке. Центробежный нагнетатель обладает простой конструкцией, его установка несложна, а в эксплуатации он прочен и надежен.

Схема судна на воздушной подушке

Тем не менее в своем неуемном стремлении к обеспечению большего комфорта и эффективности, конструкторы не потеряли из виду возможность применения, на океанских СВП нескольких осевых нагнетателей с изменяемым шагом лопастей рабочего колеса, причем не только для обеспечения управления воздушным потоком системы подъема, но и в качестве средства для управления горизонтальными перемещениями судна. Был проведен анализ всего спектра волновых сил, после чего стало очевидно, что теоретически в зоне низких частот, где обнаруживается большая часть волновой энергии, вполне можно нейтрализовать горизонтальные перемещения, с помощью изменения шага рабочего колеса, подобно тому, как осуществляется изменение шага винта в авиации. Результаты исследований, дают основание надеяться, что горизонтальные ускорения могут быть уменьшены более чем в четыре раза, а движение судна будет соответствовать нормам комфортабельности.

Движители

Найдется очень немного видов движителей, которые не были испытаны на СВП, от парусов до воздушных винтов и от гребных винтов, до водометных движителей. Движитель выбирается с учетом назначения судна и технико-эксплуатационных показателей, которыми оно должно обладать. Воздушные движители того или иного типа, обычно устанавливаются на амфибийных СВП, в то время как водометные движители или гребные винты больше подходят для судов, спроектированных для передвижения, исключительно над водной поверхностью. Перечислим виды движителей, используемых в настоящее время, либо предложенных для использования в будущем.

Воздушные движители

• Воздушные винты;
• Воздушные винты в насадке;
• Воздушно-реактивные турбовентиляторы;
• Газотурбинные реактивные паруса.

Водяные движители

• Гребной винт;
• Водомет;
• Гребное колесо.

Движение в контакте с землей

• Колеса;
• Гусеничный ход;
• Толкание руками;
• Буксировка трактором;
• Буксировка лошадью;
• Буксировка вертолетом.

Парение над рельсами

• Воздушный винт;
• Газотурбинный реактивный турбовентилятор;
• Мотор линейной индукции.

Несмотря на обилие предложенных альтернатив более 90% современных СВП движутся, с помощью воздушных винтов, а в большинстве остальных аппаратов использованы гребные винты или водометные движители. Однако похоже, что усиливается тенденция к использованию гидродинамических движителей, либо гибридных систем, так как если рассчитать движительную систему для 10000-тонного скегового СВП, который должен иметь скорость 100 уз, то получится, что на нем надо будет установить, либо 10 воздушных винтов диаметром 18,3 м. каждый, либо 10 прямоточных турбовентиляторных движителей диаметром 10,5 м. Для того, чтобы достичь соответствующего уровня тяги, используя лишь гидродинамические средства, потребовалось бы только два суперкавитирующих гребных винта, диаметром около 9 м., либо 4 водометных движителя диаметром 3,7 м. каждый.

Другими словами, по мере увеличения размеров судов использование воздушных винтов во многих случаях нецелесообразно из-за размеров самих винтов и их фундаментов, тогда как применение гидродинамических систем, при равной мощности двигателя, обеспечивает заданные характеристики, при вполне реальных размерах. Уменьшение диаметра воздушных винтов, ведет к падению их КПД из-за сокращения массы воздушной струи, что вызывает увеличение требуемой мощности двигателя.

Несмотря на то, что воздушные винты неприемлемы в качестве движителей крупных СВП из-за их размеров и количества, они остаются наиболее эффективным видом движителя для СВП, при скоростях движения от 150 уз и выше. Однако, что касается технико-эксплуатационных характеристик, воздушные винты уступают водометным движителям и гребным винтам, при работе на небольших скоростях.

Скеговое судно на воздушной подушке

Испытания еще одного вида воздушного движителя для СВП — воздушного винта в насадке показали, что такой движитель обеспечивает лучшие технические показатели, при невысоких скоростях движения, но сами насадки в значительной степени увеличивают общую массу судна, а при скорости более 100 уз повышают лобовое сопротивление, что заметно уменьшает коэффициент полезного действия движителя. Для крупного высокоскоростного судна, пожалуй, наиболее многообещающей является система, использующая на больших скоростях прямоточные турбовентиляторные движители, в сочетании с полу погруженными суперкавитирующими гребными винтами, обеспечивающие набор скорости до 70-80 уз и преодоление горба сопротивления.

Самое важное преимущество прямоточною турбовентиляторного движителя состоит в том, что при сравнительно одинаковых с воздушным винтом технико-эксплуатационных характеристиках, диаметр рабочего колеса вентилятора вдвое меньше. Кроме того, он значительно легче, имеет меньший уровень шума и может компоноваться с целым рядом различных установок. По мере развития в авиастроительной промышленности, концепции широкофюзеляжных самолетов-аэробусов в ближайшие годы станет возможным, выпуск различных прямоточных турбовентиляторных движетелей, мощностью до 40 тыс. л.с. (30 МВт). СВП класса SES, имеют жесткие бортовые кили-скеги, которые представляют собой идеальные конструкции, для расположения в них водометных движителей, либо гребных винтов и их приводов.

Поскольку нижние части скегов погружены в воду, обеспечивая остойчивость и способствуя устойчивому движению на курсе, движители обычно устанавливают в кормовой части скегов. Проектная скорость 100-тонных судов со скегами ВМС США SES-100A и SES-100B составила 70-80 уз. SES-100A — первое судно на воздушной подушке с водометными движителями, имеющее такие высокие технико-эксплуатационные показатели, a SES-100B - первое судно с полу-погруженными суперкавитирующими гребными винтами, достигшее скорости 80 уз.

Несомненно, в обеих системах заложен значительный потенциал дальнейшего развития, но маловероятно, что поставленные ими рекорды скорости могут быть в ближайшее время превзойдены, благодаря применению более стойких видов металлов и улучшению конструкции. Тем не менее потери их КПД практически неизбежны. Применение на SES-100B частично погруженного суперкавитирующего гребного винта с приводом в транце скега, явилось новым подходом к решению проблемы, так как отпала необходимость в установке вала гребного винта, опорных стоек и подшипников, которые создавали дополнительное сопротивление при движении. КПД винта этого типа оказался таким же, как и КПД полностью погруженного винта, а возникающие на нем тяга и вращающий момент были пропорциональны площади диска погруженного винта.

Винтомоторная установка на судах с воздушной подушкой

Среди специалистов по морским движителям существует мнение, что создание таких суперкавитирующих гребных винтов с помощью которых, можно достичь скорости движения 100 уз и даже больше, задача вполне реальная. Есть проекты клинообразных гребных винтов, профиль лопастей которых имеет острый передний край и квадратную заднюю кромку, что приводит к возникновению кавитации на верхней поверхности и ее исчезновению далеко внизу, под зоной вращения лопастей.

Другая идея - это суперкавитирующий морской гребной винт с изменяемой кривизной лопастей. В случае ее реализации ожидается такой же эффект, который дало применение на самолетах воздушных винтов с изменяемым шагом. Задавая определенную кривизну лопастей винта, рулевой мог бы обеспечить оптимальную величину тяги для начальной стадии выхода на воздушную подушку, для движения на средней или наибольшей скоростях. Гребной винт с изменяемой кривизной производства фирмы „Хамильтон стандард” имеет лопасти, разделенные на сегменты в центральной части таким образом, что это делает возможным индивидуальное регулирование обеих частей лопасти.

При скорости судна свыше 45 уз, применение сверхкавитирующих гребных винтов становится просто необходимым. Еще во время первых испытаний катеров, на подводных крыльях ВМС США было обнаружено, что при скорости 45- 50 уз бронзовые кормовые гребные винты судна РСН-1 подвергались эрозии с обеих сторон и нуждались в починке или полной замене после 40 ч эксплуатации. С тех пор стали применять сплавы, в которых используются более стойкие металлы. Особенно велик спрос на титан и его сплавы, поскольку они обладают большой прочностью, высоким уровнем кавитации и сопротивляемостью коррозии. Первыми судами, на которых установили усовершенствованные гребные винты, были HS «Денисон» и 320-тонный AGEH-1 „Плейнвью”, который имеет два четырех-лопастных титановых винта диаметром 1,5 м каждый.

Водометные движители

Использование водометной установки в качестве судового движителя — одна из наиболее старых технических концепций. Первый патент на такой движитель получили англичане Тугуд и Хейес в 1661 г. В 1775 г. этот движитель был испытан Бенджа­мином Франклином, а в 1782 г. Джеймс Рэмси впервые использовал его на пассажирском пароме на реке Потомак, между Вашингтоном и Александрией. КПД водометного движителя ниже, чем у гребного винта, поэтому работы по его созданию велись недостаточно интенсивно. В течение многих лет, сфера применения водометных движителей была ограничена относительно не дорогостоящими прогулочными судами и боевыми катерами-амфибиями, пока в 1963 г. фирма „Боинг” не объявила о создании газотурбинного опытного судна «Литл скуирт”.

Проявленный фирмой „Боинг” интерес к этому виду движителей в основном объясняется стремлением создать дополнительные возможности, для проектирования новых судовых движителей в противовес суперкавитирующему гребному винту и исключительно дорогостоящей Z — образной системе передачи, применение которой на СПК при эксплуатации на высокой волне, считалось до этого единственно приемлемым. „Литл скуирт”, оснащенный центробежным насосом двойного всасывания, достиг высокого КПД движительного комплекса, равного 0,48, на скорости движения 50 уз.

Катер на воздушной подушке — «КВП»

В значительной степени благодаря интересу, проявленному фирмой „Боинг” к водометным движителям, ВМС США пришли к решению считать такой движитель альтернативным вариантом, применив его на СВП типа SES-100A, для сравнения с суперкавитирующим гребным винтом. Хотя программа исследований и испытаний водометных движителей и завершилась созданием простых в эксплуатации и надежных установок, возникли трудности, обусловленные кавитацией в трубчатых соединениях и насосах, а также необходимостью создания водозаборников, с изменяемой площадью. Скручивание водозаборников, бортовая и килевая качки, а также механическое совмещение водозаборников во избежание кавитации, при скоростях движения до 80 уз — вот те проблемы, которые постоянно изучаются с целью создания проекта скегового СВП, со скоростью движения более 100 уз.

В последнее время значительные усилия направлены на изучение еще одного, уже давно известного вида морского движителя для СВП — это гребное колесо. Главным его пропагандистом, является Кристофер Кокерелл. В настоящее время он работает над созданием водно-гребной движительной системы, повторяющей контур волн, с большой площадью поверхности. Она предназначена специально для судов на воздушной подушке. Благодаря применению конструкции типа „гребень” 20-футовое (более 6 м.) гребное колесо, установленное когда-то на судах, ходивших по Миссисипи, уменьшено до современного образца диаметром всего в 5 футов (порядка 1,5 м).

Для обеспечения движения 2000-тонного судна, общая площадь погруженных лопастей, должна составить не менее 150 квадратных футов (14 м 2). Кристофер утверждает, что его колесо может обеспечить эту площадь, при глубине погружения лопастей всего в 2 фута (60 см), причем общая ширина всех составных узлов составит порядка 75 футов (около 23 м). Колеса будут помещены позади судна на специальных рычагах, что позволит им повторять контур волн. Датчики высоты, расположенные впереди колес, создадут импульсы для системы управления. Безусловно, это очень остроумная разработка, дающая уникальные преимущества. Среди привлекательных ее свойств, следует отметить низкий уровень шума, малую осадку, возможность легкого доступа ко всем узлам, во время обслуживания.

Предлагается к прочтению:

В середине семидесятых годов прошлого века отечественные судостроители из ЦМКБ «Алмаз» занялись новой для себя тематикой корабля на воздушной подушке скегового типа. В конечном счете эти работы вылились в строительство двух малых ракетных кораблей проекта 1239 «Сивуч». Корабли «Бора» и «Самум» способны разгоняться до 55 узлов и двигаться при волнении до восьми баллов. В сочетании с противокорабельными ракетами на борту ходовые качества «Сивучей» делают их грозным морским .

МРК на воздушной подушке «Самум»

Стоит отметить, на ранних стадиях разработки проекта 1239 рассматривалось два варианта схемы будущих кораблей. Это были «классический» корабль на воздушной подушке и корабль скегового типа. Оба они имели свои плюсы и минусы, поэтому было решено проверить перспективы обеих схем на практике. В первую очередь, рассматривались возможности корабля на воздушной подушке скегового типа. Эта тематика на то время была не слишком изученной и потому вызывала особый интерес. Для изучения ходовых качеств подобных кораблей во второй половине семидесятых была построена самоходная модель «Икар-1». Она представляла собой небольшой катер, одновременно напоминающий плоскодонное судно и катамаран. Центральная часть днища была плоской, а по бортам в воду опускались два скега – специальные панели особой формы, делавшие из катера катамаран. При движении в пространство между водой, днищем и скегами попадал воздух, который частично принимал на себя вес катера. Модель испытали и по результатам анализа собранной информации построили более крупный катер «Икар-2».

При испытаниях второго экспериментального плавсредства одни проблемы пропали, но другие проявились с новой силой. Так, при разгоне катера попадающий под днище воздух нередко доходил до гребных винтов. При определенных обстоятельствах это приводило к т.н. забросам – импульсному повышению оборотов винта и двигателя ввиду резкого перехода винта из воды в воздух. Иногда это приводило к срабатыванию систем защиты двигателя и отключению последнего. Также немало неприятностей инженерам доставило попадание воздуха в технологические заборные отверстия, например, в кингстоны системы охлаждения двигателя. Решить обе проблемы первоначально планировалось при помощи дополнительных высоких и длинных килей на скегах. На уже первые пробные «заезды» с ними показали бесперспективность подобной идеи.

Общий вид возможной модификации скегового корабля на воздушной подушке

На поиск решения сложившейся проблемы ушло немало времени, но результат того стоил. Найденный способ исключить попадание воздуха на винты и в кингстоны в итоге значительно повлиял на конечный облик отечественных кораблей на воздушной подушке скегового типа. Конструкторы «Алмаза» предложили ограничивать подачу воздуха под днище в зависимости от скорости движения. При малых скоростях в пространство между днищем катера и водой должно было поступать небольшое количество воздуха, а при достижении максимальной скорости – максимально возможное. Кроме того, гребные винты разместили на внешних поверхностях скегов, за пределами объема воздушной подушки. Таким образом, достигались наиболее высокие характеристики динамической разгрузки и силовой установки. В результате всех принятых мер экспериментальный катер «Икар-2» водоизмещением чуть менее 50 тонн мог двигаться при волнении до трех баллов со скоростью порядка 30 узлов. При этом, несмотря на силу волн, катер шел уверенно и мягко. В дальнейшем система с регулированием подачи воздуха под днище перешла к новым кораблям скегового типа.

Полученная при испытаниях «Икара-2» информация активно использовалась при разработке проекта 1239. К примеру, корабли «Бора» и «Самум» имеют систему регулирования подачи воздуха под днище. В зависимости от режима хода и необходимых характеристик, носовой и кормовой проемы между скегами могут закрываться специальными гибкими ограждениями. Таким образом, «Сивучи» могут двигаться, как простой катамаран, как судно с динамической поддержкой при помощи набегающего потока воздуха, а также как «классическое» судно на воздушной подушке.

Одновременно с работами над гидродинамическим обликом корабля на фирме «Алмаз» разрабатывали энергетическую установку для проекта 1239. В результате анализа многочисленных вариантов была выбрана комбинированная схема с дизельными и газотурбинными двигателями. В итоге корабли проекта «Сивуч» оснащаются сразу шестью двигателями нескольких типов. Для экономичного хода корабль имеет два дизельных двигателя М-511А с максимальной мощностью до 10 тыс. лошадиных сил каждый. Два других дизеля – М-503Б (2х3300 л.с.) – предназначены для нагнетания воздуха под днище корабля во время движения с высокой скоростью. Последняя обеспечивается при помощи двух газотурбинных двигателей М-10, мощностью до 20-23 тыс. л.с. Дизельные двигатели М-511А передают крутящий момент на гребные винты на корме корабля, а моторы М-503Б соединены с нагнетающими турбинами. Газотурбинные двигатели, в свою очередь, приводят в действие по два гребных винта, размещенные на специальных поворотных колонках в кормовой части корабля. При экономичном ходе колонки поднимаются над водой и располагаются в вертикальном положении. В случае перехода на скоростной режим колонки опускаются в воду и запускаются газотурбинные двигатели.

МРК на воздушной подушке «Бора»

Утверждается, что оригинальная система скегов и ограждений в сочетании с архитектурой энергетической установки дает кораблям проекта 1239 возможность осуществлять движение на одном из 36 режимов, условно разделенных на три группы. Это режимы катамарана, и два варианта корабля на воздушной подушке. При помощи только дизелей М-511А «Сивучи» способны двигаться со скоростью до 18-20 узлов. Для разгона до больших скоростей нужно применять нагнетательные дизели и газотурбинные двигатели. При включении всей энергоустановки на полную мощность корабли проекта 1239 могут разгоняться до 55 узлов. При этом, однако, дальность плавания сокращается более чем в три раза по сравнению с экономичным ходом. Интересно, что среди 36 режимов работы двигателей, винтов и скегового корпуса присутствует даже такой, который позволяет кораблю двигаться только при помощи нагнетательных дизелей. При закрытом переднем и открытом заднем ограждении воздушной подушки только за счет истечения нагнетаемого под днище воздуха корабль может двигаться со скоростью до трех узлов, даже против ветра.

Малые ракетные корабли проекта 1239 «Сивуч», несомненно, являются одними из самых интересных и перспективных единиц техники российского военно-морского флота. Благодаря своим высоким ходовым данным, они способны выполнять некоторые действия, недоступные другим кораблям. К примеру, имеются сведения о пробных противоракетных и противоторпедных маневрах. По имеющимся данным, «Сивучи» за счет высокой скорости, при определенном стечении обстоятельств, способны срывать наведение противокорабельных ракет и уходить от торпед.

Однако, несмотря на все преимущества, «Сивучи» и другие корабли скегового типа имеют один большой недостаток. Их слишком мало. Ввиду высоких перспектив кораблей на воздушной подушке скегового типа продолжаются работы по созданию новых проектов такой техники. В настоящее время в ЦМКБ «Алмаз» изучаются возможности создания новых скеговых кораблей различного назначения. К примеру, рассматривается возможность продолжения развития идеологии скоростных ракетных кораблей или размещение на корабле вертолета (вертолетов). Для последнего предлагается убрать из состава двигательно-движительной системы опускаемые колонки и использовать только кормовые гребные винты либо водометные движители, размещенные на скегах.

Еще одной сферой, где могут найти применение корабли на воздушной подушке скегового типа, является высадка десанта. По скеговой схеме можно строить десантные катера и малые десантные корабли. Благодаря своему строению такая техника сможет быстро приближаться к берегу и, при необходимости, осуществлять высадку войск в непосредственной близости от суши. С использованием нагнетательных двигателей такой корабль или катер сможет, подойти к берегу и «сесть» на дно, используя скеги в качестве опор. В таком случае возможны как высадка десанта, так и более эффективное использование вооружений. В теории, корабли скеговой схемы могут быть использованы для выполнения широкого спектра целей. Это и атака кораблей противника ракетным вооружением (проект 1239), и высадка или огневая поддержка десанта, и даже спасение пострадавших при кораблекрушениях или других подобных инцидентах.

В девяностых годах конструкторское бюро «Алмаз», используя наработки по проекту 1239 и сопутствующим исследовательским программам, создало чисто гражданское судно на воздушной подушке скегового типа. Проект RSES-500 представлял собой скоростной паром, предназначенный для работы в грузопассажирских перевозках на Балтийском море или других подобных акваториях. К сожалению, экономические проблемы девяностых годов не позволили довести проект RSES-500 хотя бы до стадии закладки первого опытного судна. Возможно, в ближайшие годы конструкторские работы будут возобновлены и некоторые морские перевозчики купят новый паром.

В настоящее время суда на воздушной подушке скегового типа имеют неплохие перспективы в своем секторе. Ввиду определенных технических ограничений такая техника не может иметь большое водоизмещение, но в «секторе» до тысячи тонн ни один другой класс плавсредств не может конкурировать с ней. Согласно исследованиям и теоретическим выкладкам, судно или корабль с водоизмещением порядка тысячи тонн, с использованием газотурбинных двигателей и многорежимной воздушной подушки скегового типа, способно достичь скорости порядка 100 узлов. Конечно, ценой такой скорости станет огромный расход топлива, но в некоторых областях перевозок и военного дела это можно признать приемлемой платой за высокие характеристики.

Примечательно, что российские ученые и инженеры имеют самый большой в мире опыт создания кораблей скегового типа, а также обладают рядом интересных ноу-хау. В ближайшем будущем эти идеи и решения могут оказаться полезными на коммерческом рынке. Однако пока нет никакой информации о планах отечественных судостроителей по поводу создания коммерческих судов на воздушной подушке скегового типа. Примерно таким же образом обстоит дело и с боевыми кораблями такого класса. Очень не хотелось бы, чтобы имеющиеся наработки по этой тематике оказались забытыми и больше не приносили бы пользу.

По материалам сайтов:
http://flotprom.ru/
http://oborona.ru/
http://flot.sevastopol.info/
http://bora-class.info/
http://almaz-kb.ru/

Ховеркрафт – это транспортное средство, способное перемещаться как по воде, так и по суше. Подобное средство передвижения совсем не сложно сделать своими руками.

Это аппарат, где совмещены функции автомобиля и лодки. В результате этого получилось судно на воздушной подушке (СВП), обладающее уникальными характеристиками проходимости, без потерь скорости при движении по воде благодаря тому, что корпус судна перемещается не по воде, а над ее поверхностью. Это дало возможность двигаться по воде гораздо быстрее, за счет того, что сила трения водных масс не оказывает никакого сопротивления.

Хотя судно на воздушной подушке и обладает рядом достоинств, его область применения не получила столь широкого распространения. Дело в том, что не по любой поверхности этот аппарат может передвигаться без особых проблем. Для него нужна мягкая песчаная или грунтовая почва, без наличия камней и других преград. Наличие асфальта и других твердых оснований может привести в негодность днище судна, которое создает воздушную подушку при движении. В связи с этим, “ховеркрафты” используются там, где нужно больше плыть и меньше ехать. Если наоборот, то лучше воспользоваться услугами автомобиля-амфибии с колесами. Идеальные условия их применения – это труднопроходимые болотистые места, где кроме судна на воздушной подушке (СВП) никакой другой транспорт проехать не сможет. Поэтому СВП и не получили столь широкого распространения, хотя подобным транспортом пользуются спасатели некоторых стран, таких как Канада, например. По некоторым данным, СВП находятся на вооружении стран НАТО.

Как приобрести подобный транспорт или как его сделать своими руками?

Ховеркрафт – это дорогой вид транспорта, средняя цена которого доходит до 700 тыс. рублей. Транспорт типа “скутер” стоит раз в 10 дешевле. Но при этом следует учитывать тот факт, что транспорт заводского изготовления всегда отличается лучшим качеством, по сравнению с самоделками. Да и надежность транспортного средства выше. К тому же, заводские модели сопровождаются заводскими гарантиями, чего не скажешь о конструкциях, собранных в гаражах.

Заводские модели всегда были ориентированы на узкопрофессиональное направление, связанное либо с рыбалкой, либо с охотой, либо со специальными службами. Что касается самодельных СВП, то они встречаются крайне редко и тому есть свои причины.

К таким причинам следует отнести:

• Довольно высокую стоимость, а также дорогое обслуживание. Основные элементы аппарата быстро изнашиваются, что требует их замены. Причем каждый такой ремонт выльется в копеечку. Подобный аппарат позволит себе купить только богатый человек, да и то он подумает лишний раз, стоит ли с ним связываться. Дело в том, что такие мастерские – это такое же редкое явление, как и само транспортное средство. Поэтому, выгоднее приобрести гидроцикл или квадроцикл для перемещения по воде.
• Работающее изделие создает много шума, поэтому передвигаться можно только в наушниках.
• При движении против ветра существенно падает скорость и значительно увеличивается расход горючего. Поэтому, самодельные СВП – это скорее демонстрация своих профессиональных способностей. Судном не только нужно уметь управлять, но и уметь его ремонтировать, без существенных затрат средств.

Процесс изготовления СВП своими руками

Во-первых, собрать в домашних условиях хорошее СВП не так-то и просто. Для этого необходимо иметь возможности, желание и профессиональные навыки. Не помешает и техническое образование. Если отсутствует последнее условие, то лучше от постройки аппарата отказаться, иначе можно разбиться на нем при первом же испытании.

Все работы начинаются с эскизов, которые потом трансформируются в рабочие чертежи. При создании эскизов следует помнить, что этот аппарат должен быть максимально обтекаемым, чтобы не создавать лишнего сопротивления при движении. На этом этапе следует учитывать тот фактор, что это, практически, воздушное средство передвижения, хотя оно и находится очень низко к поверхности земли. Если все условия взяты во внимание, то можно приступать к разработке чертежей.

На рисунке представлен эскиз СВП Канадской службы спасения.

Технические данные аппарата

Как правило, все судна на воздушной подушке способны развивать приличную скорость, которую не сможет развить никакая лодка. Это если учесть, что лодка и СВП имеют одинаковую массу и мощность двигателя.

При этом, предложенная модель одноместного судна на воздушной подушке рассчитана на пилота весом от 100 до 120 килограммов.

Что касается управления транспортным средством, то оно довольно специфичное и в сравнении с управлением обычной моторной лодкой никак не вписывается. Специфика связана не только с наличием большой скорости, но и способом передвижения.

Основной нюанс связан с тем, что на поворотах, особенно на больших скоростях, судно сильно заносит. Чтобы подобный фактор свести к минимуму, необходимо на поворотах наклоняться в сторону. Но это кратковременные трудности. Со временем техника управления осваивается и на СВП можно показывать чудеса маневренности.

Какие нужны материалы?

В основном понадобится фанера, пенопласт и специальный конструкторский набор от ”Юниверсал Ховеркрафт”, куда входит все необходимое для самостоятельной сборки транспортного средства. В комплект входит изоляция, винты, ткань для воздушной подушки, специальный клей и другое. Этоn набор можно заказать на официальном сайте, заплатив за него 500 баксов. В комплект также входит несколько вариантов чертежей, для сборки аппарата СВП.

Поскольку чертежи уже имеются, то форму судна следует привязать к готовому чертежу. Но если имеется техническое образование, то, скорее всего, будет построено судно не похожее ни на какой из вариантов.

Днище судна изготавливается из пенопласта, толщиной 5-7 см. Если нужен аппарат для перевозки больше, чем одного пассажира, то снизу крепится еще один такой лист пенопласта. После этого, в днище делаются два отверстия: одно предназначается для потока воздуха, а второе для обеспечения подушки воздухом. Вырезаются отверстия с помощью электрического лобзика.

На следующем этапе осуществляют герметизацию нижней части транспортного средства от влаги. Для этого, берется стекловолокно и клеится на пенопласт с помощью эпоксидного клея. При этом, на поверхности могут образоваться неровности и воздушные пузыри. Чтобы от них избавиться, поверхность покрывается полиэтиленом, а сверху еще и одеялом. Затем, на одеяло ложится еще один слой пленки, после чего она фиксируется к основанию скотчем. Из этого “бутерброда” лучше выдуть воздух, воспользовавшись пылесосом. По истечении 2-х или 3-х часов эпоксидная смола застынет и днище будет готовым к дальнейшим работам.

Верх корпуса может иметь произвольную форму, но учитывать законы аэродинамики. После этого приступают к креплению подушки. Самое главное, чтобы в нее поступал воздух без потерь.

Трубу для мотора следует использовать из стирофома. Здесь главное, угадать с размерами: если труба будет слишком большой, то не получится той тяги, которая необходима для подъема СВП. Затем следует уделить внимание креплению мотора. Держатель для мотора – это своеобразный табурет, состоящий из 3-х ножек, прикрепленных к днищу. Сверху этой “табуретки” и устанавливается двигатель.

Какой нужен двигатель?

Имеется два варианта: первый вариант – это применение двигателя от компании “Юниверсал Ховеркрафт” или использование любого подходящего движка. Это может быть двигатель от бензопилы, мощности которого вполне хватит для самодельного устройства. Если хочется получить более мощное устройство, то следует брать и более мощный двигатель.

Желательно использовать лопасти заводского изготовления (те, что в наборе), так как они требуют тщательной балансировки и в домашних условиях это сделать достаточно сложно. Если этого не сделать, то разбалансированные лопасти разобьют весь двигатель.

Насколько надежным может быть СВП?

Как показывает практика, заводские судна на воздушной подушке (СВП) приходится ремонтировать где-то один раз в полгода. Но это неполадки несущественные и не требуют серьезных затрат. В основном, отказывает подушка и система подачи воздуха. Вообще-то, вероятность того, что самодельное устройство развалится в процессе эксплуатации, очень мала, если “ховеркрафт” собран грамотно и правильно. Чтобы это случилось, нужно на большой скорости налететь на какое-нибудь препятствие. Несмотря на это, воздушная подушка все же способна защитить устройство от серьезных поломок.

Спасатели, работающие на подобных аппаратах в Канаде, ремонтируют их быстро и грамотно. Что касается подушки, то ее реально отремонтировать в условиях обычного гаража.

Подобная модель будет надежной, если:

• Используемые материалы и детали были надлежащего качества.
• На аппарате установлен новый двигатель.
• Все соединения и крепления выполнены надежно.
• Изготовитель обладает всеми необходимыми навыками.

Если СВП изготавливается как игрушка для ребенка, то в данном случае желательно, чтобы присутствовали данные хорошего конструктора. Хотя и это не показатель для того, чтобы детей сажать за руль этого транспортного средства. Это ведь не автомобиль и не лодка. Управлять СВП не так просто, как кажется.

С учетом этого фактора, нужно сразу приступать к изготовлению двухместного варианта, чтобы контролировать действия того, кто будет сидеть за рулем.

Качество дорожной сети в нашей стране оставляет желать лучшего. Строительство на некоторых направлениях нецелесообразно по экономическим причинам. С перемещением людей и грузов в таких местностях отлично справятся транспортные средства, работающие на иных физических принципах. Полноразмерные суда на своими руками в кустарных условиях не построить, а вот масштабные модели - вполне возможно.

Транспортные средства этого вида способны перемещаться по любому относительно ровному покрытию. Это могут быть и чистое поле, и водоем, и даже болото. Стоит заметить, что на таких непригодных для другого транспорта покрытиях СВП способно развивать достаточно высокую скорость. Основным недостатком такого транспорта является необходимость больших энергозатрат на создание воздушной подушки и, как следствие, большой расход топлива.

Физические принципы работы СВП

Высокая проходимость транспортных средств такого типа обеспечивается низким удельным давлением, которое оно оказывает на поверхность. Это объясняется довольно просто: площадь контакта транспортного средства равна или даже превышает площадь самого транспортного средства. В энциклопедических словарях СВП определяются как суда с динамически создаваемой опорной тягой.

Крупные и на воздушной подушке зависают над поверхностью на высоте от 100 до 150 мм. В специальном устройстве под корпусом создается воздуха. Машина отрывается от опоры и теряет с ней механический контакт, в результате чего сопротивление движению становится минимальным. Основные затраты энергии идут на поддержание воздушной подушки и разгон аппарата в горизонтальной плоскости.

Составление проекта: выбор рабочей схемы

Для изготовления действующего макета СВП необходимо выбрать эффективную для заданных условий конструкцию корпуса. Чертежи судов на воздушной подушке можно найти на специализированных ресурсах, где размещены патенты с подробным описанием разных схем и способов их реализации. Практика показывает, что одним из самых удачных вариантов для таких сред, как вода и твердый грунт, является камерный способ формирования воздушной подушки.

В нашей модели будет реализована классическая двухмоторная схема с одним нагнетающим силовым приводом и одним толкающим. Малоразмерные суда на воздушной подушке своими руками изготовленные, по сути, являются игрушками-копиями больших аппаратов. Однако они наглядно демонстрируют преимущества использования таких средств передвижения перед остальными.

Изготовление корпуса судна

При выборе материала для корпуса судна основными критериями являются простота в обработке и невысокий на воздушной подушке относятся к категории амфибийных, а значит, в случае его несанкционированной остановки не произойдет затопления. Корпус судна выпиливается из фанеры (толщиной 4 мм) по заранее подготовленному лекалу. Для выполнения этой операции используется лобзик.

Самодельное судно на воздушной подушке имеет надстройки, которые для снижения веса лучше сделать из пенополистирола. Для придания им большего внешнего сходства с оригиналом снаружи производится оклеивание деталей пеноплексом и окрашивание. Стекла кабины делаются их прозрачного пластика, а остальные детали вырезаются из полимеров и выгибаются из проволоки. Максимальная детализация - ключ к сходству с прототипом.

Выделка воздушной камеры

При изготовлении юбки используется плотная ткань из полимерного водонепроницаемого волокна. Раскрой осуществляется по чертежу. Если у вас нет опыта переноса эскизов на бумагу вручную, то их можно распечатать на широкоформатном принтере на плотной бумаге, а потом вырезать обычными ножницами. Подготовленные детали сшиваются между собой, швы должны быть двойными и плотными.

Суда на воздушной подушке, своими руками выполненные, до включения нагнетающего двигателя опираются корпусом на грунт. Юбка частично сминается и располагается под ним. Склеивание деталей производится водостойким клеем, стык закрывается корпусом надстройки. Такое соединение обеспечивает высокую надежность и позволяет сделать монтажные стыки незаметными. Из полимерных материалов выполняется и другие внешние детали: ограждение диффузора винта и тому подобное.

Силовая установка

В составе силовой установки присутствует два двигателя: нагнетающий и маршевый. В модели используются бесколлекторные электромоторы и двухлопастные винты. Дистанционное управление ими осуществляется при помощи специального регулятора. Источником питания для силовой установки являются два аккумулятора суммарной емкостью в 3000 mAh. Их заряда достаточно для получасового использования модели.

Самодельные суда на воздушной подушке управляются дистанционно по радиоканалу. Все компоненты системы - радиопередатчик, приемник, сервоприводы - заводского изготовления. Установка, подключение и тестирование их производится в соответствии с инструкцией. После включения питания выполняется пробный прогон двигателей с постепенным увеличением мощности до образования устойчивой воздушной подушки.

Управление моделью СВП

Суда на воздушной подушке, своими руками изготовленные, как уже отмечалось выше, имеют дистанционное управление по УКВ-каналу. На практике это выглядит следующим образом: в руках владельца находится радиопередатчик. Запуск двигателей выполняется нажатием на соответствующую кнопку. Управление скоростью и изменение направления движения производятся джойстиком. Машинка проста в маневрировании и достаточно точно выдерживает курс.

Испытания показали, что СВП уверенно перемещается по относительно ровной поверхности: по воде и по суше с одинаковой легкостью. Игрушка станет любимым развлечением для ребенка в возрасте от 7-8 лет с достаточно развитой мелкой моторикой пальцев рук.