|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Судна на повітряній подушці. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Ідея збільшити швидкість корабля або катера за допомогою "повітряного мастила" народилася ще наприкінці XIX століття. Суть її полягала в наступному. Якщо потужним вентилятором під плоске дно судна нагнітати повітря, то опір води зменшиться; отже, зросте швидкість. А щоб повітря не "втікало" убік, корпус судна потрібно оснастити поздовжніми кільцями - скегами. Вперше реалізувати цю ідею вдалося австрійському інженеру Дагоберту Мюллеру фон Томамюлю у 1916 році. Створений ним торпедний катер зміг розвинути швидкість майже 40 вузлів – 74,08 кілометрів на годину, потужність двигуна становила 480 кінських сил. Потім виникла нова ідея: скеги замінили гумовою спідницею. Тепер повітря, що нагнітається, виходило з-під днища ще повільніше, і виходила справжня повітряна подушка. Судна такого типу справді ширяють над водою, можуть "виповзати" на берег і навіть пересуватися суходолом.
Першим ідею подібної машини на подушці повітря висловив К.Е. Ціолковський в 1927 році, в роботі "Опір повітря та швидкий поїзд". Це безколісний експрес, що мчить над бетонною дорогою, спираючись на повітряну подушку – шар стисненого повітря. Ця ідея підштовхнула доцента Новочеркаського політехнічного інституту Володимира Левкова до створення власної конструкції, щоправда, не поїзда, а катери. А ось що пише в журналі "Всесвітній слідопит" Станіслав Зигуненко: "Почав він, як завжди, з розрахунків та будівництва моделей. Перша конструкція, побудована молодим вченим-аеродинаміком, нагадувала перевернутий таз. Легкий дерев'яний каркас обтягувала калька, а там, де у звичайного тазика належить бути днищу, стояв електромотор з повітряним гвинтом.Гвинт, нагнітаючи повітря, під "тазиком" створював підвищений тиск. Близько п'яти років відчував Левков цю найпростішу модель, намагаючись зрозуміти, як нею можна керувати, якою висоти має бути створювана подушка, щоб і не витрачалася надмірна потужність, і майбутнє судно розвивало якомога більшу швидкість. У 1932 році Левков, вже професор, розпочав випробування нової моделі. Вона мала подовжену, краплеподібну форму, два двигуни: у носі та кормі. Маленький апарат на повітряній подушці легко ковзав над кахлем аеродинамічної лабораторії. Незабаром вигляд моделі знову змінився. Вона стала схожою на довгу перевернуту коробку зі зрізаними під кутом боками. У вирізах у похилому положенні було укріплено електричні двигуни з пропелерами. Відкидане гвинтами повітря накопичувалося під корпусом моделі, піднімало її. За цією схемою потім Левковим створювалися перші великі апарати на повітряній подушці " . Навесні 1934 року Левков переїхав до Москви - його запросили працювати в Московський авіаційний інститут (МАІ). Він привіз із собою велику (довжиною понад два метри) модель катера на повітряній подушці. Спроектована за всіма правилами будівельної механіки, вона справляла приємне враження. Впадали в очі легкість конструкції та прекрасне зовнішнє оздоблення моделі. Маса її була лише близько шести кілограмів. Для випробування моделі у МАІ відвели спеціальну кімнату. У ньому влаштували неглибокий басейн. Над ним протягнули два дроти для живлення електромоторів маленького катера. Літав він непогано. За кілька секунд легко переносився від одного борту басейну до іншого. Потім було організовано Досвідчене конструкторське бюро на чолі із професором Левковим. Воно розпочало розробку тримісного катера Л-1. Випробування його почалися влітку 1935 року неподалік Москви, на Плещеєвому озері. Маса катера складала 1,5 тонни. Його дерев'яний корпус складався із двох вузьких човнів, з'єднаних платформою. Два авіаційні двигуни з гвинтами нагнітали повітря в простір, обмежений платформою та човнами. Управлявся катер за допомогою поворотних заслінок – жалюзі, укріплених під моторами. При вертикальному положенні заслінок потік повітря прямував униз, і катер висів нерухомо. Якщо жалюзі відхилялися назад, реактивна сила рухала катер уперед, відхилялися вперед – давався задній хід. Крім того, було вертикальне і горизонтальне оперення, яке також брало участь в управлінні катером.
Цей катер став прообразом інших суден, створених під керівництвом Левкова, зокрема катери Л-5. Маса його досягала 9 тонн, оскільки його корпус був уже металевим, алюмінієвим. Позаду кабіни водія та бортмеханіка влаштували приміщення для пасажирів. Спочатку катер випробовували на суші. Дивилися, як він літає. Згодом почалися морські випробування. Машину спробували супроводжувати звичайні катери, але вони безнадійно відстали. А коли на мірній милі включили секундомір, то випробувачі не повірили на власні очі: виявилося, що швидкість катера - понад сімдесят вузлів, тобто близько 140 кілометрів на годину! Випробування також показали, що катер міг так само вільно пройти над болотом, над засніженим полем чи льодом.
Результатами випробувань зацікавилися військові, і професор Левков невдовзі очолив спеціальне конструкторське бюро катерів на повітряній подушці. Будувалися судна масою до 15 тонн. Проектувалися ще більші – до 30 тонн із двома двигунами. Так понад шістдесят років тому в СРСР було побудовано маленький флот із півтора десятка суден на повітряній подушці. На жаль, у роки Великої Вітчизняної війни досвідчені катери, які перебували на Балтиці, загинули. Після перемоги розробки таких судів було продовжено. Але на початку 1954 року професор Левков помер, і справа зупинилася. Важливим етапом у розвитку суден на повітряній подушці став винахід в Англії в 1955 професором Крістофером Коккереллом соплової схеми формування повітряної подушки. Йому належить винахід гнучких огорож, які відразу були оцінені нашій країні. 1959 року в протоці Ла-Манш з'явилося дивне судно з циліндричною вежею посередині. Стартувавши з Франції, воно перетнуло протоку. Досягши узбережжя воно, як ні в чому не бувало, продовжило свій шлях. Судно, сконструйоване Коккереллом, поступалося левківському вдвічі за вагою та втричі за швидкістю. Тепер судна на повітряній подушці не дивно. Над їх удосконаленням працюють у багатьох країнах. Вони визнані дуже перспективним видом транспорту. Їх використовують як десантні судна у військово-морському флоті, як цивільні пороми, що переправляють людей і автомобілі через той же Ла-Манш. Одна з найвдаліших зарубіжних розробок - створений у Великій Британії в 1972 році 33-тонний катер BH-7 Веллінгтон. Він може нести 14 тонн вантажу і при цьому летіти над водою зі швидкістю близько 60 вузлів – 111,12 кілометрів на годину. У першими оцінили величезні можливості амфібійних кораблів фахівці ВМФ. Після перерви продовжилися роботи, започатковані Левковим, але на новому рівні фінансування. Було створено базу для проектування та виробництва десантних кораблів. Провідним підприємством Росії у галузі створення суден на повітряній подушці є Центральне морське конструкторське бюро "Діамант". Першим серійно будуваним став десантний катер "Скат". Він міг перевозити сорок десантників із швидкістю 49 вузлів. На їх основі було створено три катери для порятунку космонавтів. За ним пішов "Кальмар", з водотоннажністю 114 тонн. Він міг перевозити вантажі вагою 37 тонн, зі швидкістю до 55 вузлів. Загалом на "Алмазі" суди будувалися серійно за десятьма проектами. Серед них і десантний корабель "Зубр", вантажопідйомність якого становить 150 тонн, а повна водотоннажність - 550 тонн, швидкість повного ходу - 60 вузлів та 40 - при хвилюванні заввишки 2 метри. Фахівці вважають, що водотоннажність у 1000 тонн не межа для водотоннажності подібних кораблів, і на практиці може бути досягнута швидкість до 80 вузлів. 1987 року в СРСР було створено малий ракетний корабель "Бора" - найбільше у світі судно на повітряній подушці. Йому дарма навіть восьмибальний шторм, а якщо море спокійне, він рухається зі швидкістю 53 вузла - 98,16 кілометра на годину. "Діамант" розробив цілу низку проектів суден на повітряній подушці цивільного призначення річкове вантажне судно "Бобер", пасажирське судно на повітряній подушці проекту 12270, багатоцільовий катер на повітряній подушці "Чилим". Залежно від призначення суден змінюється такий важливий параметр, як встановлена потужність на тонну водотоннажності. Для катерів військового призначення, де економічні показники експлуатації немає переважаючого значення, цей показник перебуває у межах 65-120 кВт на тонну. Настільки висока енергоозброєність викликана не величиною повної швидкості ходу на тихій воді або при малому хвилюванні. Для її досягнення використовується лише 60-70 відсотків встановленої потужності. Причина інша - необхідність досягнення заданої швидкості при морському хвилюванні. У практиці цивільного суднобудування, де цей показник визначає економічність експлуатації, незважаючи на можливі відмови від рейсів за погодними умовами, він може бути доведений до 30-36 кВт на тонну за збереження швидкості 40-50 вузлів на тихій воді. Перші судна на повітряній подушці, наслідуючи авіаційні традиції, створювалися клепаними, проте досвід їх експлуатації в морі показав низьку надійність цього типу з'єднання. З 1974 року корпуси стали звареними. Для них були створені високоміцні корозіостійкі морські алюмінієво-магнієві сплави та освоєно виробництво пресованих панелей з ребрами жорсткості різного перерізу. Великий обсяг досліджень було проведено у галузі створення гнучких огорож. Були встановлені залежності міцності та зносостійкості матеріалів гнучких огорож від характеру філаментарних волокон, що застосовуються, кручення і виду плетіння філаментарних ниток, просочень і складу покривають гумових сумішей. Резинотканевые матеріали, що застосовуються на судах останніх проектів, забезпечують хорошу мореплавність суден і можливість тривалої експлуатації без ремонту. Для суден на повітряній подушці довелося розробити і спеціальний профіль лопатей повітряних гвинтів, які дозволили досягти високого коефіцієнта корисної дії на малих порівняно з літаковими швидкостями. Для всіх суден на повітряній подушці водотоннажністю понад 100 тонн розробили єдину втулку гвинта, що забезпечує високу безвідмовність роботи повітряних гвинтів при зміні їхнього кроку. Визначальне значення для мореплавності, амфібійності та зносостійкості гнучкого огородження має витрата повітря через повітряну подушку. Для подачі повітря наші вчені розробили спеціальні схеми осьових та відцентрових нагнітачів, які мають високий коефіцієнт корисної дії за малих габаритів. Для приводу гвинтів, нагнітачів та інших споживачів було створено високотемпературні газотурбозубчасті агрегати. За своїми масогабаритними та експлуатаційними параметрами ці агрегати досі займають лідируюче місце у світі. Безпека швидкісного судна значною мірою визначається наявністю надійних та перевірених систем управління рухом. Особливістю суден на повітряній подушці є відсутність безпосереднього контакту кермових пристроїв з водою, що ускладнює маневрування і робить судно залежним від погоди. У Росії розроблені та випробувані різні схеми управління судном, включаючи аеродинамічні керма, струменеві керма (реактивні сопла), гвинти кроку, що змінюється. Автор: Муський С.А.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Номери в космічному готелі доступні для бронювання ▪ Економічні ARM-процесори Toshiba для Інтернету ▪ Гнучкий графік роботи працівників вигідний для компанії ▪ Сенсор для телефонів від Micron
▪ розділ сайту Радіоприйом. Добірка статей ▪ стаття Пішла писати губернія! Крилатий вислів ▪ стаття Монета та капелюх. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page