Впервые конструкцию судна, скользящего по слою сжатого воздуха между его днищем и водой, предложил в 1716 шведский ученый Э. Сведенборг.
Теоретическое обоснование принципа движения на воздушной подушке было дано К. Э. Циолковским в 1927 г. Первое советское судно на воздушной подушке, разработанное под руководством профессора В. И. Левкова, прошло испытания в 1934-1935 гг. при движении над водой, снегом и землей.
Эти суда движутся еще не так высоко, чтобы их можно было отнести к авиации, и в то же время не настолько погружены в воду, чтобы назвать их судами. Однако вопрос «судно или самолет?» еще не исчерпывает их сущности, поскольку универсальные амфибийные суда могут передвигаться и над сушей.
Уже построенные и находящиеся в эксплуатации суда на воздушной подушке могут парить и над штормовой поверхностью моря при высоте волн до 3-4 м, и над оврагами или канавами глубиной до 2 м, и над кустарником высотой до 2 м. К тому же они могут двигаться и по болоту, паря над трясиной.
Принципы работы Судна на воздушной подушке
Суда на воздушной подушке могут выходить прямо из воды на необорудованный пологий (с уклоном до 30°) берег.
Практическое использование судна на воздушной подушке началось с середины 1960-х гг. в военном флоте и для пассажирских перевозок.
Для изменения курса судна используют аэродинамические поверхности, воздухоструйные рули и другие способы.
Остойчивость судна обеспечивается стабилизатором и соплами остойчивости.
Различают суда на воздушной подушке с центральной подачей воздуха под куполообразное днище от вентилятора (камерная схема) и с расположением подающих воздух отверстий по периметру днища (сопловая схема).
СВП приподнимается над опорной поверхностью благодаря воздушной области высокого давления, образующейся между его днищем и поверхностью (рис. 7.9).
Устойчивое движение парящего судна на воздушной подушке при волнении моря достигается удержанием воздушной подушки под днищем, что предотвращает динамический крен и дифферент.
Рис. 7.9. Патрульный катер на воздушной подушке (устройство):
- 1 — рубка, 2 — служебное помещение, 3 — газовая турбина,
- 4 — вспомогательный двигатель, 5 — палуба, 6 — кабина экипажа,
- 7 — пусковые установки ракет, 8 — выдвижные сходни,
- 9 — гибкое ограждение воздушной подушки
У судна на воздушной подушке с полным отрывом от воды воздушная подушка ограждается по периметру гибкими элементами (например секционированными полотнищами), движителями на таких судах служат воздушные винты и воздушно-реактивные двигатели, скорость судов — 100-150 км/ч. Общий вид пассажирского СВП представлен на рис. 7.10.
Рис. 7.10. Пассажирское СВП приближается к берегу
Наиболее известная пассажирская линия Франция — Великобритания (через Ла-Манш) с использованием данного типа судов активно работала в 1970-1990-е гг. С открытием транспортного тоннеля под Ла-Маншем данная линия постепенно потеряла свое значение.
Суда на воздушной подушке с постоянно погруженными в воду боковыми гибкими или жесткими ограждениями воздушной подушки развивают скорость 60-100 км/ч; на них используются гребные винты и водометные движители.
У малых судов на воздушной подушке удельная мощность привода главного вентилятора составляет от 45 до 65 кВт на 1 т общей массы судна. Для больших судов массой около 100 т требуется уже только 25-35 кВт на 1 т массы, а для судов массой 200 т и больше удельная мощность главных вентиляторов уменьшается до 15-20 кВт.
Источник: bstudy.net
Судно на воздушной подушке своими руками
Ховеркрафт – это транспортное средство, способное перемещаться как по воде, так и по суше. Подобное средство передвижения совсем не сложно сделать своими руками.
Что такое “ховеркрафт”?
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.
Как изготовить корпус?
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.
Источник: dailyfish.ru
Судно на воздушной подушке своими руками: фото, видео
Самодельное судно на воздушной подушке которое может передвигаться по суше, воде, по льду и глубокому снегу: фото постройки с описанием, а также видео испытаний вездехода на воздушной подушке.
Технические характеристики транспортного средства:
- Длинна – 3,4 м.
- Ширина – 1,8 м.
- Высота – 1,3 м.
- Масса – 150 кг.
Двигатель – «Lifan» мощностью 15 л. с.
Установка винтомоторная – диаметр 0,9 м.
Винт — «Hascon wing».
Грузоподъёмность судна — 250 кг.
Судно может парить над поверхностью на высоте 17 см.
Фото сборки самоделки и описание.
Корпус судна имеет форму лодки, изготовлен из стеклопластика, стеклоткань пропитывается эпоксидной смолой, когда смола застывает, она образует прочное соединение которое можно шлифовать и окрашивать.
Здесь установлен двигатель китайского производства «Лифан», мощностью 15 л. с, впоследствии автор его доработал и увеличил мощность до 23 л. с.
Управление транспортным средством осуществляется поворотом двух задних хвостовиков размещённых сразу на вентилятором.
Изготовление воздушной подушки.
Винт был приобретён марки «Hascon wing» и установлен на двигатель.
Конструкция этого средства передвижения довольно проста, двигатель вращает вентилятор который в свою очередь нагнетает по воздуховоду мощный поток воздуха под подушку тем самым воздух под давлением поднимает судно на высоту 15 — 17 см над поверхностью. Часть потока воздуха от вентилятора направляется от кормы лодки, что придаёт движение судну вперёд.
Для поворотов используются два рулевые хвостовика.
Максимальная скорость вездехода — 60 км/ч. Расход топлива примерно 20 литров на 5 часов (хватает на 200 км пути).
Рекомендую посмотреть видео испытаний этого судна на воздушной подушке.
Автор самоделки: Александр Макаров.
Источник: sam-stroitel.com