Одним из способов совмещать автомобиль и лодку стало судно на воздушной подушке, которое обладает неплохой проходимостью и высокой скоростью движения по воде за счет того, что его корпус не опускается под воду, а как бы, скользит по ее поверхности.
Такой способ позволяет двигаться экономично и быстро, поскольку сила трения скольжения и сила сопротивления водных масс — это, как говорится, две большие разницы.
Но, к сожалению, несмотря на все достоинства ховеркрафта, его область применения на земле ограничена — он может перемещаться не по любой поверхности, а только по достаточно мягкой, такой как песок или почва. Асфальт же и твердые породы с острыми камнями, и промышленным мусором просто изорвут днище судна, приведя воздушную подушку в негодность, а именно благодаря ей СВП и передвигается.
Поэтому ховеркрафты применяют преимущественно там, где нужно много плыть и немного ехать, в противном случае используются автомобили-амфибии с колесами. СВП сегодня не распространены широко, однако в некоторых странах на них работают спасатели, например, в Канаде, а также есть данные, что они стоят на вооружении в НАТО.
Впервые на экранах! Судно на воздушной подушке Мираж
Жил отважный капитан
Отсутствие причала накладывает особый отпечаток на восприятие «Хивуса»: стоя прямо на льду, мы смотрим на исполинское судно снизу вверх и видим его «в полный рост». Это сильное впечатление, особенно когда ревущий монстр уверенно подходит к ожидающим его пассажирам, потом, почти не сбавляя скорости, разворачивается на 90 градусов и юзом встает вдоль берега.
Аэродинамические рули и механизм изменения шага винта имеют гидравлический привод. Двигатели расположены так, чтобы приводные валы вращались в разные стороны.
Легкость движений «Хивуса» кажущаяся. Суда на воздушной подушке — одни из самых сложных в управлении транспортных средств. На ходу контакт машины с земной (водной) поверхностью минимален, сила трения настолько мала, что ею можно пренебречь. Поворот корпуса вовсе не означает изменения траектории движения, СВП может скользить юзом десятки метров. Сбавляя газ, пилот тормозит за счет уменьшения давления воздуха в подушке и»оседания» на лед или воду, но при резком сбросе газа скачкообразное увеличение силы трения на высокой скорости может привести к повреждению гибкого ограждения.
Водоизмещающие суда зачастую тоже управляются изменением вектора тяги, но они куда охотнее следуют за штурвалом, ибо находятся в весьма плотном контакте с водой. Там, где капитан «Ракеты» просто закроет газ и через несколько секунд сойдет с крыла, пилот «Хивуса» обязан держать себя в руках. «За штурвалом СВП необходимо планировать траекторию поворота и последовательность действий задолго до начала маневра, — объясняет технический гуру «Логопрома» Владимир Герасимов, — нам близок авиационный принцип: не видеть, а представлять». Поэтому на «Борском перевозе» работают только профессиональные капитаны скоростного флота — моряки лет по 60 с советскими дипломами. Они быстро осваиваются за штурвалом «Хивуса».
СВП «Хивус-10» «Хивус-10» — самая распространенная модель . Он широко используется как для перевозки пассажиров, так и для спасательных операций. Скромные габариты и высокая проходимость позволяют ему приближаться вплотную к любым судам или утопающим людям. Длина: 8,25 м // Ширина: 3,08 м // Водоизмещение: 2330 кг // Мощность: 143−166 л.с. // Максимальная скорость: 90 км/ч (по снегу)
У небольших «Хивусов-10» с одним маршевым винтом есть характерная особенность в управлении. Как у одномоторных самолетов, вращение винта сопряжено с реактивным моментом, благодаря которому судно принимает крен в одну сторону более охотно, чем в другую. А значит, и поворачивает «Хивус-10» вправо и влево по‑разному.
У большого «Хивуса» маршевых винта два, и вращаются они в разные стороны, поэтому реактивный момент машине не страшен. Зато у него немало собственных хитростей. Чтобы их понять, необходимо слегка углубиться в особенности конструкции воздушной подушки. Место традиционной юбки на «Хивусе-48» занимают надувные скеги — баллоны, похожие на борта резиновой лодки.
Они выполняют двойную функцию: удерживают воздушную подушку по бокам и защищают металлические борта судна от ударов. Кроме того, аппарат может опираться на скеги и даже скользить на них, как на лыжах. Спереди и сзади подушка удерживается мягким ограждением.
Традиционное гибкое ограждение (юбка) устроено таким образом, что по краям судна создается воздушный барьер высокого давления. Он препятствует выходу основной массы воздушной подушки наружу.
Каждый скег имеет верхнюю и нижнюю секцию и в сечении напоминает восьмерку. В верхних секциях поддерживается постоянное давление. Они отвечают за жесткость конструкции и плавучесть на воде. Давление в нижних секциях можно регулировать.
Хорошо накачанный и, следовательно, жесткий скег обеспечивает меньший контакт с поверхностью, что дает скоростное преимущество на ровной поверхности (лед, спокойная вода). Приспущенный скег хорошо облегает неровности, если поверхность неидеальна, лучше удерживая воздух в подушке. Давлением в скегах капитан может управлять прямо из рубки.
У «Хивуса-48» есть два боковых и один центральный скег. Он делит подушку на две продольные половины, в каждую из которых воздух нагнетается отдельным импеллером, приводимым отдельным двигателем. Под левой рукой капитана находятся два рычага управления подачей топлива, для каждого двигателя свой. Каждый двигатель приводит один импеллер и один маршевый винт. Они связаны механически, то есть, регулируя подачу топлива, пилот одновременно изменяет и давление в соответствующей части подушки, и обороты маршевого винта.
Скеги — куда менее надежное ограждение в плане удержания воздушной подушки под судном. Схема подушки с центральным скегом позволяет регулировать давление в разных частях подушки, управляя креном судна для лучшего прохождения поворотов.
Эта схема предоставляет капитану дополнительные возможности в управлении СВП. В общем случае поворот осуществляется с помощью аэродинамических рулей, которые гидравлически связаны со штурвалом. Они направляют поток воздуха от маршевых винтов в нужную сторону. С помощью «разнотяга» пилот может помочь судну войти в поворот.
Уменьшая подачу топлива «на внутренней стороне», он заставляет машину «осесть» на внутренний борт. Контакт внутреннего скега с поверхностью улучшается, и машина охотнее заходит в вираж. С помощью «разнотяга» можно также заставить машину развернуться буквально на месте.
Важный орган управления «Хивуса-48» — педали. Им подчиняется гидравлический механизм изменения шага маршевых винтов. При отпущенной педали шаг винта максимальный, он же рабочий. Нажимая на педаль, пилот уменьшает шаг и, соответственно, тягу винта и нагрузку на двигатель.
При желании можно полностью остановить судно при наполненной подушке или даже заставить его двигаться задним ходом. Высший пилотаж — разгрузив винты, поднять обороты двигателей и тем самым добиться максимального давления в подушке, если ситуация того потребует.
СВП «Марс-2000». Амфибийный катер от изначально задумывался как комфортабельное пассажирское судно. 18-местная машина отличается привлекательным дизайном и отличным обзором. Характерная особенность «Марса-2000» — аэродинамические «рули высоты» для корректировки дифферента судна при изменении загрузки. Длина: 13,03 м // Ширина: 4,96 м // Водоизмещение: 5910 кг // Мощность: 2х175 л.с. // Максимальная скорость: не менее 60 км/ч (по воде)
Купить судно на воздушной подушке или сделать своими руками?
Ховеркрафты довольно дороги, к примеру, средненькая модель стоит около 700 тысяч рублей, тогда как тот же мотороллер «скутер» можно купить в 10 раз дешевле. Но безусловно, платя деньги, вы получаете заводское качество, и можете быть уверены, что судно не развалится прямо под вами, хотя такие случаи и бывали, но все же вероятность здесь ниже, чем применительно к самодельному.
Кроме того производители продают в основном «профессиональные» СВП для рыболовов, охотников, и всевозможных служб. Любительские же судна можно встретить крайне редко, и в основном они являются продуктами ручной работы, в силу, опять таки, их невысокой популярности в народе. Почему ховеркрафты не завоевали большую любовь
Основные причины:
- Высокая цена и дорогое обслуживание. Дело в том, что детали и функциональные узлы СВП очень быстро изнашиваются и требуют замены, а покупка и установка также стоят немалых денег. Поэтому его может позволить себе только богатый человек, но даже для него каждый раз отвозить сломанное судно в ремонтный цех очень неудобно, поскольку таких мастерских единицы, и находятся они, в основном, только в крупных городах. Поэтому в качестве игрушки, выгоднее купить, например, квадро- или гидроцикл.
- Из-за винтов они очень шумят, поэтому ездить можно только в наушниках.
- Нельзя плыть и ехать против ветра, поскольку сильно снижается скорость. Любительские СВП были и остаются лишь способом проявления своих конструкторских способностей для тех, кто может сам их обслуживать и чинить.
Процесс самостоятельного изготовления
Сделать хорошее СВП непросто, но если вы задумались об этом, то скорее всего у вас есть либо способности, либо желание, но учтите, что если у вас нет технического образование, забудьте об этой идее, потому что ваш ховеркрафт разобьется в первом же тестдрайве.
Итак, начинать следует с чертежа. Разработайте дизайн своего СВП. Каким вы хотите его видеть? Закругленным, как советский вертолет МИ-28 или угловатым, как американский «Аллигатор»? Должен ли он быть обтекаемым как Феррари, или Запорожце-образным?
Когда вы ответите себе на эти вопросы, приступайте к созданию чертежа.
На рисунке изображен эскиз СВП, стоящего на вооружении Канадской службы спасения.
Технические характеристики судна
Средний самодельный СВП может развивать достаточно высокую скорость — какую конкретно — зависит от массы пассажиров и самого катера, а также от мощности двигателя, но в любом случае, при одинаковых параметрах мотора и массе, обычная лодка будет в несколько раз медленнее.
Касательно грузоподъемности можно сказать, что предложенная здесь модель одноместного ховеркрафта способна выдерживать водителя массой в 100-120 кг.
К управлению придется привыкать, поскольку оно существенно отличается от обычной лодки, во-первых, потому что там совсем разные скорости, а во-вторых, принципиально разные способы передвижения.
Чем быстрее движется СВП, тем больше его заносит на поворотах, поэтому необходимо немного наклоняться вбок. Кстати, если приноровиться, то на ховеркрафте можно неплохо «дрифтовать».
Необходимые материалы
Все, что понадобится — это фанера, пенопласт и специальный набор кит от Юниверсал Ховеркрафт, разработанный специально для инженеров-самоучек, содержащий все необходимое.
Изоляция, винты, ткань для воздушной подушки, эпоксидка, клей и другое — все это уже есть в готовом комплекте, который вы можете заказать на их официальном сайте за 500 долларов, а кроме того, в нем будут несколько вариантов плана с чертежами.
Изготовление корпуса
Днище делается из пенопласта, толщиной 5-7 см, при расчете на одного человека, если вы хотите сделать судно для двух и более пассажиров, то прикрепите снизу еще один такой же лист. Далее в дне нужно сделать два отверстия: одно для потока воздуха, а второе для обеспечения надува подушки. Использовать можно лобзиковую пилу.
Далее нужно заизолировать нижнюю часть корпуса от воды — для этого идеально подойдет стекловолокно. Нанесите его на пенопласт и обработайте эпоксидкой. Но на поверхности могут образоваться неровности и воздушные пузыри, чтобы не допустить этого, покройте стекловолокно полиэтиленовой пленкой, и накройте одеялом.
Сверху положите еще один слой пленки, и приклейте его скотчем к полу. Чтобы выдуть воздух из под получившегося «бутерброда», используйте обычный пылесос. Днище корпуса будет готова через 2.5-3 часа.
Верхнюю часть корпуса можно делать произвольной, но не следует забывать об аэродинамике. Сделать подушку несложно. Необходимо лишь грамотно закрепить ее, и синхронизировать с днищем — то ест сделать так, чтобы воздушный поток от двигателя проходил через отверстие в подушку, не теряя КПД.
Трубу для мотора делайте из стирофома, не прогадайте с размерами, чтобы в нее вошел винт, но зазор между его краями и внутренней частью трубы был не очень большой, так как это уменьшит тягу. Следующий этап — установка держателя для мотора. По сути — это просто табуретка на трех ножках, которые крепятся к днищу, а сверху на нее ставится двигатель.
Двигатель
Существует два варианта — готовый движок от компании Ю.Х. либо самодельный. Можно взять его от бензопилы или стиральной машинки — мощности, которую они дают, вполне хватает для любительского СВП. Если хотите чего-то большего, следует присмотреться к мотору от скутера.
Обязательно сбалансируйте лопасти винта, когда будете их устанавливать, так как, если одна будет весить больше другой, то центробежные силы разболтают пропеллер, и вибрации, возникшие вследствие этого довольно быстро разрушат весь двигатель.
Надежно ли судно на воздушной подушке?
Заводские СВП при частом использовании ломаются примерно раз в пол года, но это все неполадки, не требующие капитального ремонта. Чаще всего выходит из строя подушка и система нагнетания воздуха. Вероятность того, что грамотно собранный ховеркрафт разлетится у вас под ногами крайне мала, для этого нужно на большой скорости налететь на какой-нибудь большой камень или кусок дерева, но даже этом случае, есть шанс, что воздушная подушка вас защитит.
В Канаде спасатели, орудующие на таких СВП, ремонтируют их прямо на ходу, а неполадки, связанные с подушкой, устраняются в специальном гараже.
Описываемая здесь модель, в принципе, надежна, но только в том случае, если:
- Материалы были надлежащего качества, в том числе клеи и эпоксидки.
- Двигатель не отработал свой срок службы.
- Соединения выполнены надежно.
- То есть то, насколько можно довериться своему ховеркрафту, всецело зависит о вас самих.
Если вы делаете СВП в качестве игрушки для ребенка, то лучше купить готовый, в противном случае у вас должны быть очень хорошие данные как конструктора. Если же вы творите просто для своего удовольствия, и у вас нет большого технического опыта, то лучше, на всякий случай, не пускать за штурвал детей.
Но есть еще один вариант — сделать двухместный СВП с предусмотренной системой безопасности, при этом ребенок будет сидеть впереди, а вы сзади — между ним и двигателем.
Непотопляемость СВП
Использование двойных обшивок заполненных воздухонасыщенным материалом или просто наполненных воздухом обеспечивает непотопляемость пластиковым СВП. В нашем опыте были случаи насыщения пенопласта водой, что приводило к увеличению веса всей конструкции.
Стеклопластики
Плюсы стеклоплстиков: Возможность производства сложных геометрических форм., хорошие показатели прочности, стойкость к коррозии.
Минусы: чувствительность к концентрации напряжений ,небольшой модуль норм. упругости, зависимость качества от способа хранения материалов, горючесть.
Надстройка СВП
Существует два способа создания надстройки: так называемый «сендвич» и слоистый тип в котором используются стекломаты. Использование стекломатов увеличивает вес конструкции и показывает худшую прочность, теплоизоляцию и шумоизоляцию. «Сендвич» имеет меньший вес, хорошие прочностные характеристики и способность проведения электропроводки, отличные шумо и теплоизоляционные показатели. Для наружного слоя используется цветная смола, или как её ещё называют гелькоут. Этот материал защищает обшивку от внешних повреждений и придаёт изящный внешний вид не подвреженный коррозии и стойкий к механическим повреждениям.
Источник: xn—-7sbbaq9bf4a3hub.xn--p1ai
Морская тачанка. История первого катера на воздушной подушке
Угадай, где придумали судно на воздушной подушке? Правильно, в России. А построили? Точно, за границей, в Австро-Венгрии.
К атер, которому не нужно преодолевать трение воды, который имеет минимальную осадку и может самостоятельно выходить на берег, — это ли не идеальный транспорт для прибрежных морских операций? Однако развитие судов на воздушной подушке шло мучительно трудно, и первое из них ожидало позорное фиаско.
Однако для начала небольшое историческое отступление. Как ты уже понял, и в области воздушных подушек мы были впереди планеты всей. Еще в 1853 году коллежский асессор Иванов подал в Департамент путей сообщения проект «трехкильного духоплава» — транспортного средства, которое и удерживается над землей, и движется за счет непрерывного поддува воздуха.
А создавать этот поддув должны были… крепкие мужики с помощью ручных насосов. К сожалению, в департаменте инновацию не оценили: то ли скучные инженеры посчитали и выяснили, что мускульной силы будет недостаточно, то ли чиновники решили, что в случае успеха это будет срам на всю Европу. У нас, как-никак, тогда уже поезда между Питером и Москвой ходили.
После Иванова на тему воздушной подушки возникало много не менее красивых идей, английские и американские инженеры получали патенты, но реальное судно на такой основе построили только в 1915 году. Разумеется, для военных нужд.
Авторство изобретения принадлежало капитан-лейтенанту флота Австро-Венгрии Дагоберту Мюллеру фон Томамюлю. По случаю Первой мировой он служил командиром миноносца, но вообще был потомственным военным инженером. До войны он возглавлял Водолазную школу и даже разработал скафандр, позволявший погружаться на глубину до 64 м.
Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.
Источник: kiozk.ru
Как в СССР создавали суда на воздушной подушке?
Многие, конечно, представляют, почему прославился Константин Эдуардович Циолковский. Однако кроме своих космических работ, наш учёный занимался вопросами создания вездеходов. И не просто вездеходов, а аппаратов на воздушной подушке.
Эскизный рисунок «боевой машины пехоты» на воздушной подушке, разработанной в конструкторском бюро Левкова. 1937 г. Фото: Общественное достояние
В 1924 году Константин Эдуардович высказал революционную мысль о том, что человек в скором времени может создать средство передвижения на воздушной подушке. Циолковский обосновал эту идею и предположил, что можно будет создать целые поезда и автоколонны на новых принципах.
В 1927 году учёный даже издал в Калуге небольшую книгу по этому поводу — «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Но затем полностью переключился на космическую тематику.
Однако идея Циолковского относительно новых транспортных средств нашла своего ярого приверженца в лице Владимира Израилевича Левкова, талантливого инженера и конструктора.
Родился Левков в 1895 году в Ростове-на-Дону, в довольно зажиточной семье. Учился в школе и училище он очень хорошо, поэтому попал для продолжения обучения в Карлсруэ (Германия), в Высшую техническую школу. Закончить именно это заведение помешала Первая мировая война и начавшиеся за этим мировые передряги.
Левков вернулся в Россию и стал студентом Донского политехнического института в городе Новочеркасске. Учился Владимир настолько хорошо, что после окончания ДПИ его оставили в упомянутом институте преподавать и вести научную работу.
Владимир Израилевич, помимо своих прямых обязанностей в институте, конструировал много всяких штуковин. Но круг его интересов сузился, когда он в 1927 году ознакомился с упомянутой выше книжкой Циолковского.
Левков настолько загорелся транспортом на воздушной подушке, что соорудил из бумаги и тонких реек буквально таз, проделал в нём отверстие, вставил туда вентилятор и добился того, что этот бумажный таз-ящик стал парить над полом. Идея Циолковского оказалась верна!
Однако последующие несколько лет у Левкова ушли на различные замеры и теоретические расчёты. Не было ещё нигде описано того процесса, который происходил в его лаборатории.
И вот Левков с товарищами соорудил второй вариант судна на воздушной подушке, если так можно сказать. Теперь агрегат был вытянутой формы, с обоих сторон у него имелись электродвигатели с пропеллерами, и он мог летать влево-вправо.
Вскоре Левков переезжает в Москву. Туда же он везёт и свою двухметровую, вполне рабочую модель судна на воздушной подушке. Весила она всего 6 кг и доехала до столицы без приключений.
В Москве Владимир Израилевич был принят на работу в Московский авиационный институт (МАИ). И тут он знакомится с инженером Богачёвым, который становится его сподвижником в деле изучения транспорта на воздушной подушке.
В МАИ Левков получил для своих работ большую комнату. В ней соорудили бассейн, над которым протянули электропровода для испытуемых моделей.
Работы команды Левкова получили дополнительный толчок, когда в МАИ приехали представители нашей авиации во главе с командующим ВВС страны Алкснисом и конструктором Туполевым. Гости лаборатории Левкова ознакомились с его перспективными разработками, в результате чего учёный получил дополнительное финансирование.
Результатом этого стало появление трёхместного катера «Л-1» на воздушной подушке. Модель весила полторы тонны и показала хорошие ходовые качества как над водой, так и над сушей.
После устранения всех недочётов, выявленных у «Л-1», в 1937 году на испытания был представлен катер «Л-5». Эта машина весила девять тонн, но и двигатели у неё были побольше.
В результате на испытаниях новый катер конструкторского бюро Левкова показал просто ошеломительную скорость в 70 узлов, то есть почти 140 километров в час!
В связи с таким успехом работы над созданием транспорта на воздушной подушке продолжились. В частности, пришлось дорабатывать двигатели, которые работали в сложных условиях (вода-суша) и периодически ломались.
Известно, что под руководством Левкова создавались уникальные катера весом до 15 тонн, а ещё проектировались настоящие «тяжеловозы» с массой в 30 тонн и более!
В 1938 году возникла идея снять дрейфующих зимовщиков со станции «Северный полюс-1» именно с помощью одного из катеров конструкции Левкова. Однако аппарат на воздушной подушке, показав хорошие скоростные результаты, однажды врезался в прочный снежный торос, и пришлось его отправить в длительный ремонт.
Во время войны Владимир Израилевич трудился для нужд фронта, а после Победы вновь вернулся к своему главному делу — созданию транспорта на воздушной подушке.
Умер Левков в 1954 году, не дожив всего немного до своего 60-летия. И теперь в большинстве учебников и хрестоматий он по праву именуется «отцом» транспортных средств на воздушной подушке.
Источник: www.shkolazhizni.ru